Исследователи зафиксировали регулярные импульсы от выхода расплавленной магмы из мантии под Восточной Африкой. Эти процессы связаны с тектоническими разломами в регионе Афар. По данным научной разведки, они способствуют постепенному разделению континента и возможному формированию нового океана.
Результаты исследования были опубликованы 25 июня в журнале Nature Geoscience.
Магматический «пульс»
В центре внимания ученых-исследователей — мантийный плюм, восходящий из глубин под территорией Эфиопии. Он расположен в геологически активной зоне, где сходятся три литосферные плиты — Африканская, Арабская и Сомалийская, — и приводится в движение их разломами. Выход расплавленной магмы медленно растягивает регион, формируя новый океан вблизи Аденского залива и Красного моря. Группа исследователей также установила, что развитие глубинных восходящих потоков мантии тесно связано с движением плит над ними.
«Это имеет серьезные последствия для того, как мы интерпретируем вулканизм на поверхности, сейсмическую активность и процессы разделения континентов», — говорит геолог из Университета Саутгемптона и Флорентийского университета Дерек Кеир.
Глубинный плюм
Все тектонические разломы региона имеют разный возраст и двигаются с разной скоростью. До настоящего времени структура плюма и механизмы, вызывающие разломы, были плохо изучены. Однако химический анализ более 130 образцов вулканических пород, собранных в разных точках эфиопского региона Афар, позволил ученым реконструировать структуру магмы, выявить неоднородность ее состава и предположить глубину ее происхождения.
Выяснилось, что под всеми тремя разломами проходит единый мантийный плюм, однако его химический состав неоднороден. Более того, поднимающаяся магма движется ритмично, оставляя после себя четкие химические слои.
По словам геолога Тома Гернона из Университета Саутгемптона, вывод исследования говорит о ритмичном механизме работы тектонической системы в регионе:
«Химическая слоистость указывает на то, что плюм пульсирует, как сердцебиение. Эти пульсации ведут себя по-разному в зависимости от толщины плиты и скорости ее растяжения. В более быстро расходящихся разломах, например в Красном море, импульсы эффективнее и регулярнее — как пульс в узкой артерии».
Различие в химических слоях в разных частях разлома также отражает и локальные изменения в литосфере. Там, где земная кора и верхняя мантия толще, движение магмы замедляется, слои становятся более плотными; где тоньше — расстояния между слоями увеличиваются.
Дальнейшие исследования
Понимание структуры и поведения мантийного плюма важно для интерпретации вулканической и сейсмической активности на поверхности. «Мы показали, что глубинные потоки мантии могут двигаться под основанием тектонических плит и способствовать концентрации вулканической активности в тех зонах, где плита наименее толстая», — поясняет Дерек Кеир.
Ученые продолжают работу в регионе Афар, чтобы уточнить динамику глубинных потоков под разными плитами и повысить точность прогностических моделей.
Подпишитесь на «Ведомости» в Telegram