Британские исследователи сделали значительное открытие, обнаружив, что части континентов постепенно отделяются от своего основания и перемещаются на тысячи километров под океанами, что уже десятки миллионов лет способствует вулканической активности. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Geoscience здесь.
Учёные долгое время задавались вопросом, почему вулканические острова, расположенные в океанах вдали от границ тектонических плит, содержат химические элементы, характерные для континентов. Например, как континентальные следы оказались в лаве острова Рождества в Индийском океане?
Группа исследователей из Саутгемптонского университета, а также их коллеги из Германии, Канады и Уэльса нашли ответ, который кардинально меняет представления о внутренних процессах Земли.
Долгое время было известно, что участки мантии под океанами выглядят загрязненными, как будто там случайно оказались фрагменты древних континентов, однако учёные не могли объяснить, как именно этот континентальный материал попал туда.
Оказалось, что при раскалывании континентов под действием тектонических сил запускается необычный процесс, называемый «мантийной волной». Эта медленная вращательная волна распространяется вдоль основания континентов на глубине 150-200 км.
Можно представить себе огромный каток, который медленно движется под континентом, постепенно снимая материал с его глубоких корней, подобно тому как скребок удаляет старую краску.
Процесс происходит крайне медленно, примерно в миллион раз медленнее, чем движение улитки. Тем не менее, за миллионы лет, оторванные фрагменты континентальной породы перемещаются более чем на 1000 км в сторону океана, попадая в мантию — горячий слой под океаническим дном.
Чтобы подтвердить свою гипотезу, команда исследователей создала компьютерные модели, чтобы изучить поведение земной коры и мантии, и сопоставила результаты с реальными геологическими данными из Индийского океана.
Анализ Индоокеанской подводной провинции оказался особенно показателен. Это цепь вулканических образований возникла после распада суперконтинента Гондвана более 100 миллионов лет назад.
Интересным фактом стало то, что вскоре после раскола Гондваны на поверхность излилась магма, богатая континентальным материалом. Со временем эта концентрация постепенно снижалась по мере исчерпания потока материала из-под бывших континентов.
Мантия продолжает ощущать последствия распада континентов даже спустя длительное время после их разделения. Этот процесс не прекращается с образованием нового океанического бассейна — мантия продолжает двигаться и переносить обогащённый материал далеко от места его первоначального происхождения.
Ранее считалось, что «континентальные» элементы в океанских вулканах могут попадать туда двумя основными путями: через океанические отложения, которые погружаются вместе с тектоническими плитами, или из глубинных мантийных плюмов — восходящих потоков горячей породы из недр планеты.
Тем не менее, эти объяснения не всегда были применимы. В некоторых вулканических регионах не было признаков переработанной коры, а в других условиях температура и глубина не подходили для мантийных плюмов.
Новое открытие предлагает третий механизм, который может действовать независимо от двух предыдущих. В частности, в Индоокеанской провинции вулканическая активность происходила без участия глубокого мантийного плюма.
Исследование подчеркивает наличие нового механизма, который также влияет на состав мантии Земли. Мантийные волны способны переносить части континентального материала на значительные расстояния в океаническую мантию, оставляя после себя химический след, который сохраняется на протяжении долгого времени после разрушения континентов.
Это открытие подтверждает, что планета гораздо более динамична, чем считалось ранее. Процессы в её недрах связаны сложными взаимосвязями и продолжают оказывать влияние на поверхность земли даже спустя десятки миллионов лет после первичного события.
