Ученые узнали от чего зависит скорость движения тектонических плит

22 октября 2020 г.

Французские ученые разработали математическую модель нижней части литосферы Земли. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

На основе проведенных исследований, ученые из Геологической лаборатории Университета Клода Бернара в городе Лион (Франция) делают вывод о том, что скорость движения тектонических плит напрямую коррелирует с количеством магмы, находящейся под их поверхностью.

Литосфера, внешняя часть Земли, состоит из коры и части верхней мантии. Согласно современной теории литосферных плит, она подразделяется на жесткие плиты, известные как тектонические или литосферные плиты. Они перемещаются по более текучему слою мантии, астеносфере. Ученые предпологают, что низкая вязкость астеносферы позволяет тектоническим плитам перемещаться по подстилающей мантии. Подтверждение этому исследователи нашли в своей новой работе при помощи сейсмической томографии.

Метод сейсмической томографии создает трехмерные изображения недр Земли путем анализа миллионов сейсмических волн, зарегистрированных сейсмологическими станциями, разбросанными по поверхности земного шара. С 1970-х годов сейсмологи анализировали эти волны с целью определения основного параметра: скорости их распространения. Этот параметр зависит от температуры (чем холоднее среда, тем быстрее проходят через неё волны), состава вещества и от возможного присутствия расплавленных горных пород в среде, через которую проходят волны. В новом исследовании сейсмологи изучили коэффициент затухания акустических волн и изменение скорости их распространения. Их рассчеты позволили количественно оценить содержание расплавленной породы в среде, через которую проходят волны.

Новая математическая модель позволила впервые количественно оценить сколько горных пород содержится под тектоническими плитами в расплавленном состоянии. Исследование показало, что небольшое количество расплавленной породы (менее 0,7% по объему) присутствует в астеносфере под океанами не только там, где это ожидалось, то есть под океанскими хребтами и некоторыми вулканами, такими как Таити, Гавайи или Реюньон, но и также под всеми океаническими плитами планеты Земля. Низкое процентное содержание расплавленной породы является достаточным по мнению ученых для снижения вязкости на один или два порядка, таким образом «отделяя» тектонические плиты их от подстилающей мантии. Более того, сейсмологи из Лиона заметили, что расплавленной породы больше под самыми быстро движущимися плитами, такими как Тихоокеанская плита. Это говорит о том, что плавление горных пород стимулирует движение плит и деформацию их оснований.

Исследование призвано расширить наше понимание тектоники литосферных плит и того, как она работает.

Читать подробнее: Seismic evidence for partial melt below tectonic plates

Перевод/адаптация текста: «Вестник ОНЗ РАН»

Печать