Рекордную глубину погружения края литосферной плиты зафиксировали китайские геофизики. С помощью распределенной сети сейсмографов ученые обнаружили пласт океанической коры на глубинах от 410 до 660 километров. То, что миллионы лет назад было дном Тихого океана, теперь скрывается под материковым Китаем.
Одна из моделей геологического строения обнаруженной аномалии в вертикальном разрезе.Wang, X., Chen, QF., Niu, F. et al.Nat. Geosci.
В местах стыка литосферных плит возникают зоны субдукции — одна из плит надвигается на другую. И край той, что оказывается снизу, плавно опускается в мантию. Попутно породы коры нагреваются и теряют наиболее легкие химические элементы, а также их соединения. Помимо формирования масштабных геологических структур, этот процесс отвечает за обогащение мантии водой, углеродом и другими веществами.
Ранее блоки океанической коры удавалось обнаружить на глубинах порядка 200 километров. Благодаря своей прочности и колоссальной теплоемкости фрагменты литосферы частично сохраняли структуру даже под воздействием высокого давления и жара в недрах Земли. Следовательно, они имеют отличную от окружающей материи температуру и плотность. Это приводит к переотражению и преломлению сейсмических волн на границе подобных образований. Что и помогает геологам их находить.
Карта исследованного региона материкового Китая.Маленькие треугольники — сейсмические станции (цветами выделены разные типы); большие красные треугольники — вулканы; пунктирные черные линии — границы аномалий на глубинах от 450 до 600 километров (рубежи 600 и 500 отмечены); жирные черные пронумерованные геодезические линии — вертикальные срезы, по которым проводилось моделирование.Wang, X., Chen, QF., Niu, F. et al.Nat. Geosci.
В новой научной работе китайские ученые описывают обнаружение фрагментов океанической коры на глубинах от 410 до 660 километров. Она опубликована в рецензируемом журнале Nature Geoscience. Команда из ведущих геологических институтов Поднебесной проанализировала данные более чем с 300 сейсмологических станций. По тому, как расположенные по всей стране датчики регистрировали волны от множества землетрясений, удалось сделать «томограмму» недр.
На северо-востоке Китая станции выявили две аномалии в распространении сейсмических волн. Они располагались гораздо глубже любых известных образований, которые могут вызывать подобные эффекты. Тогда ученые построили несколько наиболее вероятных моделей, описывающих столь характерные изменения в колебаниях земных недр. На основе моделирования и анализа данных наблюдений самым вероятным объяснением стали фрагменты древней литосферы.
Расположение эпицентров землетрясений, происходивших во время наблюдений.Цвет показывает примерный азимут распространения сейсмических волн по отношению к аномалии.Wang, X., Chen, QF., Niu, F. et al.Nat. Geosci.
В зависимости от направления движения сейсмических волн они по-разному распространяются, отражаются и меняют свою скорость на границе пород с разной плотностью и температурой. Поскольку наблюдения продолжались на протяжении длительного периода времени, данные включали волны, исходящие от гипоцентров землетрясений по всей Евразии, а также по северной и юго-западной областям Тихого океана.
Это открытие позволяет по-новому взглянуть на тектонические процессы. Предположения о том, что фрагменты океанической литосферы могут проникать в мантию на большие глубины, высказывались и ранее. Однако теперь этому есть наглядное подтверждение. Пока не существует возможности «погрузиться» в недра так глубоко, все исследования проводят косвенными методами. Затем наблюдения дополняют модели, и каждая новая крупица информации может существенно продвинуть геологию вперед.
