Впервые в истории геофизики зафиксировали рождение земной коры на дне океана
Международная группа геофизиков впервые в истории зафиксировала в реальном времени процесс формирования новой океанской коры. Результаты опубликованы в журнале Nature. Событие произошло на Юго-Восточном Индийском хребте между Австралией и Антарктидой — и оказалось куда масштабнее, чем кто-либо ожидал.
Как рождается дно океана
Более двух третей земной коры сформировалось на дне океанов — там, где тектонические плиты расходятся и в образовавшуюся трещину поднимается магма. Она остывает, твердеет и становится новым участком планетарной поверхности. Этот процесс называется спредингом, и именно он «создает» Землю изнутри уже миллиарды лет.
Несмотря на масштаб явления, наблюдать его напрямую не удавалось никогда — глубины слишком велики, а сами события редки и непредсказуемы. Спрединг происходит не плавно и постепенно, а резкими скачками, между которыми могут пройти десятилетия.
Пять гидрофонов на дне океана
В феврале Жан-Ив Руайе из Французского национального центра научных исследований и его коллеги развернули у острова Амстердам в Индийском океане подводную обсерваторию OHA-GEODAMS. Она состояла из пяти автономных гидрофонов — приборов, фиксирующих звуковые и сейсмические волны под водой, — расставленных так, чтобы охватить весь вулканический район.
Ученые рассчитывали поймать медленное, едва заметное растяжение морского дна — несколько сантиметров, не более. Того, что произошло на самом деле, никто не ожидал.
«Мы и не мечтали зафиксировать столь грандиозное событие. Вместо этого нам выпало наблюдать событие, которое случается раз в сорок лет, и мы зафиксировали смещения в несколько метров в обоих направлениях!», — говорит Руайе.
Шестнадцать дней, которые изменили дно океана
Спустя всего два месяца после установки оборудования, морское дно разошлось. За 16 дней произошло следующее.
Под осевой зоной хребта накопленная магма прорвала кору и начала распространяться в виде огромных пластовых вторжений — даек. Менее чем за два часа в кору было закачано около 150 миллионов кубических метров магмы. Дайки распространялись, вызывая землетрясения и пробуждая давно неактивные разломы. Магматический резервуар под хребтом опустел, и морское дно над ним обвалилось — в общей сложности на 4,2 метра.
«Это первый раз, когда квантовое событие спрединга с участием даек и разломов наблюдалось с почасовым разрешением», — говорит Руайе.
Другими словами — впервые ученые видели не просто факт события, а то, как именно оно разворачивалось час за часом.
В норме Юго-Восточный Индийский хребет расходится со скоростью около 6,3 сантиметра в год. В момент пика события скорость расхождения достигла 5 сантиметров в минуту — почти в полмиллиона раз быстрее среднего.
За 16 дней хребет сдвинулся на 2–4 метра. Это эквивалентно 30–60 годам непрерывного спрединга в обычном темпе. Именно так и происходит формирование коры — не медленным ползком, а редкими гигантскими рывками.
Тихое движение, которое никто не замечал
Помимо самого события, наблюдения помогли решить давнюю научную головоломку. Ученые давно знали, с какой скоростью расходятся тектонические плиты. Но когда они суммировали все зафиксированные землетрясения на срединно-океанических хребтах, сумма движений никогда не сходилась с реальной скоростью спрединга. Чего-то не хватало.
Теперь это «что-то» найдено. Анализ этого события показал, что большая часть смещений произошла асейсмически — без заметных сейсмических волн, тихо. Разломы скользили значительно сильнее, чем показывали сейсмографы.
«Мы показали, что при определенной удаче, но и при определенном чутье, измерение спрединга теперь возможно», — говорит Руайе. «Это открывает новые горизонты для морских геофизиков».
Ингредиент жизни: геологи поняли, когда вода стала менять недра Земли
Кора под Африкой истончилась до критического предела, обнаружили геофизики
