• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20.03.2025, 16:24
Александр Березин
1
1,8 тыс

Вулканизм связали с «подземными океанами» в мантии Земли

❋ 4.5

Геологи выяснили, что в зонах, куда в последние 400 миллионов лет погружалось большое количество воды с поверхности планеты, затем активнее всего шли внутриплитные извержения вулканов.

Слой Голицына на иллюстрации обозначен как MTZ / © Helene Wang et al.

Вещество с поверхности планеты, благодаря движению тектонических плит, периодически опускается вглубь. Затем, с извержениями вулканов (но не только), вновь поднимается вверх. Однако конкретные механизмы и скорости этих процессов ясны довольно плохо.

Исследователи из Норвегии решили прояснить ряд этих вопросов с помощью моделирования динамики плит и верхней части земной мантии. Их статью опубликовали в Geochemistry, Geophysics, Geosystems.

На глубине от семи (под океанами) до 70 (под континентами) километров от поверхности земная кора заканчивается, начинается мантия. Вещество там находится под высоким давлением и сильно разогрето. Верхняя мантия по составу отличается от нижней, это 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.

1 — континентальная кора, 2 — океаническая, 3 — верхняя мантия, 4 — нижняя / © Wikimedia Commons

В XXI веке различные научные группы, куда входили и российские исследователи, установили, что в слое Голицына немало минералов, содержащих воду. Хотя чистого океана там, конечно, быть не может в силу температур, из-за большой толщины слоя воды в нем в несколько раз больше, чем в поверхностных океанах. Считается, что вода попадает туда с кусками земной коры, увлекаемой вниз субдукцией. Так называют процесс «наезда» одной литосферной плиты на другую, после которого «накрытые» края плиты тонут в мантии.

Авторы новой научной работы наложили карту погружения частей земной коры в мантию за последние 400 миллионов лет на карту так называемого внутриплитного вулканизма. Они обнаружили между этими явлениями явную связь.

Большинство серьезных землетрясений и извержений на Земле происходят на стыке литосферных плит. Однако есть исключения: вулканы Канарских островов, Гавайев и Таити не находятся на стыке плит, тем не менее периодически они дают достаточно мощные извержения вулканов. Эти события называют внутриплитным вулканизмом, к ним часто относят и извержение Йеллоустонского супервулкана 0,6 миллиона лет назад.

Наложение карт показало, что там, где в слой Голицына быстро погружались крупные блоки земной коры — со скоростью выше 10 километров в миллион лет, — впоследствии куда чаще случался внутриплитный вулканизм. Временной разрыв между погружением блока в слой Голицына и извержениями над этой зоной составлял от 10 до 30 миллионов лет. Всего от 42 до 68% событий внутриплитного вулканизма в последние 200 миллионов лет случились как раз над «мокрыми» зонами мантии.

Чаще всего погружение блоков с химически связанной водой в мантию случалось в юрском периоде. Начиная с мелового периода континенты начали «наезжать» туда, где в 410-670 километрах под ними располагались богатые водой части мантии. Но были и зоны, под которыми воды в мантии было немного, поскольку туда давно не погружались куски земной коры.

Исследователи относят к ним Южную Африку, Западную Европу и север Тихого океана. Напротив, больше всего «мокрой» мантии было под западом Северной Америки, Восточной Австралией и Восточной Азией. Там внутриплитный вулканизм последние 200 миллионов лет был активен.

Ученые не останавливаются на конкретных механизмах, с помощью которых вода в мантии стимулирует извержения в континентальной части коры. Впрочем, известно, что при высоких температурах часть минералов, содержащих воду, могут ее терять. Затем перегретый водяной пар способен подниматься вверх, провоцируя землетрясения и извержения.

Норвежские исследователи показали, что слой Голицына должен быть насыщен водой весьма неравномерно. Значит, сила внутриплитного механизма серьезно различается в разных частях мира неслучайно, а потому, что подпитывающий ее объем воды неодинаков.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
3 сентября, 17:08
Росатом

«Росатом» рассматривает возможность создать под Мурманском новое предприятие для достройки плавучих атомных энергоблоков. Причина в том, что количество заказов госкорпорации растет, а существующих мощностей партнеров может не хватить.

3 сентября, 14:56
Марк Чернов

Исследователи выяснили, что гипотеза о «рептильном мозге», поверх которого во время эволюции якобы наслоились более разумные отделы, оказалась ошибочной. Эволюция не наращивала новые слои нейронов один за другим, а постоянно перераспределяла мозговые ресурсы между двумя разными типами межнейронных связей.

4 сентября, 10:10
ФизТех

Исследователи из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН определили, при каких условиях квазиклассические модели водородной плазмы начинают давать нефизичные результаты. Ученые показали, что при достаточно сильном взаимодействии частиц такие модели перестают правильно учитывать квантовые эффекты, связанные с принципом Паули. В результате в расчетах возникают нефизичные электрон-ионные кластеры, а моделируемая система теряет устойчивость.

29 августа, 16:51
Александр Березин

Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.

2 сентября, 11:31
СПбГУ

Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.

2 сентября, 12:57
Марк Чернов

Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
THEOILMAN
20.03.2025
Подземные киты в подземных океанах выпускают воздух