Образцы были собраны в ходе экспедиций, проведенных в 2018 году исследователями Университета Сан-Паулу (Бразилия) и Университета Саутгемптона (Великобритания). Эта темно-серая скала представляет собой вулканическое отложение базальта. 1 кредит
Эта часть морского дна Южной Атлантики богата кобальтом, никелем и литием, а также теллуром и различными редкоземельными элементами, имеющими решающее значение для энергетического перехода. Исследователи намерены и дальше исследовать его естественные процессы.
Исследования, проведенные учеными из Университета Сан-Паулу (USP) в Бразилии, показали, что возвышенность Рио-Гранде (RGR), затопленное базальтовое плато и ряд подводных гор в южной части Атлантического океана, примерно в 1200 км от побережья Бразилии, была когда-то гигантский тропический остров. Этот остров, изобилующий минералами и пышной растительностью, возник из отложений 45–40 миллионов лет назад.
В журнале опубликована статья с описанием результатов исследования, длившегося почти десять лет. Научные отчеты с новой информацией о геологии RGR, которая занимает примерно ту же площадь, что и Испания.
Исследователи проанализировали образцы донных отложений, извлеченных на глубине около 650 м в западной части РГР, и охарактеризовали их минералогические, геохимические и магнитные свойства. Образцы содержали преимущественно красную глину с рядом минералов, типичных для тропических вулканических пород, таких как каолинит, магнетит, окисленный магнетит, гематит и гетит.
В 2018 году группа заявила, что RGR когда-то был островом, основываясь на открытиях, сделанных научными экспедициями в этот регион, где они собрали образец, описанный в статье. Они путешествовали на Королевском исследовательском корабле (RRS). Открытиеуправляемый Национальным океанографическим центром Великобритании (NOC) и Альфа Круцис, океанографическое исследовательское судно USP. Экспедиции были частью тематического проекта, поддержанного FAPESP. Исследователи были из Океанографического института USP (IO) и Саутгемптонского университета в Великобритании.
«Наши исследования и анализ позволили нам определить, что это действительно был остров, и сейчас обсуждается вопрос о том, может ли этот район быть включен в юридически признанный континентальный шельф Бразилии. С геологической точки зрения мы обнаружили, что глина образовалась после последней вулканической активности, произошедшей 45 миллионов лет назад. Таким образом, образование датируется 30–40 миллионами лет назад. И он, должно быть, образовался в результате этих тропических условий», — рассказал агентству FAPESP Луиджи Йоване, последний автор статьи и профессор IO-USP.
Для Йоване, который является главным исследователем проекта, финансируемого FAPESP, тот факт, что в исследовании участвовала многопрофильная группа, способствовал полученным результатам. «У нас есть группа высочайшего качества, в которую входят специалисты в области геологии, геохимии, биологии, гидродинамики, оценки воздействия на окружающую среду, новых энергетиков, психологии и права. Вся эта накопленная наука может быть использована для углубления нашего понимания РГР и исследования региона, не влияя на синергию местной системы. Чтобы узнать, можно ли эффективно добывать ресурсы с морского дна, нам необходимо проанализировать устойчивость и последствия такой добычи. Например, экосистемные услуги, предоставляемые океаном, подробно не изучались. Когда вы вмешиваетесь в какую-то территорию, вы должны знать, как это повлияет на животных, грибы и кораллы, и понимать, какое влияние вы окажете на совокупные процессы», — сказал Йоване.
Приешу Шривастава, первый автор статьи и в настоящее время профессор Университета Мумбаи в Индии, также получил поддержку FAPESP в рамках двух проектов (19/11364-0 и 22/02479-0).
Только за 2023 год Йоване руководил выпуском еще четырех статей с результатами исследований образцов вулканических пород и железомарганцевой коры из РГР. Статьи публикуются в Границы морской науки, Журнал исследований материалов и технологий, Геохимия и Морская геология).
Открытия морского дна
Ученые сосредоточились на западной части РГР, которую они реконструировали с помощью батиметрического картографирования высокого разрешения, на котором были показаны плато, покрытые осадками и разделенные разломом глубиной более 600 метров. Они использовали автономный подводный аппарат (АНПА) и дистанционно управляемый аппарат (ROV). Открытие для создания карт, видео и гидролокационных исследований.
АНПА способен погружаться на морское дно и покрывать заранее установленную территорию в течение максимум 12 часов. ROV соединен с кораблем кабелем и движется, создавая изображения с высоким разрешением и собирая образцы камней и организмов с помощью роботизированной руки. «Ни у кого в Бразилии нет AUV или ROV, поэтому партнерство с нашими британскими коллегами из NOC было фундаментальным, но исследования на 100% являются бразильскими», — сказал Йоване.
Существование тропической почвы между потоками вулканической лавы, обнаруженными исследователями, показывает, что породы, должно быть, подверглись выветриванию на открытом воздухе в теплом влажном климате в регионе с действующими вулканами менее 40 миллионов лет назад. Почва похожа на «красную землю» (Терра Рокса), по словам Джоване, встречается во многих частях штата Сан-Паулу.
Наиболее широко используемый показатель выветривания горных пород, известный как химический индекс изменений (CIA), составлял 93 для красной глины. Большинство щелочных пород имеют CIA менее 50. Это высокое значение указывает на то, что оно возникло в результате экстремального выветривания потоков лавы и вулканических пород в эоцене (вторая эпоха палеогенового периода) между 56 и 34 миллионами лет назад, когда высокие температуры способствовали развитию тропических лесов до внезапных изменений климата, которые произошли, когда Австралия быстро отделилась от Антарктиды. За эрозией под открытым небом последовало термическое опускание и затопление в позднем эоцене и раннем олигоцене, между 35 и 25 миллионами лет назад.
В последние годы РГР интенсивно изучается из-за его экономического потенциала. Он находится в международных водах и, следовательно, регулируется Международным органом по морскому дну (ISA). В декабре 2018 года правительство Бразилии подал заявку на расширение своего континентального шельфа за счет включения в него RGR, который значительно превышает лимит в 200 морских миль, установленный для всех стран Конвенцией ООН по морскому праву (UNCLOS).
В РГР обнаружены районы, богатые кобальтом, никелем и литием, а также теллуром и другими редкоземельными элементами, имеющими решающее значение для перехода от ископаемого топлива, одного из основных факторов глобального потепления, к возобновляемым источникам энергии.
«Важно понимать экосистемные услуги и другие природные процессы, действующие в РГР», — сказал Йоване. «Только эти знания могут позволить нам провести оценку воздействия на окружающую среду и рассчитать меры по смягчению последствий и компенсации, необходимые для ее защиты, если будет разрешено экономическое развитие».
Ссылка: «Красные глины указывают на субаэральное обнажение возвышенности Рио-Гранде во время эоценового вулканического эпизода» Приешу Шривастава, Брэмли Дж. Мертон, Люси Гомес Сант’Анна, Фабио Флориндо, Мухаммад Бин Хассан, Джулия Тачиро Мандакару Герра, Вальдесир де Ассис Янаси и Луиджи Йоване, 4 ноября 2023 г., Научные отчеты.
DOI: 10.1038/s41598-023-46273-y
Исследование финансировалось Исследовательским фондом Сан-Паулу.