Британские исследователи сделали революционное открытие, обнаружив механизм, благодаря которому фрагменты континентов отделяются и перемещаются под океанами, поддерживая вулканическую активность на протяжении миллионов лет. Работа была опубликована в журнале Nature Geoscience.
Учёные долгое время задавались вопросом, почему вулканические острова, расположенные вдали от границ тектонических плит, содержат химические элементы, характерные для континентов. Например, откуда в лаве острова Рождества в Индийском океане появились «континентальные» следы?
Команда ученых из Саутгемптонского университета совместно с коллегами из Германии, Канады и Уэльса нашли ответ, который меняет понимание внутренней работы нашей планеты.
В исследовании упоминается, что долгое время ученые замечали странные загрязнения в мантии под океанами, как будто там оказались кусочки древних континентов. Однако они не могли объяснить, каким образом этот континентальный материал попал туда.
Выясняется, что когда континенты начинают раскалываться под воздействием тектонических сил, в глубине Земли запускается уникальный механизм — «мантийная волна». Это медленное вращательное движение распространяется по основанию континентов на глубине 150-200 км.
Представьте себе огромный каток, который медленно движется под континентом, постепенно снимая материал с его глубоких корней, как скребок удаляет слой краски.
Хотя процесс происходит крайне медленно — примерно в миллион раз медленнее, чем движение улитки, за миллионы лет фрагменты континентальной породы перемещаются более чем на 1000 км в сторону океана и попадают в мантию — горячий слой под океанским дном.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследовательская группа провела компьютерное моделирование поведения земной коры и мантии, а затем сопоставила результаты с реальными геологическими данными из Индийского океана.
Анализ Индоокеанской подводной провинции, цепи вулканических образований, возникших после распада суперконтинента Гондвана более 100 миллионов лет назад, оказался особенно показателен.
Выяснилось, что вскоре после раскола Гондваны на поверхность вылилась магма, богатая континентальным материалом, хотя со временем концентрация этих элементов уменьшалась по мере исчерпания потока материала из под бывших континентов.
Интересно, что мантия продолжает испытывать последствия распада континентов долго после их разделения. Система не прекращает свою работу с образованием нового океанического бассейна — мантия продолжает двигаться и переносить обогащённый материал далеко от места его происхождения.
Ранее считалось, что «континентальные» элементы в океанских вулканах могут попадать двумя основными путями: либо вместе с океаническими отложениями при погружении тектонических плит, либо из глубинных мантийных плюмов — восходящих потоков горячей породы из недр Земли.
Тем не менее, эти объяснения не всегда работали. В некоторых вулканических регионах отсутствуют признаки переработанной коры, а другие слишком холодные и неглубокие для мантийных плюмов.
Новое открытие предлагает третий механизм, который может действовать независимо от предыдущих. В частности, в случае с Индоокеанской провинцией вулканизм происходил без участия глубокого мантийного плюма.
В исследовании подчеркивается, что это открытие указывает на новый механизм формирования состава мантии Земли. Мантийные волны могут переносить континентальный материал далеко в океаническую мантию, оставляя химический след, который сохраняется еще долго после разрушения континентов.
Работа демонстрирует, что наша планета гораздо более динамична, чем считалось ранее. Процессы в её недрах связаны сложными обратными связями и продолжают оказывать влияние на поверхность десятки миллионов лет после начального события.
