16.09.2013

Под Северной Америкой нашли «шрам»

Виргинское землетрясение 2011 года помогло увидеть места, в которых континент был нагрет восходящим мантийным потоком, пишет Nature News.

Миллионы лет назад двигавшаяся на запад Северо-Американская литосферная плита прошла над столбом горячего материала, поднимавшегося из земных недр и опалившего её нижнюю часть. Сейчас плюм находится под Атлантическим океаном, но остаточное тепло по-прежнему отражается на сейсмических волнах, распространяющихся по континенту.

Когда подобные мантийные струи оказываются под тонкой океанической корой, они зачастую пробивают её и создают вулканы: достаточно вспомнить Гавайские острова. Но более старую, холодную и толстую континентальную кору проломить гораздо труднее, говорит геофизик Жишэн Чу из Института геодезии и геофизики в Ухане (КНР). Единственный признак, указывающий на древние пути «горячих точек» на земле, — это кимберлиты, вулканические и иногда алмазоносные породы, отмечающие места древних глубинных извержений.

Но г-н Чу и его коллеги догадались о том, какой путь под восточной частью Северной Америки проделала «горячая точка», по другим признакам, а именно по скорости сейсмических волн, которые замедляются в более тёплой среде. Данные получены десятками сейсмометров, входящих в сеть USArray, причём большинство показателей собрано вдоль участка, протянувшегося от Луизианы до Висконсина, во время землетрясения магнитудой 5,6, которое сотрясло центральную Виргинию 23 августа 2011 года.

Анализ данных говорит о том, что сейсмические волны, шедшие на запад от эпицентра в Виргинии к Миссури, достигли сейсмометров позже и обладали меньшей интенсивностью, чем ожидалось. Затухание колебаний предполагает наличие широкой полосы тёплых пород в 200 км под Кентукки, что примерно соответствует глубине залегания нижней поверхности литосферной плиты. Сейсмические волны к северу и югу от этой полосы прибыли вовремя или даже чуть раньше намеченного срока.

Сейсмометры к северо-востоку от эпицентра в Виргинии тоже обнаружили медленные, погашенные сейсмические волны, то есть в том направлении находится ещё один след, оставленный глубинным источником повышенной тепловой энергии. Исследователи предполагают, что «шрам» на подбрюшье континента идёт на восток-юго-восток от центра Миссури (90 млн лет назад) в восточный Кентукки (около 70 млн), изгибается на северо-восток до Массачусетса (50–60 млн), а затем сворачивает на восток и уходит прочь от берега. Кимберлитовое месторождение в восточном Кентукки, возраст которого оценивается примерно в 75 млн лет, подтверждает гипотезу китайских учёных.

Факты, подкрепляющие наличие этого пути, любопытные, но косвенные, считает геолог Рэндел Кокс из Мемфисского университета (США). «Я стараюсь не делать поспешных выводов, но есть и альтернативные объяснения замедлению сейсмических волн под Кентукки и по линии Виргиния — Массачусетс», — подчёркивает специалист.

Сейсмические колебания могут рассеиваться материалом, находящимся глубоко внутри или ниже земной коры — например, в зонах деформации горных пород, где одна литосферная плита сталкивается с другой. Данных после одного землетрясения недостаточно, чтобы составить подробную подземную карту восточной части Соединённых Штатов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Дмитрий Целиков

Источники:

1. compulenta.computerra.ru