Событие миллиарда лет
Привычная еще со школы карта мира не так статична, как думается. В действительности поверхность отечественной планеты всегда меняется: плиты Земной коры движутся, отдаляются либо сталкиваются, погружаются приятель под приятеля — в следствии растут либо разрушаются горы, появляются новые континенты и океаны.
Лишь «прочтя» историю древних пород, возможно досконально узнать, что же все-таки происходило с Почвой в прошлом и постараться представить ее будущее.
Полевые работы. Итмурунды, северное Прибалхашье
© И. Ю. Сафонова
В текущем году подведены итоги пятилетнего широкомасштабного проекта «Образование континентальной коры Центральной Азии» Интернациональной геологической программы ЮНЕСКО и Интернационального альянса наук о Земле, в котором участвовали более 600 ученых из 60 государств. Данные исследований размещены в особом выпуске издания Gondwana Research.
Одним из начальников проекта, старшим автором и редактором выпуска вводной статьи есть заведующая лабораторией эволюции палеоокеанов и мантийного магматизма геолого-геофизического факультета Новосибирского национального университета, научный сотрудник лаборатории магматизма и рудообразования минералогии и Института геологии им. В.С.
Соболева СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Инна Юрьевна Сафонова.
«Центрально-Азиатский складчатый пояс (ЦАСП) протянулся от Казахстана фактически до Дальнего Востока. Он появился в следствии практически миллиарда лет эволюции континентов и древних океанов и совсем сформировался 300—250 миллионов лет назад.
Образование ЦАСП стало наиболее значимым событием в истории Евразии. Интернациональный альянс по наукам о Земле (International Union of Geological Sciences, IUGS) выделил Центрально-Азиатский складчатый пояс как один из самых приоритетных объектов геологических изучений последних лет в мире, — говорит Инна Юрьевна. — Многие исследователи уверены в том, что процессы, происходившие при образовании ЦАСП, были весьма похожи на те, каковые идут на данный момент в западной части Тихого океана (Пацифике) — от Камчатки до восточной части прибрежной полосы Австралии.
Главными задачами проекта было установить достоверность этих корреляций и узнать роль островных дуг и континентальных блоков в истории формирования коры ЦАСП».
В первую очередь, нужно было оценить пропорции так называемой «новой» (ювенильной) и «ветхой» (рециклированной) коры. Последняя — это та, которая существовала еще задолго до формирования складчатого пояса.
Где-то она сохранилась в неизменном виде и позднее была рециклирована — переработана, расплавлена и/либо смешана с другими породами. Ювенильная кора образуется из мантии, другими словами на громадных глубинах в недрах Почвы.
Она может прирастать за счет вулканизма, происходящего на поверхности, или магма застывает на глубине, вместе с тем входит в состав земной коры.
Рециклированная кора не редкость достаточно юный. К примеру, на данный момент в Японии находят породы с возрастом всего три миллиона лет, но имеющие рециклированные изотопные характеристики.
Другими словами они образованы не только за счет плавления мантийного глубинного материала, но включают в себя кроме этого и плавление более старого корового.
«90 % новой коры образуется в том месте, где океаническая плита погружается в зону субдукции (как на данный момент происходит в Циркумпацифике), — говорит исследовательница. — Казалось бы, в случае если отечественный Центрально-Азиатский складчатый пояс развивался по похожему сценарию, то в нем должно быть довольно много данной новой коры, но в действительности это не верно. По различным оценкам количество рециклированной коры в ЦАСП — от 20 % до 40 %, в противном случае и больше.
Это несоответствие, которое на данный момент деятельно обсуждается».
Территория субдукции — линейно протяженная территория, на протяжении которой происходит погружение одних блоков земной коры под другие. Значительно чаще в них океаническая кора пододвигается под островную дугу либо активную континентальную окраину и погружается в мантию.
Один из вариантов объяснения: много новой коры было стёрто с лица земли, другими словами уничтожено и загружено обратно в мантию. То же самое на данный момент происходит во всем окружении Тихого океана.
Лишь 25 % его обрамления (так называемой Циркумпацифики) — это те места, где идет прирост коры. На более чем 70 % участках она уничтожается практически на отечественных глазах.
Так, было подсчитано, что за последние 50 миллионов лет на севере Японии, где идут самые юные вулканические процессы, континентальная кора должна была нарастить мощность до 100 км, а ее фактическая мощность согласно данным глубинного бурения и геофизики всего 25—30 км.
На границе взаимодействующих плит, чаще океанической и континентальной, континентальная кора уничтожается по большей части в следствии тектонических процессов: океаническая плита погружается под другую океаническую (как в Западной Пацифике) либо под континентальную (как в Андах), они взаимодействуют между собой. К примеру, верхняя плита может «царапать» нижнюю, давить на нее, они сталкиваются.
Наряду с этим материал обеих плит (как сверху, так и изнутри) подвергается разрушению, эрозии, в большинстве случаев он сносится в глубоководный желоб водными потоками и в следствии безвозвратно погружается обратно глубоко в мантию.
«Так, имеется геологические эти, каковые говорят, что Центрально-Азиатский складчатый пояс должен был развиваться по тихоокеанскому типу, имеется эти изотопных изучений, каковые демонстрируют много рециклированной коры в нем, и имеется факты тектонической эрозии в современном океане, свидетельствующие о том, что огромное количество новой коры может уходить безвозвратно, разрушаться. Как раз исходя из этого мы на данный момент замечаем на поверхности не те пропорции ювенильной и рециклированной коры, что должны были ожидать, — отмечает Инна Сафонова. — Другими словами мы можем делать выводы об истории любого геологического объекта, а также складчатых поясов, не только по породам, выходящим на поверхность Почвы и исходя из этого дешёвых для отечественного изучения, но и по тем, каковые наподобие должны были быть, а их нет.
Отсутствие таких пород также весьма красноречиво может свидетельствовать о различных фактах геологической истории Почвы».
Результаты IGCP#592 легли в базу проекта, поданного от НГУ и взявшего мегагрант Правительства РФ в осеннюю пору 2016 года. «Мультидисциплинарное изучение складчатых поясов тихоокеанского типа и создание согласованной модели эволюции океанов, их активных окраин и мантийного магматизма» ведется под управлением доктора наук Шигенори Маруяма (Токийский университет разработок, Япония) и Инны Сафоновой.
Ученые ставят перед собой задачу осознать, как, изучая древние океаны, возможно оценить процессы потерь и прироста континентальной коры, каковые происходили в прошлом, выделить периоды, в то время, когда кора или росла, или напротив исчезала, в то время, когда тектоническая эрозия была самая активная.
Эрозия поверхностная идет фактически неизменно, но в случае если к ней присоединяется тектоническая эрозия, количество материала, которое попадает в глубоководный желоб в зоне субдукции, вырастает в десятки раз. Данный материал погружается до определенных глубин, где он может накапливаться и поменять состав и физико-химические условия мантии и приводить к плавлению, другими словами образование жидкой магмы в том месте, где ее теоретически быть не должно.
К примеру, имеется определенный средний состав мантии, что при средних давлениях и температурах на глубинах 300—600 км не должен плавиться. Но в случае если в том направлении добавить материал погружающейся океанической коры: как жёсткие породы, так и рыхлые осадки, воду (она кроме этого может попадать в мантию напрямую, через трещины в изогнутой океанической плите), СО2, и материал самой континентальной коры — гранитоиды, обогащенные радиоактивными элементами, то все эти вещества, накапливаясь в мантии миллионы лет, меняют ее состояние и снижают температуры плавления.
Это вызывает то, что геологи именуют внутриплитным континентальным магматизмом. Эти процессы несут ответственность за появление вулканов не на стыке тектонических плит, а в континента.
«Изучение процессов, происходящих в мантии под влиянием перечисленных веществ, есть базой отечественного мегагранта и логическим результатом пятилетних, каковые мы провели в Центрально-Азиатском складчатом поясе в сравнении с Западной Пацификой», — говорит Инна Сафонова.
Источник: Диана Хомякова www.sbras.info
За миллиард лет до конца света. А. и Б. Стругацкие. Радиоспектакль
