Земная кора плавится и стекает в недра планеты
Рассматривая спутниковые снимки Турции, а именно Центрально-Анатолийского плато, канадские учёные обнаружили и доказали процессы, которые могут свидетельствовать о новом виде тектонических процессов: "капанье" нижних слоев литосферы.
Турецкая геологическая аномалия
До этого ученые наблюдали в Турции две нестыковки, несоответствующие общепринятым объяснениям процессов в литосфере.
Во-первых, дело в том, что Анатолийское плато испытывает устойчивое поднятие. За последние 10 миллионов лет оно поднялось примерно на километр. В то же время бассейн турецкой провинции Конья, наоборот, опускается со скоростью 20 миллиметров в год.
И второе: все мы знаем, что Турция находится в одном из самых сейсмически активных регионов на планете, однако ничего удивительного в этом. Она расположена на Анатолийской тектонической плите, которая зажата между тремя другими плитами. Когда они приходят в движение и смещаются друг относительно друга, происходят землетрясения.
Однако ученые давно ломали голову над тем, почему в Турции есть вулканы, которые находятся не вдоль краев плиты, где обычно возникает вулканическая активность, а вдали от них, в центре литосферной плиты, что противоречит современным геологическим представлениям о природе вулканической деятельности.
Изучение спутниковых снимков
«Изучая данные спутниковых снимков, в районе впадины Конья, где кора медленно погружается, мы заметили круговую структуру. Это побудило нас исследовать геофизические данные: и мы обнаружили аномалию в верхней мантии и странное поведение литосферной плиты. МЫ предположили, ччто наличие высокоплотного материала на границе литосферы и мантии
можно объяснить "литосферным капанием"», – объясняет геофизик Джулия Андерсен из Университета Торонто, первый автор исследования.
Гипотеза о "капании" земной коры
Ученые предположили, что когда нижняя часть земной коры нагревается до определенной температуры, она становится вязкой, словно сироп, и медленно стекает вниз в мантию в форме капли. Этот процесс создает впадину на поверхности земли, которая заполняется водой, образуя живописные озера, так влекущие путешественников.
Затем, когда капля отрывается и погружается в мантию, поверхность коры поднимается.
Сегодня впадина Конья опускается со скоростью около 20 миллиметров в год. Результаты исследования указывают на то, что под впадиной Конья находится небольшая капля расплавленной коры, формирующаяся под поверхностью.
Геофизическое моделирование процесса стекания литосферы
Сейсмографические исследования подтвердили, что Центрально-Анатолийское плато подверглось истончению литосферы и поднятию мантии. Этот процесс подтверждают аномальные скорости медленных сейсмических волн под нижней границей литосферы.
Геодинамическая модель демонстрирует, как в ответ на вторичное литосферное капание может образоваться локальный бассейн овальной формы. Эта модель объясняет аномальное опускание котловины Конья в пределах Центрального Анатолийского плато.
Кроме того, геодинамическая эволюция литосферного слоя согласуется с геологической историей региона, в котором современные деформации и сейсмическая активность являются самыми низкими во всем Анатолийском блоке.
Авторы предполагают, что процесс капанья можно разделить на первичные и вторичные эпизоды. Сопоставление фактов геологической истории Центральной Анатолии подтверждает эту модель.
Моделирование процесса расплавления и каплевидного стекания литосферы
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи провели лабораторный эксперимент. Они заполнили резервуар из плексигласа густым силиконовым полимером, который имитировал вязкую мантию Земли. Смесь полидиметилсилоксана и пластилина была использована для представления верхней мантии, а смесь керамических сфер и кремнезема — коры. Через 10 часов начала падать первая капля, а к концу 50 часа начала формироваться вторая. Деформации совпадали с наблюдениями в районе Коньи.
Петрологические исследования показывают, что базальтовые расплавы в Центральной Анатолии содержат пироксенит высокой плотности. Видимо именно этот минерал легко поддается плавлению и последующему капельному стеканию.
Происхождение аномальных вулканов Турции
Подъем Центральной Анатолии наблюдаемый последние 10 млн лет произошел после утолщения литосферы в среднем эоцене-миоцене. Основываясь на модели "капельной тектоники", вулканы Галатия и Каппадокия образовались в результате подъема мантии, на месте расплавленных и "капающих" слоев литосферы, о чем свидетельствуют аномалии скорости медленных сейсмических волн.
Эта интерпретация подтверждается моделью, согласно которой плотная мантийная литосфера (и нижняя кора) претерпела начальную фазу стекания и прогибания перед вторичным стеканием.
Исследование опубликовано в Nature Communications.
Подписывайтесь на мой канал! Я Вас ещё удивлю!