Fotografier av alkaliska magmatiska intrång i Grönland. Regionen var vulkaniskt och tektoniskt aktiv för cirka 1,2 miljarder år sedan. Även om den inte längre är aktiv, det är av stort intresse för geologer eftersom den efterföljande höjningen och glacial erosionen har skurit djupt in i sprickan och avslöjat magmakamrarna som en gång låg långt under ytan. Grönlands magmas kom från en mantel som var berikad och förorenad av gamla skorpmaterial. Upphovsman:University of St Andrews
Forntida vulkaner som går tillbaka till miljarder år kan ge nya insikter om hur jordens yta återvinns, enligt forskare vid University of St Andrews.
En studie, publicerad idag i Naturkommunikation , avslöjar ödet för jordens forntida skorpa och kan hjälpa till att lösa mysteriet om hur jordens yta och mantel är anslutna.
Jordens yttersta skikt består av styva tektoniska plattor som rör sig runt och kolliderar i områden som kallas subduktionszoner.
I kollisionsområden, skorpmaterial transporteras in i den djupa manteln, och en av de stora utmaningarna inom jordvetenskap är att förstå vad som händer med denna skorpa och hur länge den ligger i manteln.
Vid några vulkaner på jorden kan geologer hitta spår av dessa gamla skorpmaterial i den utbrutna lavan. Hittills har det mesta av detta arbete fokuserat på oceaniska öar som Hawaii eller Kanarieöarna.
Dock, oceaniska öar finns bara på jordens yta i några miljoner år innan de själva avtar och förs in i manteln igen, och så kan bara ge en liten ögonblicksbild av återvinning av skorpan under de fyra miljarder år av jordens historia.
St Andrews -teamet undersökte en serie alkaliska magmas som utbröt i kontinentala sprickor som liknar den moderna östafrikanska sprickan.
Fotografier av avlägsna fältarbete i Grönland. University of St Andrews team (inklusive Adrian Finch, Nicola Horsburgh och William Hutchison) reste med båt och helikopter för att komma åt avlägsna friland omgiven av glaciärer. Upphovsman:University of St Andrews
Även om dessa magmas har mycket ovanliga kemier, de visar många likheter med de oceaniska lavorna och, avgörande, finns i hela jordens geologiska rekord.
Teamet fokuserade på en alkalisk provins i sydvästra Grönland med hjälp av banbrytande isotoptekniker för att kemiskt fingeravtrycka forntida jordskorpsmaterial i källan till dessa magmer.
Genom en kombination av avlägsna fältarbeten (med båt och helikopter) och noggrann kemisk analys kunde teamet visa att dessa magar tappade in i forntida skorpa som förs in i manteln 500 miljoner år innan vulkanerna började bryta ut.
När laget förstod dessa processer på Grönland sammanställde de en global data om alkalisk magmakemi och blev förvånade över att de allra flesta innehöll en återvunnen skorpkomponent i sin magmakälla.
Huvudförfattare Dr Will Hutchison, från School of Earth and Environmental Sciences vid universitetet, sade:"Vårt nyckelresultat är att isotoperna för alkaliska magmor är mycket varierande och detta tyder på att deras återvunna skorpkällor har förändrats genom geologisk tid.
"Skönheten i vår globala dataset är att den sträcker sig tillbaka över två miljarder år och så representerar dessa unika alkaliska bergarter en extremt kraftfull rekord för att förstå jordskorpans återvinning över jordens historia."
"Genom att noggrant sammanföra de magmatiska och sedimentära isotopregistren, detta kan tillåta oss att förstå hur förändring av skorpans ingång är knuten till vulkanisk utmatning, och i slutändan bygga upp en mycket bättre förståelse för vad som händer med tektoniska plattor när de transporteras in i den djupa jorden. "
