Teruggewonnen mineralen die in de diepe mantel zijn ontstaan, kunnen wetenschappers een zeldzame blik geven in de dynamische processen die diep in de aarde plaatsvinden en in de geschiedenis van de mantellaag van de planeet. Een team onder leiding van Yingwei Fei, een Carnegie experimenteel petroloog, en Cheng Xu, een veldgeoloog van de Universiteit van Peking, heeft ontdekt dat een zeldzaam monster van het mineraal majoriet minstens 235 mijl onder het aardoppervlak is ontstaan. Hun bevindingen zijn gepubliceerd door wetenschappelijke vooruitgang .

Majoriet is een soort granaat dat alleen wordt gevormd op diepten van meer dan 100 mijl. Fascinerend, het grootste monster dat Fei's team in Noord-China vond, was ingekapseld in een gewone granaat-achtige mineralogische nestpoppen. Het werd naar de oppervlakte gebracht als een eklogiet xenoliet in de Noord-Chinese Craton, een van de oudste cratonische blokken ter wereld. Bovendien, de meerderheid was rijk aan ferri-ijzer, een geoxideerde vorm van ijzer, wat hoogst ongebruikelijk is voor het mineraal.

Al deze ongewone factoren brachten het team ertoe de oorsprong van de meerderheid te onderzoeken.

Ze gebruikten verschillende soorten analytische technieken om de chemie en structurele kenmerken te bepalen van deze majoriet die diep in de aarde werd gevormd. Om de exacte diepte van zijn oorsprong te bepalen, Carnegie's postdoc Renbiao Tao voerde hogedrukexperimenten uit die de vormingsomstandigheden van natuurlijk majoriet nabootsten. Het team lokaliseerde zijn oorsprong tot een diepte van bijna 400 kilometer, aan de onderkant van het zachte deel van de bovenmantel, de asthenosfeer genoemd, die platentektoniek aandrijft.

Het is buitengewoon ongebruikelijk dat een hogedruk-majeriet transport vanaf zo'n diepte zou kunnen overleven. Wat nog bijdraagt ​​aan de vreemde omstandigheden is het feit dat het later werd omhuld door een granaat die zich op een veel ondiepere diepte van ongeveer 200 kilometer (125 mijl) vormde. Het bestaan ​​van het nestpop-monster vereiste twee afzonderlijke geologische gebeurtenissen om te verklaren, en deze gebeurtenissen creëerden een tijdcapsule die de onderzoekers konden gebruiken om de diepe geschiedenis van de aarde beter te begrijpen.

"Dit vormingsproces in twee fasen biedt ons belangrijke aanwijzingen over het evolutionaire stadium van de mantel op het moment dat de majoriet voor het eerst werd gevormd, ' legde Fei uit.

De locatie en diepte van het monster geven aan dat het een overblijfsel is uit het einde van een tijdperk van supercontinent-assemblage dat ongeveer 1,8 miljard jaar geleden plaatsvond. genaamd Colombia, de formatie van het supercontinent heeft bergketens gevormd die vandaag de dag nog bestaan.

"Er is meer onderzoek nodig om te begrijpen hoe de majoriet zo geoxideerd werd, of rijk aan ferri-ijzer, en wat deze informatie ons kan vertellen over mantelchemie. We gaan deze zomer terug naar de site om diepere geulen te graven en hopen verse rotsen te vinden die meer aanwijzingen bevatten voor de diepe mantel, ' voegde Fei eraan toe.