Ученые обнаружили два огромных разрыва в тектонической плите под Ираном

Фото из открытых источников

В масштабах человеческих поколений тектонические плиты, образующие земную кору и верхнюю мантию, движутся невероятно медленно. Однако они постоянно перемещаются, и на протяжении миллионов лет это движение приводит к некоторым глобально значимым изменениям ландшафта.

Исследователи из Китайской академии наук обнаружили обширные свидетельства существования двух гигантских разрывов в тектонической плите, называемой Аравийской плитой, под юго-восточным Ираном.

Разрывы вызваны разной плотностью горных пород. Одна часть плиты представляет собой так называемую океаническую плиту и когда-то была частью древнего океана Нео-Тетис. Базальтовая порода здесь тяжелее и тоньше, и её вдавливает под соседнюю плиту (процесс субдукции).

Между тем, другая часть плиты состоит из континентальных пород – более толстых по размеру, но менее плотных по составу, с более легкими компонентами, что делает их похожими на гранит.

Эта порода не любит, когда её вдавливают под землю, и вместо этого, сталкиваясь с сопротивлением, образует горы. Именно это несоответствие и вызывает разрывы.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, ученые подробно изложили свои выводы, объяснив, как эти открытия дают нам новый взгляд на то, как исчезают океаны и сталкиваются континенты в результате смещения тектонических плит. Более того, велика вероятность, что эти разрозненные сейчас части в конце концов сольются воедино.

«Сосуществование этих двух режимов разрыва дает редкую возможность запечатлеть кратковременный ранний переход от субдукции океана к столкновению континентов», — пишут исследователи.

Для измерения геологической активности глубоко под землей исследователи использовали сеть из 69 различных сейсмических станций мониторинга, чтобы регистрировать вибрации, исходящие от отдаленных землетрясений.

Поскольку скорость этих колебаний меняется в зависимости от температуры и плотности горных пород, можно составить представление об активности тектонических плит.

Записи, сделанные в период с марта 2017 года по сентябрь 2018 года, выявили два разрыва: один горизонтальный (в месте соприкосновения зоны столкновения Загроса с зоной субдукции Макран) и меньший по размеру вертикальный, расположенный ближе к поверхности (у Макранского желоба).

«Мы показали, что в зоне субдукции Макран океаническая литосфера непрерывно погружалась на глубину не менее 450 км, тогда как в зоне столкновения Загрос на западе континентальная литосфера погружалась не глубже 300 км, что привело к разрыву и отрыву плиты в восточно-южном направлении», — пишут исследователи. «Мы также выявили еще один разрыв плиты, который, вероятно, начался на стыке Макранской впадины и трансформной границы и распространился на юг по мере продвижения континентальной плиты на север».

Исследователи предполагают, что второй разрыв скорее обусловлен движением тектонических плит, чем различиями между океаническими и континентальными породами, — однако одновременное обнаружение обоих разрывов в одном и том же регионе является очень необычным явлением для геологов.

Согласно моделям, использованным в исследовании, эти разрывы в тектонических плитах развивались на протяжении нескольких миллионов лет, и те же модели указывают на высокую вероятность того, что в конечном итоге они встретятся друг с другом.

«Хотя два разрыва возникают независимо друг от друга, промежуточный участок континентально-океанической границы постепенно разрушается по мере продвижения разрыва», — пишут исследователи. «Ожидается, что эта постепенная взаимосвязь в конечном итоге приведет к слиянию двух слезных желез».

Следующий вопрос заключается в том, как разрывы и их возможное слияние могут повлиять на вулканическую активность в регионе. По всей видимости, горячая магма уже заполняет некоторые из пустот, образовавшихся в результате разрывов.

Возможно, к тому времени, как слезы соединятся, мы уже покинем планету Земля, но для современных геологов это редкая возможность увидеть эти силы в действии, особенно заключительные этапы формирования океана Нео-Тетис – части цикла Вильсона, описывающего образование, расширение и постепенное исчезновение океанов по мере движения тектонических плит.

«Переход от субдукции океана к столкновению континентов является ключевым этапом в цикле Вильсона», — пишут исследователи. «Однако ключевые процессы, управляющие этим переходом, остаются неясными из-за скудных наблюдений за структурой на глубине».