Геологи обнаружили корреляцию между поглощением значительных объемов вод с поверхности Земли в течение последних 400 миллионов лет и активизацией внутриплитных вулканических извержений.
С поверхности планеты вещество погружается в глубину под воздействием тектонических плит. Позже оно всплывает на поверхность благодаря извержениям вулканов, но не только. Точные механизмы и скорость этих процессов пока недостаточно понятны.
Власти Норвегии прибегнут к моделированию для выяснения ряда вопросов касательно динаники плит и верхней части земной мантии. Об этом в статье… опубликовали в Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
С глубины семи километров под океанами до 70 километров под континентами земная кора заканчивается, начинается мантия. Вещество там находится под высоким давлением и сильно разогрето. Верхняя мантия по составу отличается от нижней, что установили по изменению скорости распространения сейсмических волн, проходящих через них. Два эти слоя мантии разделяются промежуточным — так называемым… слоем Голицына, лежащим между 410 и 670 километрами.
В XXI веке различные научные группы, в том числе российские исследователи, выяснили, что слой Голицына богат минералами, содержащими воду. Чистого океана там быть не может из-за температур, но из-за большой толщины слоя воды в нем в несколько раз больше, чем в поверхностных океанах. Считается, что вода туда поступает вместе с кусками земной коры, которые увлекаются вниз субдукцией.
Авторы нового исследования совместили карту погружения земных плит с картой внутриплитного вулканизма за последние 400 миллионов лет и выявили четкую корреляцию между этими процессами.
Большинство сильных землетрясений и извержений происходят на границе литосферных плит. Но есть исключения: вулканы Канарских островов, Гавайев и Таити не находятся на таком стыке, но иногда дают мощные извержения. Такие события называют внутриплитным вулканизмом, к нему часто относят и извержение Йеллоустонского супервулкана полмиллиона лет назад.
Наложение карт демонстрирует, что места погружения крупных блоков земной коры со скоростью более 10 километров в миллион лет в слой Голицына чаще становились очагами внутриплитного вулканизма. Промежуток времени между погружением блока в слой Голицына и извержениями над этой зоной составлял от 10 до 30 миллионов лет. За последние 200 миллионов лет от 42 до 68% событий внутриплитного вулканизма произошли над «мокрыми» зонами мантии.
Погружение блоков с химически связанной водой в мантию чаще всего происходило в юрский период. С мелового периода континенты стали «наезжать» на места, где в 410-670 километрах под ними находились богатые водой участки мантии. В некоторых зонах воды в мантии было мало, поскольку туда долгое время не погружались куски земной коры.
Южную Африку, Западную Европу и север Тихого океана относят к исследователям как участки с «сухой» мантией. В то же время наибольшее количество «мокрой» мантии наблюдается под западом Северной Америки, Восточной Австралией и Восточной Азией. Там в течение последних 200 миллионов лет активен внутриплитный вулканизм.
Учёные изучают механизмы, посредством которых вода в мантии может влиять на извержения в континентальной коре. Известно, что при высоких температурах некоторые минералы могут выделять воду. Затем перегретый водяной пар поднимается вверх, вызывая землетрясения и извержения.
Норвежские учёные установили, что слой Голицына пропитан водой неоднородно. Следовательно, сила внутриплитного механизма существенно варьируется в разных регионах мира неслучайно, а из-за разного количества подпитывающей его воды.