Учёные выяснили, как материки «отслаиваются» снизу и питают океанические вулканы

Геологи установили, что материки медленно «отслаиваются» снизу, подпитывая вулканическую активность в океанах. Исследование Университета Саутгемптона показывает, как фрагменты континентов постепенно отделяются у основания и погружаются в океаническую мантию — твёрдый и горячий слой под дном океана, который течёт очень медленно. Здесь континентальные материалы питают вулканы на протяжении десятков миллионов лет. Это объясняет давнюю загадку: почему многие океанические острова вдали от границ тектонических плит содержат континентальные элементы.

Многие острова, включая остров Рождества в северо-восточном Индийском океане, имеют повышенное содержание «обогащённых» элементов, характерных для континентов. Ранее считалось, что они попадают туда из осадочных пород, перерабатываемых при погружении плит в мантию, или под воздействием мантийных плюмов — столбов горячей породы из глубин Земли. Однако эти объяснения не всегда работают: некоторые вулканические районы слишком малы или холодны для плюмов, а следов переработки коры в мантии почти нет. «Мы десятилетиями знали, что мантия под океанами выглядит странно загрязнённой, словно куски древних континентов оказались там, — отметил профессор Томас Гернон, ведущий автор исследования. — Но не удавалось понять, как именно континентальный материал туда попал».

Новое исследование предлагает иной механизм: континенты разрушаются не только сверху, но и снизу, перемещаясь на гораздо большие расстояния, чем считалось ранее. Симуляции, созданные учёными, имитируют поведение континентов и мантии при растяжении тектоническими силами. Ранее было показано, что при распаде континентов глубокие силы вызывают волну нестабильностей — «мантийную волну», проходящую вдоль основания коры на глубинах 150–200 км. Движение происходит чрезвычайно медленно — в миллион раз медленнее улитки — постепенно отделяя материал от корней континентов. Затем фрагменты перемещаются на сотни или даже более 1000 км в океаническую мантию, где питают вулканическую активность в течение десятков миллионов лет. «Мантия продолжает ощущать последствия распада континентов даже после их разделения, — добавил соавтор профессор Саша Бруне. — Система не прекращает работу при формировании нового океанического бассейна — материал продолжает переноситься и перераспределяться».

Команда проанализировала геохимические данные из Индо-Океанской Провинции подводных гор — цепи вулканических образований, возникших после распада суперконтинента Гондвана более 100 миллионов лет назад. Симуляции и химический анализ показали, что вскоре после распада Гондваны в верхние слои поднялась магма с необычным составом. Десятки миллионов лет химический сигнал постепенно ослабевал по мере уменьшения потока материала из-под континента. Это происходило без участия мантийного плюма, который ранее считался источником обогащённого материала. «Мы не исключаем мантийные плюмы, но открытие указывает на новый механизм формирования состава мантии Земли, — отметил профессор Гернон. — Мантийные волны способны переносить континентальные фрагменты на большие расстояния, оставляя химический след, сохраняющийся долго после распада континентов».

Читайте также: