Геологи обнаружили доказательства того, что горячий мантийный плюм и движение тектонических плит под регионом Афар в Эфиопии инициируют процесс, который через миллионы лет расколет Африканский континент и создаст новый океан. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience.
Исследовательская группа из Университета Саутгемптона совместно с другими учеными представила доказательства существования под Афаром горячего восходящего потока мантии (плюма). Этот плюм расположен в редкой точке пересечения трех тектонических разломов: Главного Эфиопского, Красноморского и Аденского.
Команда обнаружила ритмичные всплески расплавленной мантийной породы, поднимающейся из глубин Афарского бассейна. Это подтверждает теорию о том, что плюм способствует расширению земной коры и что тектонические плиты оказывают сильное влияние на сам плюм. Тектонические плиты в рифтовых зонах, подобных Афару, расходятся, растягиваясь и истончаясь на протяжении миллионов лет, пока не разрываются.
«Мы обнаружили, что мантия под Афаром неоднородна и не является стационарной — она пульсирует, и эти пульсации имеют характерные химические признаки, — сказала ведущий автор исследования Эмма Уоттс, ранее работавшая в Саутгемптонском университете, а ныне — в Университете Суонси. — Эти восходящие пульсации частично расплавленной мантии направляются рифтовыми плитами наверху. Это важно для понимания взаимодействия между недрами Земли и ее поверхностью».
Исследователи собрали более 130 образцов вулканических пород в Афарском и Большом Эфиопском рифтовых разломах и сопоставили данные с существующей информацией и передовым статистическим моделированием. Они выявили под Афарским рифтовым разломом единый асимметричный плюм с четкими повторяющимися химическими полосами, которые команда назвала «геологическими штрихкодами».
Соавтор исследования Том Гернон, профессор наук о Земле в Саутгемптонском университете, пояснил, что «химическая полосатость указывает на то, что шлейф пульсирует, как сердце». «Эти импульсы, по-видимому, ведут себя по-разному в зависимости от толщины плиты и скорости ее расхождения, — добавил он. — В более быстро расходящихся рифтах, таких как Красное море, импульсы распространяются более эффективно и регулярно, как пульс по узкой артерии».
Хотя формирование нового океана — крайне медленный процесс, мантийный плюм реагирует на тектоническую плиту над ним. «Это имеет большое значение для того, как мы интерпретируем поверхностный вулканизм, сейсмическую активность и процесс распада континентов, — пояснил другой соавтор исследования Дэвид Кейр, доцент кафедры наук о Земле в Саутгемптонском и Флорентийском университетах. — Исследование показывает, что глубинные мантийные потоки могут проходить под основанием тектонических плит и способствовать сосредоточению вулканической активности в местах, где тектоническая плита тоньше всего».
Эмма Уоттс выразила надежду, что исследование вдохновит на дальнейшие междисциплинарные работы. «Мы надеемся, что это исследование вдохновит других использовать междисциплинарные подходы, сочетающие геохимию, геофизику и математическое моделирование, для дальнейшего изучения вулканизма и мантии не только в Афарской котловине, но и по всему миру… Я надеюсь, что общественность увидит, что для дальнейшего изучения систем Земли необходимо сочетать несколько подходов — как в пазле, где нужно собрать все кусочки, чтобы увидеть полную картину», — заключила она.