Trái đất đã được tái chế lớp vỏ trong phần lớn lịch sử

Để hiểu rõ hơn về sự di chuyển và phân phối của lớp vỏ tái chế trong lớp phủ của Trái đất, các nhà nghiên cứu đã phân tích tỷ lệ của một số khoáng chất trong bazan giữa đại dương.

Nghiên cứu mới cho thấy khoảng 5 – 6% lớp phủ của Trái đất được tạo thành từ lớp vỏ tái chế. Phát hiện này cho thấy Trái đất đã tạo ra lớp vỏ mới với tốc độ tương tự cho hầu hết lịch sử của hành tinh.

Các nhà địa chất biết rằng một số lớp vỏ Trái đất thường xuyên chìm vào lớp phủ, nhưng cho đến bây giờ, họ không chắc chắn được tái chế bao nhiêu. Đây là chìa khóa để hiểu một phần về lịch sử hình thành và hút chìm của vỏ Trái đất.

Để hiểu rõ hơn về quỹ đạo của lớp vỏ bị nuốt chửng vào lớp phủ, các nhà khoa học đã thu thập 500 mẫu đá bazan từ các dải núi giữa đại dương trên khắp thế giới.

“Thành phần hóa học của bazan đại dương phun trào dọc theo hệ thống sườn núi đại dương dài 40.000 km bị suy giảm một cách có hệ thống các yếu tố được gọi là các yếu tố không tương thích, tập trung ở lớp vỏ lục địa với các nguyên tố như kali, thori, urani và chì”, Munir Humayun, tác giả nghiên cứu cho biết.

Trước đó điều khiến các nhà khoa học bối rối từ lâu là thành phần bazan đại dương có ba loại, mỗi loại có nồng độ cùng các yếu tố không tương thích khác nhau.

Bazan đại dương bình thường đã cạn kiệt đến mức đủ để giải thích việc khai thác lớp vỏ lục địa từ lớp phủ, nhưng có những bazan đại dương bị cạn kiệt hơn bình thường. Cả hai đều có mặt trong sự phong phú đáng kể.

Các mảng kiến tạo liên quan dường như bắt đầu dịch chuyển sớm hơn nhiều so với những gì các nhà địa chất vẫn nghĩ.

Cho đến nay, các nhà nghiên cứu không chắc chắn điều gì đã tạo ra sự khác biệt về số lượng các yếu tố không tương thích được tìm thấy trong đá bazan. Các nhà khoa học phỏng đoán rằng lớp vỏ tái chế có thể giúp giải thích sự hình thành của ba loại bazan.

“Lớp vỏ đại dương được tái chế làm tan chảy tại các rặng núi tạo ra các khối lượng có tỷ lệ gecmani (Ge) thấp hơn so với silic (Si), hai nguyên tố rất giống nhau trong quá trình tan chảy. Chúng tôi đã phát triển một cách đo lường các biến thể nhỏ trong tỷ lệ Ge / Si và sử dụng phương pháp này để chỉ ra rằng bazan được làm giàu có tỷ lệ Ge / Si thấp hơn phù hợp với việc tan chảy từ lớp vỏ tái chế chìm”, Humayun nói.

Tỷ lệ Ge / Si thấp hơn đã có mặt trong các bazan được làm giàu từ tất cả 30 khu vực khác nhau nằm rải rác trên toàn cầu. Điều này là bằng chứng về tỷ lệ tái chế vỏ phù hợp trên toàn cầu trong lịch sử.

Nhiều nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng lớp vỏ bị kéo ngược vào lớp phủ chìm sâu vào lớp dưới cùng của lớp phủ và vẫn ở đó, chỉ có những sợi nhỏ trôi ngược về lớp phủ phía trên. Những người khác đã ước tính rằng lớp vỏ tái chế được phân bố đều khắp lớp phủ, giống như một vòng xoáy.

“Chúng tôi rất ngạc nhiên khi xác nhận lý thuyết của giáo sư Alex Sobolev từ Đại học Grenoble cho rằng lớp phủ dưới các rặng núi có trung bình khoảng 5% lớp vỏ tái chế. Nó chỉ có thể có lớp vỏ tái chế nhiều như vậy nếu sức sống của sự hút chìm tương tự trong hầu hết lịch sử Trái đất và hầu hết lớp vỏ tái chế không được đặt trong nghĩa địa chìm ở dưới cùng của lớp phủ”, Humayun nhấn mạnh.