Последние исследования земной коры геофизиками из Китая

Под Америкой обнаружили следы древнего "ожога"

Сейсмографы могут не только предупреждать людей о надвигающимся землетрясении — эти приборы способны реконструировать события, происходившие на планете много миллионов лет назад. Так, ученые из Китая, используя данные по виргинскому землетрясению 2011 года, смогли восстановить историю давнего контакта Американской плиты с мантийным плюмом.

Фото:

Как полагают ученые, началось все с того, что много миллионов лет тому назад после распада древнего Северного суперконтинента Лавразии Северо-Американская литосферная плита спокойно двигалась в западном направлении, убегая от того, что после станет Евразией. И вот в какой-то момент (по геологическим меркам, — по человеческим это продолжалось несколько тысяч лет) она прошла прямо над столбом горячего материала, поднимавшегося из земных недр и опалившего еe нижнюю часть. В общем-то, достаточно стандартная ситуация — подобное не раз случалось с многими осколками суши, однако в этот раз последствия были несколько неожиданными.

Когда подобные мантийные струи оказываются под тонкой океанической корой, то обычно они все-таки пробивают ее и создают вулканы — как, например, это произошло на Гавайских островах. Но на этот раз ничего такого не случилось — оказалось, что более старую, холодную и толстую континентальную кору проломить гораздо труднее. Тем не менее, свой след этот контакт плиты с горячем веществом, поднимающимся из мантии (или, как говорят ученые, плюмом) все-таки оставил — хотя сейчас сам плюм находится под Атлантическим океаном, но остаточное тепло по-прежнему отражается на сейсмических волнах, распространяющихся по континенту.

Исследователи выяснили это весьма любопытным образом — группа китайских геофизиков, которыми руководил профессор Чу Жи Шэн из Института геодезии и геофизики в Ухане (КНР), проанализировала данные сейсмографов, входящих в сеть USArray, которая охватывает всю территорию США, и показания которых публикуются в открытых источниках. Интересно, что большинство этих данных было собрано во время землетрясения магнитудой 5,6, которое сотрясло центральную Виргинию 23 августа 2011 года на участке, протянувшемся от Луизианы до Висконсина.

В итоге геофизики выяснили, что сейсмические волны, которые шли на запад от эпицентра в Виргинии к Миссури, достигли приборов позже и обладали меньшей интенсивностью, чем ожидалось. То есть эти колебания достаточно быстро затухали, что говорит о наличии широкой полосы теплых пород в 200 км под Кентукки. Эта глубина примерно соответствует нижней границе литосферной Северо-Американской плиты. А вот волны, что распространялись к северу и югу от этой полосы, прибыли вовремя или даже чуть раньше намеченного срока.

Более того, исследователи установили, что к северо-востоку от эпицентра в Виргинии тоже присутствовали аналогичные медленные сейсмические волны, которые затухали быстрее, чем этого можно было от них ожидать. Получается, что там также имеются теплые породы, которые помешали их продвижению. Таким образом, ученым удалось установить границы того старого "ожога", который образовался во время контакта Американской плиты с поднимающимся из мантии плюмом — этот "шрам" тянется на восток — юго-восток от центра Миссури (его возраст — 90 млн лет, и это самое старое место контакта) в восточный Кентукки (здесь контакт состоялся около 76 -70 млн лет назад), изгибается на северо-восток до Массачусетса (тут плюм "обжег" континент 50-60 млн лет назад), а затем сворачивает на восток и уходит прочь от берега.

Таким образом, данные, полученные при землетрясении, помогли ученым полностью восстановить последовательность событий, случившихся еще тогда, когда по поверхности Северо-Американской плиты разгуливали динозавры, а древние млекопитающие сидели на ветках деревьев или прятались в лесной подстилке, даже и не помышляя о том, что через много-много лет их потомки научатся измерять колебания земной тверди. Кстати, профессор Чу говорит о том, что версия, выдвинутая его группой, имеет еще и косвенные доказательства. Так, давно известно, что в местах контакта литосферных плит с поднимающимися плюмами часто образуются кимберлиты (вулканические породы, которые в некоторых случаях содержат алмазы), которые хорошо маркируют места древних глубинных извержений, происходящих в зоне контакта. Так вот, на установленном китайскими геофизиками маршруте имеется кимберлитовое месторождение в восточном Кентукки, возраст которого оценивается примерно в 75 млн лет — как раз в то самое время, когда, по мнению Чу Жи Шэна и его коллег, это место и контактировало с плюмом.

Впрочем, далеко не все ученые восторженно отнеслись к гипотезе, выдвинутой группой господина Чу — некоторые скептики считают, что для того, чтобы составить подробную подземную карту восточной части США, недостаточно данных, полученных после одного лишь землетрясения. Так, геолог Рэндел Кокс из Мемфисского университета (США) говорит: "Я стараюсь не делать поспешных выводов, но есть и альтернативные объяснения замедлению сейсмических волн под Кентукки и по линии Виргиния — Массачусетс. Известно, например, что сейсмические колебания могут рассеиваться материалом, находящимся глубоко внутри или ниже земной коры — это происходит в зонах деформации горных пород, где одна литосферная плита сталкивается с другой".

Читайте также: Ученые заглянули под земную кору

Тем не менее исследования китайских ученых заинтересовали многих специалистов по геофизики. Сейчас ряд научных коллективов из США и Западной Европы хотят повторить работу своих коллег из Поднебесной, используя данные, полученные при других землетрясениях. И тогда, возможно, удастся определить точное местонахождение древнего "ожога" под Американским континентом…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"