Глубинные пульсации мантии разрывают Африку на части
Мантия под Африкой пульсирует, постепенно разрывая Африку на части и образуя новый океан. Подробности драматичных геологических событий выяснили авторы нового исследования в журнале Nature Geoscience.
Горячий мантийный плюм под регионом Афар в Эфиопии пульсирует вверх, подобно бьющемуся сердцу. Восходящий поток горячего материала из глубин мантии сильно зависит от тектонических плит, которые находятся над ним.
«Мы обнаружили, что мантия под Афаром не однородна и не статична — она пульсирует, и эти всплески несут отчетливые химические сигнатуры. Эти восходящие пульсации частично расплавленной мантии направляются рифтующими плитами сверху. Это важно для нашего понимания взаимодействия между внутренними слоями Земли и ее поверхностью», — пояснила геолог Эмма Уоттс из Университета Суонси.
Окно в недра Земли
Регион Афар — одно из редких мест на Земле, где сходятся три крупных разлома: главный Эфиопский рифт, рифты Красного моря и Аденского залива.
Геологи давно предполагали горячий восходящий поток мантии, иногда называемый плюмом, под этим местом, который способствует растяжению коры и формированию будущего океанического бассейна. Но о структуре этого потока и его поведении под рифтующими плитами до сих пор было известно немногое.
Ученые собрали более 130 образцов вулканических пород со всего региона Афар и Восточно-Африканской рифтовой долины. Проанализировав их, они определили структуру коры и мантии, а также содержащиеся в ней расплавы.
Результаты показали, что под регионом Афар находится асимметричный плюм с отчетливыми химическими слоями, повторяющимися по всей рифтовой системе, как геологические штрих-коды. Эти узоры различаются по расстоянию в зависимости от тектонических условий в каждом ответвлении рифта.
«Химическая слоистость указывает на то, что плюм пульсирует, как сердце. Эти пульсации ведут себя по-разному в зависимости от толщины плиты и скорости ее расхождения. В быстро расходящихся рифтах, таких как Красное море, импульсы распространяются эффективнее и регулярнее, как пульс по тонкой артерии», — рассказал профессор Том Гернон из Саутгемптонского университета.
Связь с вулканизмом и землетрясениями
Таким образом, мантийный плюм под Афаром не статичен, а динамичен и реагирует на тектоническую плиту над ним.
«Мы выяснили, что эволюция глубинных мантийных потоков тесно связана с движением плит над ними. Это означает далеко идущие последствия для интерпретации поверхностного вулканизма, сейсмической активности и процесса раскола континентов. Работа показывает, что глубинные мантийные потоки могут течь под основанием тектонических плит и способствовать концентрации вулканической активности там, где плита тоньше. Дальнейшие исследования будут направлены на изучение, как и с какой скоростью происходит мантийный поток под плитами», — добавил геофизик Дерек Кейр из Саутгемптонского университета.
«Сотрудничество с исследователями разных специализаций из различных институтов, как в этом проекте, крайне важно для понимания процессов, происходящих под поверхностью Земли, и их связи с современным вулканизмом. Без применения разнообразных методик сложно увидеть полную картину — это как собирать пазл, не имея всех деталей», — резюмировала Уоттс.
