Британские специалисты развернули устройства для измерения сейсмической активности в Атлантическом океане. Они сосредоточились на бурном Срединно-Атлантическом хребте, где встречаются тектонические плиты, и выяснили, что они раздвигаются «всплеском материи» под земной корой.
Свидетельства апвеллинга в мантии
Новое исследование показывает, что «выброс вещества» из глубины земной коры с каждым годом раздвигает Британию и Америку почти на 4 сантиметра дальше друг от друга.
Британские специалисты изучали сейсмическую активность вокруг Срединно-Атлантического хребта (САХ) - подводного горного хребта, разделяющего Атлантический океан с севера на юг. Используя сейсмометры, размещенные на дне океана, они обнаружили свидетельства апвеллинга в мантии - материале между земной корой и ее ядром - с глубин более 600 километров под САХ.
Этот апвеллинг толкает тектонические плиты снизу, заставляя континенты Европу и Африку с одной стороны и Америку - с другой раздвигаться дальше.
Данные проекта обеспечивают первое крупномасштабное изображение с высоким разрешением мантии под САХ, которая известна как одно из самых турбулентных мест на Земле из-за своей сейсмической активности.
«Это была незабываемая миссия, на которую нам потребовалось в общей сложности 10 недель в море посреди Атлантического океана, - сказал автор исследования Мэтью Агиус, бывший научный сотрудник Саутгемптонского университета. - Невероятные результаты проливают новый свет на наше понимание того, как недра Земли связаны с тектоникой плит, с наблюдениями, которых раньше не было».
Британия и Америка отдаляются друг от друга
Литосфера Земли - ее внешняя скалистая оболочка - состоит примерно из 15 тектонических плит, каждая из которых имеет разные формы и размеры. Мощная сейсмическая активность может быть обнаружена вдоль границ тектонической плиты, где плиты трутся друг о друга. Когда это происходит, тектоника плит вызывает стихийные бедствия по всему миру, включая землетрясения, цунами и извержения вулканов.
Исследователи говорят, что тектонические плиты, на которых лежат континенты Северной и Южной Америки, отдаляются от Евразийской и Африканской плит - по сути, это означает, что Британия и Америка отдаляются друг от друга.
«Расстояние между Северной Америкой и Европой увеличивается, и это не обусловлено политическими или философскими разногласиями», - сказал соавтор исследования доктор Ник Хармон, также из Университета Саутгемптона.
Исследование в Средней Атлантике
САХ, прямо посередине Атлантического океана, представляет собой место, где формируется новый скальный материал и разделительная линия между плитами, движущимися на запад, и теми, которые движутся на восток. Под этим гребнем материал поднимается, чтобы заполнить пространство, оставшееся между пластинами, когда они расходятся.
Обычно предполагалось, что этот процесс вызывается отдаленными гравитационными силами, поскольку более плотные части пластин погружаются обратно в Землю. Однако движущая сила разделения Атлантических плит оставалась загадкой, ведь тектонические плиты формируются глубоко под океаном, что затрудняет изучение их формирования и эволюции учеными.
Чтобы узнать больше, в 2016 году ученые Саутгемптонского университета отправились в командировку в Среднюю Атлантику, чтобы исследовать тайны тектоники плит. Миссия, получившая название PI-LAB, заключалась в сканировании земли глубоко под САХ с использованием методов построения сейсмических изображений.
В ходе двух исследовательских экспедиций на судах RV Langseth и RRV Discovery команда установила 39 сейсмометров на дне Атлантического океана протяженностью 1000 километров. Сейсмометры, которые работают независимо от батарей, были оставлены на один год для регистрации землетрясений со всего мира.
В общей сложности ученые пробыли в море 10 недель, разворачивая и устанавливая станции.
Анализ полученных результатов
Сильные землетрясения со всего мира были зарегистрированы сетью PI-LAB, поскольку сейсмические волны проходили сквозь глубины Земли. Эти сейсмические волны использовались для изображения различных слоев внутри Земли, в частности на глубинах от 410 до 660 километров, известных как переходная зона мантии. Эти глубины обычно связаны с резкими изменениями минеральных фаз.
Сигналы указывали на глубокий, медленный и неожиданный подъем из более глубокой мантии с глубин более 600 километров. Обычно считается, что апвеллинги под хребтами происходят из гораздо более мелких глубин - около 60 километров, что делает открытие неожиданным.
Исследователи полагают, что такие глубокие подъемы толкают плиты снизу, заставляя восточные и западные плиты раздвигаться дальше.
Неожиданные выводы
«До сих пор считалось, что подъем мантии под хребтами играет второстепенную роль в механизме распространения, а также он считался неглубоким процессом, - сказал Агиус. - Мы обнаружили, что апвеллинг происходит гораздо глубже».
Конвекция всей мантии (движение мантии, когда она передает тепло от раскаленного добела ядра к хрупкой литосфере) может играть роль в движущей силе тектоники плит.
«Наши результаты завершают цикл внутренней конвекции Земли: как холодные плиты опускаются в нижнюю мантию, так и горячая мантия поднимается, - сказал Агиус. - Следовательно, срединно-океанические хребты, вероятно, будут играть более активную роль в тектонике плит, чем считалось ранее».
«Это было совершенно неожиданно, - сказала автор исследования доктор Кейт Рихерт из Саутгемптонского университета. - Это имеет большое значение для нашего понимания эволюции Земли и ее обитаемости. Это также демонстрирует, насколько важен сбор новых данных из океанов».
Результаты могут помочь ученым разработать более совершенные модели и системы предупреждения о стихийных бедствиях.
