Земля образовалась примерно 4,6 миллиарда лет назад из пыли и газа, оставшихся от формирования Солнца — протопланетного диска. Под влиянием гравитации из них постепенно образовались астероиды и планетезимали — зародыши планет. Сталкиваясь, эти тела образовывали известные нам сегодня планеты. Столкновения настолько сильно разогревали «строительный материал» Земли, что в начале своего существования планета представляла собой магматический океан без твердой поверхности — она появилась позже, по мере остывания планеты, а выделение летучих веществ из остывавшей магмы привело к появлению атмосферы и океанов.

Основной предмет исследования Соболева и его коллег — коматиит, самая тугоплавкая магматическая порода на Земле, которая образуется при температуре 1800 градусов Цельсия на глубине более 200 километров. Достать ее оттуда невозможно, поэтому исследовать приходится те образцы, которые выходят на поверхность в составе мантийных плюмов — горячих потоков пластичного вещества, поднимающихся в мантии от ядра Земли к ее поверхности со скоростью до нескольких метров в год.

До сих пор ученым встречались только очень древние коматииты архейских (4 — 2,5 миллиарда лет назад) времен. Позже, из-за остывания Земли, температуры уже не хватало, чтобы выплавлять из мантии такие породы — в архее мантия была в среднем на 200 градусов горячее, чем сейчас. Однако в новой работе, опубликованной в журнале Nature Geoscience, Соболев и его коллеги проанализировали состав магматических пород Карибской магматической провинции возрастом 89 миллионов лет и обнаружили, что они сформировались при архейских температурах.

«По геологическим масштабам это молодые породы, практически современные. Но они образовались при столь же высокой температуре, как магма возрастом 2,7 миллиарда лет, которую мы исследовали в прошлый раз», — объяснил ученый.

Исследователи полагают, что, хотя большая часть мантии действительно охладилась, горячая мантия архейских времен не исчезла полностью, а частично осталась, пережив миллиарды лет конвекции, «перемешивания» вещества. Это подтверждается и появившимся в самое последнее время геохимическими данными, свидетельствующими, что вещество времен образования ядра Земли сохранилось до сих пор.

«Недавние работы по изотопам вольфрама показали, что в корнях мантийных плюмов, например Гавайских, есть вещество, которое сохранилось с тех пор», — отметил Соболев.

Все эти данные показывают, что Земля остывает медленнее, чем считалось раньше. «Сформировавшись, Земля охлаждалась и продолжает остывать сейчас. Однако мы видим, что часть мантии помнит архейские температуры. Объяснить это явление предстоит теоретикам — геофизикам и геодинамикам. Новая информация может оказаться полезной для того, чтобы пересмотреть скорость остывания Земли. Кроме того, полученные температуры этих „молодых“ карибских магм на 400 градусов Цельсия выше, чем температуры верхней мантии, из которой образуется кора океанов, а это неоспоримое доказательство существования мантийных плюмов», — заключил исследователь.