En ny analys har avslöjat källan till oxidation som hittats i bergprover från den grekiska kusten, där geologisk aktivitet skapade explosiva bågvulkaner för cirka 45 miljoner år sedan, ett team av forskare rapporterar i tidskriften Naturgeovetenskap .

Vulkaniska bergarter är starkt oxiderade, vilket har fått forskare att spekulera i att vätskorna som kommer från subducerade oceaniska bergarter kan vara oxidationsmedlet, sa Boston College professor i jord- och miljövetenskap Ethan Baxter, en medförfattare till rapporten.

För att testa den hypotesen, Baxters team vid Boston College tillsammans med kollegor från Sorbonne, University of South Carolina, och Durham University (UK) försökte identifiera ett fingeravtryck av vätskekällan i resterna av forntida subducerad oceanisk skorpa som hittades på den grekiska ön Sifnos.

Forskargruppen studerade prover av stora granatkristaller, som innehåller koncentriska tillväxtringar, ungefär som ringarna på ett träd. Inom dessa ringar finns kemiskt unika zoner som förändras från kristallens kärna till kanten, sa Baxter. Dessa zoner återspeglar utvecklingen av det bergsystem inom vilket granaten växer under miljontals år. I dessa stenar, järnisotopsammansättningen varierar från kärna till kant på ett sätt som stödjer frigörandet av en oxiderande vätska.

Teamet använde elektronmikrosondanalys och järnisotopanalys för att dokumentera progressiva förändringar i bergsystemet som registrerats i dessa starkt zonerade granater, sa Baxter, vars forskning finansieras av National Science Foundation.

"Garnet kemisk och järnisotopzonering stöder idén att dessa bergarter släppte oxiderande vätskor under subduktion, ", sa Baxter. "Vi har kemiskt 'fingeravtryck' en källa för dessa oxiderande vätskor i subduktionszoner."

Dessa nya mätningar avslöjar för första gången att granatkristaller bevarar zonering av järnisotopkomposition från tidigt formad kärna till senare formande fälgar, laget rapporterar.

"När vi fann betydande zonering i järnisotopsammansättningen inom dessa granater, vi visste att vi hade hittat ett outnyttjat arkiv av vätskerelaterade kemiska förändringar, "sa Baxter, som skrev rapporten tillsammans med Boston College-forskarna Anna R. Gerrits och Paul G. Starr, Edward C. Inglis från Sorbonne, Besim Dragovic från University of South Carolina, och Kevin W. Burton från Durham University (U.K.).

Baxter sa att nästa steg i denna forskning innebär ytterligare testning av hypotesen genom att utforska vad som orsakade att vätskorna oxiderade.

"Dessa oxiderande vätskor bär vissa medel som kan oxidera stenar som de kommer in i, ", sa Baxter. "Det mest välkända exemplet skulle vara hur oxiderande vätskor kan få järnbärande material att rosta när de blir vittring. Baserat på den granatkemiska zoneringen, vi vet att vätskorna som frigörs från våra prover oxiderar, men vi vet inte varför de oxiderar eller vilka oxidationsmedlen är."