Специалист Новосибирского государственного университета проанализировала перемещение литосферных плит в районе Анталийского побережья, расположенного на юге Турции, и обнаружила новые данные, подтверждающие процесс деламинации – отделение части литосферы от земной коры с последующим погружением в мантию. Деламинация способна вызывать геодинамические изменения на поверхности, такие как подъем рельефа (образование гор), проявление вулканизма, возникновение землетрясений и тектонических разломов. Результаты исследования опубликованы в журнале Tectonophysics.
Анатолийская плита – тектоническая структура, основная часть которой расположена на территории Турции. Она находится в активном взаимодействии с соседними плитами, что обуславливает возникновение сильных землетрясений, периодически поражающих Турцию и представляющих опасность для населения и инфраструктуры. Так, разрушительные землетрясения, зафиксированные 6 февраля 2023 года в юго-восточной части Турции и северо-западной Сирии, привели к гибели более 50 000 человек и вызвали серьезные экономические потери. Принципы, определяющие взаимодействие тектонических плит, до сих пор во многом остаются неизученными. К разгадке этих процессов может привести карта неравномерностей земной коры и верхней мантии. Получение такой карты возможно благодаря геофизическим методам, среди которых сейсмическая томография является одним из наиболее эффективных. Этот метод, аналогичный компьютерной томографии, применяемой к человеческому телу, использует сейсмические волны, порожденные землетрясениями, для создания трехмерных изображений недр. На основе моделей сейсмической томографии ученые формулируют гипотезы о геодинамических сценариях развития Земли и проводят более точную оценку сейсмических рисков во всем мире.
Ученые связывают тектонические и геодинамические изменения в районе Анталийского побережья Анатолии с движением Африканской плиты, одной из семи самых крупных литосферных плит Земли. Двигаясь на север, она погружается вглубь под Кипр и Анатолию – этот процесс, известный как субдукция, является причиной высокой сейсмической активности. Столкновение плит, имеющих схожую толщину и геохимический состав, называется коллизией и приводит к формированию гор и разломов. Эти процессы в совокупности рассматриваются как главная причина землетрясений, особенно в районе Анталийского побережья.
«Для проведения нашего исследования был использован метод сейсмической томографии. Сеть сейсмических станций, размещенная на территории Турции, регистрирует время поступления сейсмических волн, порожденных землетрясениями. Зная местоположение сейсмического источника и скорость распространения волн, нам удалось создать модель, отображающую скорость распространения волн на глубине до 120 километров. Анатолия характеризуется высокой сейсмической активностью вследствие интенсивного взаимодействия тектонических плит. Евразийская плита, являющаяся мощной и древней, находится к северу от Анатолии и действует как препятствие: она ограничивает возможность смещения Аравийской и Африканской плит на север, которые, в свою очередь, оказывают давление на Анатолийскую плиту, вызывая ее смещение в западном направлении. Граница между западной и центральной частями Анатолийской плиты совпадает с углом Испарты (регион, расположенный на юго-западе Турции), который подвержен растяжению. Низкоскоростная аномалия сейсмических волн, типичная для зоны растяжения, отмечается именно под углом Испарты», — пояснила старший научный сотрудник лаборатории обработки и анализа сейсмических данных НГУ, кандидат геолого-минералогических наук Ирина Викторовна Медведь.
Деламинация представляет собой предполагаемый процесс, в ходе которого тяжелая нижняя часть литосферы отделяется от более легкой континентальной коры и погружается вглубь мантии. Эта концепция была впервые предложена в 1980-х годах, однако долгое время вызывала вопросы. Исследователи полагали, что континентальные плиты, взаимодействуя друг с другом, обладают недостаточной плотностью и плавучестью, чтобы их фрагменты могли опускаться подобным образом.
В настоящее время всё больше внимания привлекает гипотеза о том, что при взаимодействии тектонических плит в нижней части коры происходят процессы, вызывающие погружение этих плит на значительную глубину. Освободившееся в результате этого пространство занимает материал горячей астеносферы. Попадая в непосредственной близости от земной коры, астеносфера нагревает ее нижний слой, что и фиксируется в виде аномалий на моделях сейсмической томографии.
«Характеристики природных процессов, происходящих в глубинах Земли, выражаются в виде гипотез, поскольку используемые методы их изучения характеризуются значительной степенью неопределенности. Геофизические методы применяются для изучения глубинного строения Земли, однако в настоящее время они не обеспечивают достаточного качества и точности. Используемые геофизические инструменты позволяют приблизительно реконструировать картину глубинных неоднородностей, что в целом дает представление о глубинных взаимодействиях. Описание процесса деламинции также существует на уровне гипотезы, но полученные в рамках нашего исследования модели позволяют подтвердить его наличие, — подчеркнула Ирина Медведь.
Данный материал создан при финансовой поддержке гранта Министерства науки и инноваций Российской Федерации в рамках проведения Десятилетия науки и технологий.
Автор: Кирилл Сергеевич