Судьба тектонических плит зависит от их древней истории

Фото из открытых источников

Исследование, недавно опубликованное в журнале Nature, показало, что аномалии состава горных пород внутри океанических плит, вызванные древней тектоникой, влияют на траекторию и скорость плит по мере их погружения глубоко в мантию Земли.

Между глубинами 410 и 660 километров находится зона перехода мантии (MTZ), критический регион, действующий как ворота для материалов, поступающих в более глубокую мантию Земли. Большое распределение составов базальтовых пород в MTZ может привести к тому, что субдуцирующие плиты — те, которые скользят под другими — замедлятся и/или застоятся в этой зоне, вместо того чтобы спуститься прямо в нижнюю мантию. Хотя базальтовые резервуары ранее были обнаружены в MTZ, их происхождение оставалось неясным.

Международная группа сейсмологов под руководством Университета Саутгемптона (а теперь и Океанографического института Вудс-Хоул) представила доказательства существования чрезвычайно толстой MTZ, которую можно объяснить только большим содержанием базальтовых пород, что позволяет предположить, что в некоторых регионах целые океанические плиты толщиной около 100 километров могут содержать значительное количество базальтового материала.

Результаты исследования позволяют глубже понять процесс субдукции плит, который перерабатывает поверхностные материалы и летучие элементы глубоко в недрах Земли, поддерживая долгосрочную стабильность климата, баланс атмосферы и пригодность для жизни на нашей планете на протяжении миллиардов лет.

Это новаторское исследование является частью проекта VoiLA (Летучие вещества на Малых Антильских островах), в рамках которого группа разместила 34 сейсмометра на дне океана под Малыми Антильскими островами.

«Это первый крупномасштабный сейсмический эксперимент на дне океана, проведенный в зоне субдукции Атлантики», — сказала Кэтрин Райхерт из Океанографического института Вудс-Хоул. «Мы были очень удивлены, обнаружив неожиданную и исключительно толстую — примерно 330 километров — зону перехода мантии под Антильскими островами, что делает ее одной из самых толстых переходных зон, наблюдаемых в мире. Хотя Карибский регион хорошо известен своим солнцем и пляжами, теперь у него есть новый повод для славы в мире тектоники плит».

«Было бы странно думать, что тектонические плиты каким-то образом обладают «памятью», и это влияет на то, как плиты управляют конвекцией мантии и перемешивают материал обратно в Землю», — сказал Ник Хармон из этого же института. 

«Мы не можем игнорировать унаследованную композиционную неоднородность субдуцирующих океанических плит. Это может существенно повлиять на их окончательную судьбу в глубоких недрах Земли», - подчеркнул ведущий автор исследования Сюйсун Ян из Университета Майами.