Les volatiles sont cruciaux pour maintenir la vie et l'habitabilité de la Terre, les zones de subduction étant les principales voies pour que ces matériaux pénètrent dans le manteau. Cependant, la dévolatilisation des dalles de sous-produits peut entraver le recyclage des volatils comme le carbone. Le boron, un élément modérément volatile avec une forte mobilité fluide, sert de traceur utile pour suivre le recyclage des volatils à travers sa composition isotopique (Δ¹¹B).
Les études sur les isotopes de bore dans les basaltes océaniques sont confrontés à des défis de la contamination de l'altération de l'eau de mer et de l'éruption, ce qui rend difficile le lien entre les isotopes du bore aux processus du manteau. Cela contribue aux incertitudes sur le recyclage du bore et d'autres volatils dérivés de surface dans le manteau profond.
Pour résoudre ce problème, le professeur associé Xu Rong de l'Institut de géochimie de l'Académie chinoise des sciences, ainsi que le professeur Cai Yue de l'Institut Nanjing de géologie et de paléontologie et de leurs collaborateurs, ont utilisé des techniques d'analyse avancées de boron de bore à haute précision pour étudier deux groupes de chinois de cenozoïque relants de Zhejiang Chinaire. Leurs résultats sont publiés dans Avancées scientifiques.
Les chercheurs ont trouvé des corrélations claires entre les isotopes de bore et d'autres indicateurs géochimiques, révélant les contributions de trois composantes de source de manteau différentes. Parmi ces composants, le membre final des isotopes du bore le plus léger indique une croûte océanique fortement déshydratée, tandis qu'un autre membre final isotope du bore léger reflète un manteau lithosphérique continental métasomatisé. Notamment, les deux groupes de basaltes partagent un membre de fin d'isotope de bore lourd commun.
Grâce à une analyse détaillée et en considérant son faible rapport b / ce, les chercheurs ont conclu que la signature isotopique de bore lourde ne peut pas être attribuée aux contributions de fluides riches en bore – tels que ceux de la croûte océanique subduite, des sédiments ou du serpentin, qui étaient auparavant considérés comme des sources de Δ¹f lourdes. Au lieu de cela, la forte corrélation entre les isotopes de bore lourds et les indicateurs liés au carbonate suggère une contribution significative des carbonates de surface recyclés.
L'étude démontre que les carbonates dérivés de surface peuvent transporter des signatures d'isotopes de bore lourds profondément dans la zone de transition du manteau (410–660 km). Ces signatures peuvent ensuite être enregistrées par des basaltes intraplate, des carbonatites profondes et peut-être même des diamants super profonds.
Cette étude fournit de nouvelles informations sur le recyclage profond des matériaux subduits, y compris les volatils, et met en évidence le rôle des carbonates de surface dans la fourniture de signatures isotopiques de bore lourde à la région source du manteau des basaltes intraplate.
