Ученые впервые построили тектоническую модель, которая объясняет образование множества вулканов на восточном побережье Австралии. Оказалось, что вулканизм связан с пододвигающейся под Австралийский континент океанической плитой. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Геологи из Сиднейского университета вместе со своими новозеландскими коллегами решили выяснить, почему в этой узкой зоне, протягивающейся от Северного Квинсленда до Тасмании и далее до Новой Зеландии, произошли сотни извержений.

Дело в том, что Австралия — стабильный континент и не входит в знаменитое тихоокеанское "огненное кольцо", где в основном сосредоточены все вулканы и эпицентры землетрясений Тихоокеанского региона.

"Вместо грандиозных извержений таких, как у знаменитых вулканов Кракатау, Везувий или гора Фудзи, эффект от этих вулканов больше похож на пузырьки, появляющиеся при нагревании смеси для блинов, — объясняет доктор Мазер. — Под нашим восточным побережьем мы находим особую летучую смесь расплавленных горных пород, которая всплывает на поверхность через более молодую, более тонкую кору восточного побережья Австралии".

"Большинство из этих извержений не связаны с прохождением тектонической плиты Австралии над горячим мантийным плюмом под земной корой, — рассказывает еще один автор исследования доктор Мария Сетон (Maria Seton) из Школы наук о Земле Сиднейского университета. — Вместо этого, существовала последовательная цепь событий с несколькими известными пиками".

Исследователи обнаружили, что пики вулканической активности приходятся на периоды увеличения объема материала морского дна, вытесняемого под континент с востока Тихоокеанской плитой. Этот процесс называется субдукцией.

"Пики вулканической активности хорошо коррелируют с количеством рециркулируемого материала морского дна в желобе Тонга-Кермадек к востоку от Новой Зеландии, — говорит доктор Мазер. — Оттуда он поступает в переходную зону между корой и мантией на глубины от 400 до 500 километров, а затем вновь появляется на поверхности в виде серии извержений вулканов вдоль восточного побережья Австралии, которое тоньше и моложе центра и запада континента".

На основе этой корреляции авторы построили тектоническую модель, которая лучше объясняет, почему столько извержений произошло на протяжении миллионов лет вдоль восточного побережья Австралии.

Некоторые вулканы в буквальном смысле взрываются и теряют часть своей вершины во время извержений из-за формирования микроскопических наночастиц оксида железа в их магме, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Извержение вулканов"Результаты последних наблюдений за вулканами, а также эксперименты в лабораториях и компьютерные расчеты показывают, что взрывообразные извержения вулканов предваряют резкие изменения в характере движения магмы по его недрам. Эти сдвиги происходят в результате небольших изменений в химическом составе риолитовой магмы, которые возникают из-за ее кристаллизации, перемешивания или обновления", — рассказывает Данило ди Дженова (Danilo Di Genova) из Бристольского университета (Великобритания).

Ученые из Новосибирского государственного университета и Токийского технологического института (Япония) по результатам совместной работы предложили новую модель внутриконтинентального вулканизма, объясняющую, как вулканы образуются вне границ литосферных плит. Статья опубликована в журнале Tectonophysics, об исследовании рассказывает сайт НГУ.

ВулканыВ своей работе ученые предложили объяснение возникновения вулканизма, например, в Центральной и Восточной Азии. По этой территории не проходит границы литосферных плит, что является причиной более 90% проявлений вулканизма — когда плиты погружаются друг под друга либо расходятся. Нет здесь причин и для так называемого внутриплитного вулканизма, который часто связывают с действием потоков вещества и энергии, поднимающихся непосредственно из глубин мантии, так называемых мантийных суперплюмов, образующихся на границе ядра и мантии Земли.

Модель, предложенная геологами, подразумевает генерацию отдельных, небольших мантийных плюмов (гидро-карбонатные плюмы) не на границе ядро-мантия, а в переходной зоне мантии на меньших глубинах — 400–600 км. Ученые считают, что плавление вещества здесь связано с особыми условиями, которые возникают благодаря поступлению в мантию не только базальтов и осадков океанической плиты, но, что самое важное, воды, углекислоты и гранитного материала разрушающейся континентальной коры.

«Азия в этом смысле является уникальным континентом, так как она окружена двумя самыми протяженными в мире зонами субдукции: западно-тихоокеанской, где под окраину Азии погружается тихоокеанская плита, и зоной Суматры, под которую погружается Индо-Австралийская плита. Они и являются поставщиками материала, который нарушает равновесие в мантии и вызывает плавление», — поясняет один из авторов исследования Инна Сафонова.

Источник: Научная Россия

Новозеландский вулканолог Нико Фурнье (Nico Fournier) сообщил, что благодаря извержению вулкана в Тихом океане образовался новый остров. Небольшой фрагмент суши размером примерно 1,8 на 1,5 км обнаружен в 65 километрах на северо-запад от столицы Тонга города Нукуалофа. О новом географическом объектепишет Associated Press.

Новый островИзвержение вулкана, породившего остров, длится уже месяц, в середине января через эти территории на несколько дней даже пришлось приостановить полеты международных авиарейсов. По сообщению Фурнье, исследовавшего остров с расстояния в милю со своей лодки, он состоит, в основном, из рыхлого вулканического шлака и возвышается над поверхностью воды примерно на 100 метров.

Названия у нового острова пока нет и, по словам ученого, в любом случае все права на присвоение названий географическим объектам — у короля государства Тонга, на чьей территории он находится.

Однако, возможно, что название и не понадобится. Эксперт считает, что когда извержение вулкана завершится, остров довольно быстро исчезнет под воздействием океана, поскольку материал, из которого он образовался, очень непрочный. По словам вулканолога, острова не станет уже через несколько месяцев после окончания извержения.

Фурнье также сообщил, что вулкан, по большей части, выпускает в атмосферу пар, а также небольшое количество золы, распространяемой в радиусе не более 2 километров. Что означает, что опасности для авиарейсов нет, поскольку проблемы может вызывать именно зола.

Источник: Научная Россия

На дне Тихого океана примерно в 1 600 км к востоку от Японии обнаружен вулкан размером с Нью-Мексико или Британские острова — крупнейший на Земле и один из самых больших в Солнечной системе. 

Изображение IODP. Массив Таму (Tamu Massif) ранее считался состоящим из более мелких образований, а теперь учёные намерены пересмотреть устоявшиеся представления в морской геологии, ведь это один огромный щитовой вулкан. «Он в той же лиге, что и марсианский Олимп», — подчёркивает ведущий автор исследования Уильям Сэгер из Хьюстонского университета (США).

Таму представляет собой возвышенность 450 на 650 км (около 300 тыс. км²), вершина которой находится примерно в 2 км ниже поверхности океана, а основание — на глубине 6,4 км. Он намного больше самого крупного действующего вулкана планеты Мауна-Лоа на Гавайях, площадь которого равна всего 5 200 км². 

Изображение авторов работы. Сложенный базальтами Таму — старейший и крупнейший объект поднятия Шацкого. Общая площадь этого плато в северо-западной части Тихого океана сопоставима с территорией Японии или Калифорнии.

Г-н Сэгер приступил к изучению того, что считалось подводным горным массивом, около 20 лет назад. Он назвал его в честь Техасского университета A&M (Texas A&M University, TAMU), где тогда работал. Поднятие Шацкого было нанесено на карту в начале XX века. 

По словам учёного, Таму отличается от классических подводных гор и вулканов, которых во всём мире десятки тысяч. Он гораздо крупнее и обладает более пологим склоном. Близ вершины уклон составляет всего около 1°, затем он снижается до половины градуса, а у основания и того меньше. (Для сравнения: средний уклон лестницы в подъезде 40°, а лыжной горки, где катаются новички, — примерно 10°.) «Если бы вы стояли на вершине, вам нелегко было бы понять, что это вершина горы», — поясняет г-н Сэгер. 

Специалисты полагали, что гигантское поднятие Шацкого формировалось долго и постепенно в результате слияния нескольких вулканов — точно так же, как Большой остров Гавайского архипелага возник благодаря извержениям пяти вулканов, оказавшихся в непосредственной близости друг от друга. 

Однако анализ сейсмических данных, проведённый группой г-на Сэгера, преподнёс сюрприз. «Мы увидели лавовые потоки, выходившие из единого центра при отсутствии очевидного вторичного источника вулканизма», — поясняет учёный. 

В дополнение к этому геохимический анализ образцов показал, что всё это огромное сооружение сложено одними и теми же породами одного и того же возраста. 

Из этого следует, что массив Таму в действительности представляет собой один-единственный вулкан, возникший, скорее всего, за относительно короткое время (порядка нескольких миллионов лет). Вскоре после этого он потерял активность, пребывая в этом состоянии по сей день. Возраст его оценивается примерно в 145 млн лет (поздняя юра — ранний мел). 

«А что если и другие плато на дне океана — это тоже вулканы? — трепещет Брайан Джича из Висконсинского университета (США), не принимавший участия в исследовании. — А что если даже некоторые базальтовые плато на суше — это на самом деле древние вулканы?» И сколько их? Десятки? 

Г-н Сэгер не исключает такой возможности. На Земле есть ещё более крупные вулканические комплексы — взять хотя бы сибирские траппы. Правда, эксперт полагает, что они сложены лавой разных источников.

 Откуда же взялся Таму? На этот вопрос пока нет чёткого ответа. Вполне вероятно, что это результат удачного стечения обстоятельств: граница сразу трёх литосферных плит, тонкая кора, источник горячей магмы под ней. Восходящий мантийный поток привёл к образованию «пузыря», который лопнул, и часть магмы вылилась на поверхность, сформировав огромную гору. 

Как именно магма добралась до поверхности, тоже не совсем ясно. Возможно, какая-то «капля» перегрелась, её плотность снизилась, и её вытолкнуло наверх. Или в коре просто открылись трещины, и магма стала подниматься. 

Следующим шагом станут измерения магнитных свойств тамошних пород (это будет сделано с помощью судна, оснащённого системой GPS), что позволит составить точную карту распространения лавы со временем.

Г-н Сэгер не уверен, поможет ли его открытие понять, как образовался марсианский Олимп, но всё-таки поверхность Красной планеты изучать проще, чем дно земного океана.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience. 

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Около 74 тыс. лет назад на острове Суматра произошло чудовищное извержение вулкана Тоба. По оценкам, оно было в 5 тыс. раз масштабнее извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году. Да что там говорить — это крупнейшее извержение на планете за последние 2 млн лет!

Кратер вулкана Тоба (изображение William Bowen, California Geographical Survey)Тоба извергнул столько лавы, что хватило бы на два Эвереста. Огромные тучи пепла закрыли солнце на долгие годы. От взрыва остался кратер диаметром 50 км. В дополнение ко всему Андерс Свенссон из Копенгагенского университета (Дания) и его коллеги выяснили, что на обоих полюсах шли дожди из серной кислоты.

Учёные давно вычислили, на какой глубине ледовых шапок Гренландии и Антарктики следует искать следы извержения Тобы, но до сих пор не удалось найти никаких остатков пепла. Зато на этот раз найдены слои серной кислоты. Датировка сходится.

Анализ кернов позволил также прояснить детали того, насколько радикально изменился климат в годы после извержения. Ранее исследователи подсчитали, что подобное событие могло привести к снижению среднемировой температуры на 10 ˚C и что холода могли продержаться десятилетия. В действительности, судя по кернам, охлаждение было кратковременным и не носило глобального характера. Южное полушарие его практически не заметило.

Кроме того, новые данные могли бы уладить некоторые археологические дебаты. Извержение Тобы произошло в критический момент ранней истории человечества, когда Homo sapiens впервые высунул нос из Африки. Учёным хотелось бы знать, повлияло ли на историю нашего рода это событие и можно ли говорить об уничтожении значительной части популяции.

Слои пепла, найденные в Азии, служат очень важной точкой отсчёта для работы с артефактами, которые слишком стары для радиоуглеродного датирования. Обнаружение кислотных слоёв в кернах льда может стать ещё одним фоном, который позволит поместить археологические находки в климатический контекст.

Результаты исследования опубликованы в журнале Climate of the Past.

 Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Исследователи из Саутгемптонского университета (Великобритания) обнаружили повторяющийся спусковой механизм самых крупных взрывных извержений вулканов на Земле.

Вулкан Лас-Каньядас (фото Barry Marsh)Вулканическая кальдера Лас-Каньядас на Тенерифе (Канарские острова) произвела по крайней мере восемь сильных извержений в течение последних 700 тыс. лет. В результате колонны извержений превышали 25 км в высоту, разбросав пирокластический материал более чем на 130 км вокруг. Даже самый слабый из этих катаклизмов по количеству выброшенного материала более чем в 25 раз превышал извержение исландского вулкана Эйяфлатлайокудль 2010 года.

Анализ магматических образований, сформированных накоплением кристаллов в магме и обнаруженных в пирокластических отложениях, показал, что предвулканическое смешивание в магматическом бассейне, где более старая и более прохладная магма смешивается с более юной и горячей, выступает в роли триггера крупномасштабных извержений.

Эти образования хранят образцы финальной магмы, какой она была непосредственно перед извержением, и могут рассказать обо всех изменениях, происходивших в вулканическом очаге, вплоть до взрыва.

Ведущий автор работы Рекс Тейлор поясняет: «Эти зёрна особенные, потому что их выбросило из магматического очага прежде, чем они стали абсолютно твёрдыми. В тот момент они были мягкими, как будто их скатали из грубого влажного песка. Края кристаллов в этих образованиях выросли из совсем другой магмы, а это значит, что активное смешивание имело место непосредственно перед извержением».Схема механизма, раз за разом приводившего к извержениям (изображение Tom Gernon)

Соавтор Том Джернон отмечает также: «Само присутствие мягких зёрен в пирокластических отложениях говорит о том, что во время извержения магматический бассейн пустеет и разрушается, создавая кальдеру».

Вулкан Лас-Каньядас включён Международной вулканологической ассоциацией в число объектов, достойных особого исследования как источник крупных, разрушительных извержений вблизи населённых районов. Его изучение может дать неоценимые сведения для оценки возможности будущих извержений, способных не только накрыть Тенерифе, но и нанести ущерб экономике всей Европы.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Супервулкан на архипелаге Санторин резко активизировался в начале 2011 года - в январе прошлого года под вулканом внезапно появился гигантский "пузырь" из свежей магмы, чье появление привело к повышению высоты отдельных островов на 8-14 сантиметров, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Супервулканы представляют собой гигантские полости под земной поверхностью, непрерывно заполняющиеся поступающей из недр Земли магмой. Создающееся давление способно вызывать извержение, мощность которого в десятки тысяч раз превышает любое из известных современных вулканических извержений. На поверхности Земли присутствие супервулканов определяется по кальдерам - гигантским кратерам, возникающим в результате проседания магматического очага.

Группа геологов под руководством Дэйвида Пайла (David Pyle) из Оксфордского университета (Великобритания) обратила свое внимание на Санторин в январе 2011 года, когда датчики на одном из островов архипелага зафиксировали серию небольших землетрясений.

До извержения в 1628 году до нашей эры архипелаг Санторин представлял собой единый клочок суши. Катастрофическое извержение разрушило середину острова и оставило на его месте выемку объемом в 133 кубических километров. Разрушение острова вызвало цунами, "бомбардировку" окружающих территорий обломками и вулканическим пеплом, которые нанесли смертельный удар по критско-минойской цивилизации.

В начале 2011 года Пайл и его коллеги отправились в экспедицию на Санторин и провели там больше года, изучая состояние вулкана и наблюдая за дальнейшим развитием событий. За это время ученые получили и проанализировали данные не только с земных приборов, но и космических спутников.

"Во время моей полевой экспедиции на Санторин в 2011 году, мне стало ясно, что многие местные жители знали об изменениях в поведении вулкана. Тур-гиды, посещающие вулкан по несколько раз в день, оповещали меня о колебаниях в силе запаха газов, которые исходили из жерла, и об изменениях в цвете воды вокруг островов архипелага", - пояснила одна из участниц группы Мишель Паркс (Michelle Parks) из Оксфордского университета.

В ходе экспедиции ученые анализировали наземные и спутниковые данные, отмечая изменения в ландшафте и пытаясь оценить скорость, с которой заполнялся резервуар магмы под кальдерой Санторина.

Оказалось, что пробуждение вулкана привело к повышению высоты некоторых островов в архипелаге на 8-14 сантиметров, что произошло всего за несколько недель. Это связано с тем, что магматическая камера вулкана была практически молниеносно заполнена свежим расплавом пород, чей объем составлял 10-20 миллионов кубических метров.

Как отмечают геологи, столь быстрое заполнение резервуара под кальдерой Санторин является достаточно неожиданным открытием. Раньше считалось, что эта полость заполняется в течение нескольких десятков или даже сотен лет. По словам ученых, за год вулкан накопил столько магмы, сколько раньше собиралось за 10-20 лет.

На этот раз катастрофы не произошло - вулкан успокоился через несколько месяцев после выхода из "спячки". Кроме того, магматический "пузырь" был слишком маленький для мощного взрыва - он в тысячу раз меньше резервуара, взорвавшегося при катастрофическом извержении Санторин в 1628 году до нашей эры. Тем не менее, столь быстрое заполнение резервуара магмой требует пересмотра теорий, описывающих поведение супервулканов, заключают ученые.

Источник: РИАНОВОСТИ

65 миллионов лел биосфера пострадала не только от метеорита, но и от вулканов.

Ученые из Вашингтонского университета пришли к выводу, что незадолго перед исчезновением динозавров в океане также произошло массовое вымирание, причем два эти события были вызваны разными причинами. Результаты исследования опубликованы в журнале Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.

Считается, что вымирание динозавров ускорил гигантский метеорит, который упал в районе полуострова Юкатан. Однако к этому времени часть придонных организмов (например, некоторые группы моллюсков) уже исчезла, что заставило некоторых специалистов выдвинуть гипотезу о двух массовых вымираниях, разделенных небольшим интервалом, которые случились в конце мелового периода.

Чтобы проверить это предположение, авторы исследования изучили тонкослоистые отложения острова Сеймур, расположенного рядом с Антарктическим полуостровом. Они определили точный возраст пород методами магнитостратиграфии, науки, которая изучает историю изменений магнитного поля Земли. Состав сланцев помог ученым воссоздать последовательность событий, предшествовавших вымиранию динозавров.

Оказалось, что примерно за 300 тысяч лет до падения гигантского метеорита произошло массовое извержение вулканов, случившееся, предположительно, в районе плато Декан, которое образует современную Индию. Вулканические выбросы и углекислый газ благодаря парниковому эффекту вызвали потепление климата, что и привело к вымиранию части морской биоты. «Вулканические аэрозоли активны в течение 10 лет, а вот углекислый газ, выброшенный в атмосферу, может находиться там тысячи лет», -- пояснил Томас Тобин, один из авторов исследования.

Ученые отмечают, что хотя два вымирания были вызваны различными причинами и произошли независимо, извержение вулканов всё-таки могло сказаться на способности некоторых организмов пережить последствия падения метеорита. «Часть видов, ослабленных потеплением климата, не смогла справиться с падением метеорита», -- рассказал Тобин.

Источник: infox.ru

«Многие думают, что пришёл дьявол. Некоторые считают, что это начало конца света». Для Джорджа Генриха Криста, который написал это 23 января 1812 года, землетрясения, разорвавшие долину реки Миссисипи, были совершенно необъяснимым явлением.

Прошло два столетия. Можно ли говорить о том, что сейчас человечество приблизилось к пониманию подобных катаклизмов?

Гавайский вулканизм — нерешённая проблема традиционной теории тектоники плит. (Фото Richard A. Cooke III / Getty Images.)Разрушительные землетрясения, произошедшие на Среднем Западе США, где им, казалось бы, неоткуда было взяться, не единственная загадка из числа тех, что по сей день мучают геологов. «Ископаемый» ландшафт у западного побережья Шотландии, подводные вулканы в южной части Тихого океана, вспученная земля на юге Африки — повсюду мы видим примеры того, что одной теории тектоники плит явно недостаточно.

Новая серия исследований намекает на то, что ответ лежит гораздо глубже. Возможно, геология на пороге открытий, которые встряхнут науку так же, как теория тектоники плит сделала это полвека назад.

Главная идея этой теории заключается в том, что верхний слой Земли (группа пород, уходящая на глубину до 60–250 км) состоит из нескольких относительно жёстких частей, которые плавают на вершине вязкой мантии. Впервые эту мысль о литосфере высказал в 1912 году немецкий геофизик Альфред Вегенер. Опираясь на распределение окаменевших останков животных и растений, он предположил, что некогда на планете существовал единый континент Пангея, который распался на нынешние материки примерно 200 млн лет назад.

Учёный не смог описать механизм подобного движения, и его гипотеза подверглась осмеянию. Но постепенно накопился корпус доказательств правоты Вегенера, и в 1960-х исследователям пришлось наконец-то признать, что тектоника плит способна не только объяснить многие особенности рельефа Земли, но и тот факт, что сейсмическая и вулканическая деятельность планеты сосредоточена в основном вдоль определённых полос, которые резонно считать границами между литосферными плитами.

Кое-где плиты раздвигаются. На суше это приводит к образованию рифтовых долин, а на дне океана — к выходу мантийного материала, который, застывая, творит новую кору.

В других местах плиты давят друг на друга, порождая горные цепи или ныряя друг под друга в зонах субдукции. В последнем случае это приводит к появлению глубоких желобов в океане.

Теория оказалась настолько удачной, что к ней стали относится едва ли не с религиозным благоговением. «Все глаза устремились к горизонтальному движению, и учёные пропустили кое-что ещё более интересное», — отмечает геолог Ники Уайт из Кембриджского университета (Великобритания).

Речь идёт о том, что происходит глубоко внутри Земли, далеко за пределами стандартной тектонической теории. Американский геофизик Джейсон Морган , пионер современного взгляда на тектонику плит, в 1970-х годах одним из первых придрался к собственной теории, занявшись вулканизмом на Гавайских островах. Этот архипелаг расположен за тысячи километров от границ Тихоокеанской плиты, на которой он сидит. Теория тектоники плит объясняет местный вулканизм тем, что в этом месте плита почему-то тонка, из-за чего мантийный материал и вырывается наружу. Морган обратил внимание на идею, высказанную ранее канадским геофизиком Джоном Тузо Уилсоном, о струе мантийного материала, которая по неизвестным причинам прокладывает себе путь наверх.

Гипотеза шла против течения, поэтому с ней начали всерьёз работать только в середине 1980-х, когда сейсмические волны открыли нам много нового о внутренней части планеты. Дело в том, что эти волны распространяются с различной скоростью через материалы различной плотности и температуры.

Составленные на основании новых данных трёхмерные карты были грубыми и нечёткими, но они свидетельствовали о том, что динамика мантии намного сложнее, чем было принято считать. Со временем удалось обнаружить два огромных скопления очень горячего и плотного термохимического материала в нижней части мантии близ границы с расплавленным ядром. Один находится в южной части Тихого океана, а другой — под Африкой. Каждый имеет несколько тысяч километров в поперечнике, и над каждым возвышается столб горячего материала, который, кажется, растёт по направлению к поверхности.

Это могло бы объяснить, почему дно в центре южной части Тихого океана примерно на километр возвышается над окружающей местностью. То же самое можно сказать и об Африке. «Весь регион от Конго до Южной Африки, включая Мадагаскар, словно подпирается этим плюмом», — говорит г-н Уайт.

Затем удалось выявить мантийные столбы поменьше под Исландией и Гавайями, что объясняет и появление этих островов, и их вулканизм. В то же время у берегов Аргентины морское дно, напротив, уходит вниз почти на километр, за что, по новым данным, несёт ответственность холодный и нисходящий поток в мантии. Аналогичное явление происходит в Африке: на вершине огромного восходящего потока обнаружены восходящие и нисходящие струйки поменьше, которые соответствуют местным особенностям топографии.

Короче говоря, куда ни посмотри — всюду вертикальное движение, перестраивающее поверхность Земли.

Остаётся, правда, неясным, что за механизм лежит в основе этих процессов. Стандартная теория тектоники плит гласит, что материал, погружаясь в мантию в зонах субдукции, возвращается на поверхность благодаря вулканической активности вблизи той же зоны или дальше, на границах плит (см. инфографику выше; высокое разрешение здесь ). Однако, по новым данным, значительная часть материала той плиты, что подходит под другую, отправляется в нижнюю мантию. Как указывает Дитмар Мюллер из Сиднейского университета (Австралия), мантии необходимо сохранить баланс массы, поэтому этот материал или его эквивалент надо вернуть наверх.

Но как именно? Моделирование, проведённое в прошлом году Бернхардом Штайнбергером из Германского исследовательского центра наук о Земле и его коллегами, показало , как субдуцированная плита, продвигаясь к границе между мантией и ядром, раздвигает материал вокруг себя. Как только последний попадает в термохимическое скопление, начинают формироваться восходящие потоки. «Как видим, плюмы образуются более или менее в одних и тех же местах», — подчёркивает г-н Штайнбергер. Например, модель говорит о том, что погружение плиты под Алеутскими островами близ Аляски питает мантийный поток под Гавайями.

Тем временем Клинт Конрад из Гавайского университета в Маноа (США) и его коллеги смоделировали эффект движения тектонических плит, пока мантия движется в другом направлении. Они обнаружили: если подобный эффект имеет место в регионе, где плотность мантии варьируется или вышележащая плита имеет неодинаковую толщину, это может привести к тому, что мантийный материал будет плавиться и подниматься. Данная модель совершенно верно предсказала, что вулканы должны появиться на западе, а не на востоке Восточно-Тихоокеанского поднятия — срединно-океанического хребта, который идёт примерно параллельно западному побережью Южной Америки. Сейсмические измерения показывают, что мантия и часть плиты к западу от хребта движутся в противоположных направлениях, а мантия и часть плиты к востоку — нет. Модель также предсказывает, что этот эффект имеет наибольшую силу в западной части США, на юге Европы, в Восточной Австралии и Антарктиде, то есть в районах вулканической активности за пределами границ литосферных плит.

Если динамика глубинного строения Земли способна изменить рельеф поверхности сегодня, то это верно и для вчерашнего дня. Но в то время, как палеонтологическая и геологическая летописи способны рассказать нам о континентальном дрейфе далёкого прошлого, сейсмические измерения работают только здесь и сейчас.

Впрочем, г-н Уайт и его коллеги обнаружили некоторые намёки на историю у западного побережья Шотландии. Они устроили несколько взрывов и по сейсмическим волнам выявили «ископаемый» ландшафт, которому около 55 млн лет. Он изобилует холмами, долинами и речными руслами, залегая на глубине 2 км под морским дном.

Изучая изменения русла рек, учёные смогли показать, что когда-то этот ландшафт поднялся примерно на километр над уровнем моря, после чего был вновь погребён. Всё это произошло слишком быстро, чтобы уничтожение гор можно было списать на тектонику плит и эрозию. Скорее всего, дело в мантийной струйке, отклонившейся от того плюма, что питает исландские вулканы. «Представьте себе, что под ковром пробежала крыса: ковёр поднялся и опустился», — поясняет учёный.

Группа г-на Мюллера пришла к выводу, что аналогичное вертикальное движение имело место в Восточной Австралии в меловом периоде (65–145 млн лет назад).

Даже то, что раньше, казалось бы, полностью опиралось на теорию тектоники плит, теперь выглядит по-другому. Например, считается, что Гималаи сформировались 35 млн лет назад, когда Индийская плита врезалась в Евразийскую. Однако тектоника плит никак не объясняет того, что плита развила фантастическую скорость в 18 см в год (вместо обычных восьми).

Стивен Кейнд и Дейв Стегман из Института океанографии Скриппса (США) полагают , что и тут не обошлось без мантийного плюма. Кстати, именно он считается источником масштабного извержения, сформировавшего Деканские траппы около 67 млн лет назад.

Аномальная и временами разрушительная сейсмичность Среднего Запада США тем временем может объясняться как раз тектоникой плит и распространением поверхностного напряжения, но и здесь имела место вертикаль. В 2007 году Алессандро Форте из Университета Квебека (Канада) и его коллеги возложили ответственность на древнюю плиту Фараллон, которая начала опускаться в мантию вдоль западного побережья Северной Америки во время мелового периода. Моделирование показало, что к настоящему времени плита ушла достаточно глубоко, чтобы вызвать даунвеллинг долины реки Миссисипи и деформацию вышележащей литосферы, что и привело к катастрофическим землетрясениям двухсотлетней давности.

Не все согласны с новой теорией. Джиллиан Фулгер из Даремского университета (Великобритания) утверждает , что область вокруг Исландии, например, не горячее остальной части Срединно-Атлантического хребта. Топография Исландии и тамошняя вулканическая активность могут адекватно объясняться тектонической активностью на границе плит без привлечения плюмов. Она и её коллеги также отмечают, что, хотя сейсмические волны и впрямь медленнее путешествуют под Исландией, Гавайями и другими «горячими точками», эта аномалия не наблюдается на всём пути к нижней мантии.

Энтузиасты полагают, что со временем будут получены более чёткие сейсмические данные, которые подтвердят новую теорию. Например, в США разворачивается проект EarthScope , который покроет сейсмографами всю страну. Хорошо бы сделать что-то подобное в Африке и на дне Тихого океана. А ещё лучше — на всей планете!

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА