Геологи нашли древние «Гавайи» в горах Тянь-Шаня

Международный коллектив ученых под руководством новосибирского геолога Инны Сафоновой обнаружил фрагменты древних океанических островов в горах Тянь-Шаня и оценил размеры исчезнувшего океана. Ученые считают, что по своей природе палеострова близки к современным Гавайским.

Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Gondwana Research (импакт-фактор 8.24). В нем приняли участие ученые из России, Германии, Великобритании и Японии.

Инна Сафонова - старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной геохимии и петрологии мантии Земли ГГФ НГУ и лаборатории магматизма и рудообразования ИГМ СО РАН. Руководитель крупномасштабного проекта № 592 Международной программы геологических корреляций при ЮНЕСКО (IGCP-UNESCO) «Образование континентальной коры Центрально-Азиатского складчатого пояса в сравнении с актуалистическими примерами из Западной Пацифики». В проекте задействованы ученые более чем из 50 стран.

Споры о времени существования океана на месте сегодняшнего Тянь-Шаня и его размерах ведутся среди геологов давно. По различным признакам (находкам окаменелостей определенного типа, составу горных пород и т.д.) специалисты предполагали наличие в далеком прошлом здесь большого окраинного моря или океана. Сейчас ученые считают, что когда-то Туркестанский, или, как его еще называют, Южно Тянь-Шаньский палеоокеан (палеоморе?) находился между Казахстанским и Таримским палео-континентами, которые теперь входят в состав единого Евроазиатского континента.

Синей линией показана сутура или «шов» древнего Туркестанского океана - территория, где океан «закрылся», зажатый древними континентальными блоками. На этом участке находятся сохранившиеся фрагменты океана, в том числе палеоострова. Изображение с сайта nsu.ru

Одни ученые считают, что Туркестанский палеоокеан существовал «сам по себе», т.е. не был связан с другими одновозрастными океанами этого региона. Другие предполагают, что океана не существовало вовсе, а вместо него было очень большое окраинное море, примером которого в современном мире может служить Японское (расположенное между японскими островами и континентом), - говорит Инна Сафонова. В связи с этим и до сих пор продолжаются жаркие дискуссии о его размерах, возрасте и палеогеографическом положении.

Как сегодня найти ответы на эти вопросы, если древние моря и океаны давно исчезли? В изучении истории палеокеанов важную роль играют их «остатки» - фрагменты океанического дна и океанических поднятий, в том числе островов. Если древние океанические литосферные плиты в процессе субдукции (погружения), как правило, со временем полностью погружаются в мантию, то океанические острова имеют намного больше шансов остаться на поверхности, и поэтому могут о многом «рассказать» исследователю.

- Мы нашли в горных системах южного Тянь-Шаня (Киргизия) фрагменты океанических островов. Речь идет не просто об океанических породах, которые в прошлом находились на дне океана - в таком случае действительно возможно разночтение: глубокое-глубокое окраинное море или океан? Однако мы нашли именно фрагменты океанических островов и по различным признакам (в первую очередь, по палеонтологическим данным) смогли установить их возраст. Оказалось, что это - цепочка вулканических островов, существовавшая весь девонский период: от 415 до 360 млн. лет, т.е. около 55 миллионов лет. Это очень много! - говорит Инна Сафонова и подчеркивает, что речь идет только о цепочке островов, которые по структуре, составу и возрастному диапазону очень похожи на самый известный в мире объект внутриплитного (т.е. проявленного в середине океана) океанического вулканизма - Гавайские острова. Можно предположить, что сам океан был намного старше и … больше.

- Размер и возраст океана имеет прямую связь: чем он больше, тем его кора мощнее, а сам он древнее. Зная приблизительную скорость погружения коры, можно приближенно оценить минимальный размер океана. По нашим расчетам, Туркестанский океан можно сравнивать с Индийским. То есть это был довольно большой океан, окруженный двумя или более континентами, - говорит геолог.

Откуда взялись фрагменты океанических островов в горах? Когда-то существовавший Туркестанский океан исчезал или «закрывался», как говорят геологи, по мере движения навстречу друг другу ограничивающих его континентов. В итоге большая часть океанической плиты погрузилась в мантию, но небольшие участки оказалась «срезаны» краями континентальных литосферных плит. Сблизившись, континенты продолжали двигаться и сминать друг друга. В местах их столкновений вырастали горы, вместе с которыми все выше поднимались и фрагменты сохранившихся на поверхности древних островов.

Для обнаружения, правильной диагностики и изучения условий образования этих фрагментов в том или ином сегменте океана геологи применили новый подход - использовали японскую модель стратиграфии океанической плиты (Oceanic Plate Stratigraphy, OPS). Ранее Инна Сафонова вместе с японскими коллегами проф. Шигенори Маруяма (Токийский институт технологий) и проф. Сатору Коджима (Университет Гифу) на десятках различных геологических объектов доказали универсальность этой модели и возможность и необходимость ее применения в других горных поясах тихоокеанского типа, например, в Центральной Азии. Модель OPS позволяет находить на континентах остатки палеоокеанов, устанавливать возраст, размер, направление движения и погружения давно исчезнувшей океанической плиты. В основе OPS лежит тщательное изучение устойчивых ассоциаций (совокупности) различных типов осадочных и магматических пород, с учетом их геохимического состава и петрогенезиса.

- Для каждого участка океанического острова (подножье, склон, карбонатная «шапка» - рифовые известняки на поверхности острова и на мелководье, и т.д.) характерны определенные совокупности осадочных пород. Фрагменты островов диагностируются, в первую очередь, по ним, а затем по составу магматических пород (как правило, базальтов). Большая часть образцов была отобрана на Атбашинском и Джаныджерском хребтах Южного Тянь-Шаня. Мы описали и изучили образцы базальтов, наши коллеги определили их возраст по микропалеонтологическим фрагментам организмов (в основном, по радиоляриям, брахиоподам, водорослям, кораллам и т.д.), - поясняет Инна Сафонова. - В этой работе мы воспользовались палеонтологическими, геохимическими и геофизическими данными, использовали данные о петрогенезисе, тектонике и т.д. - вся существующая сегодня геология нашла отражение в нашем исследовании.

Происхождение таких вулканических островов в середине океана многие ученые связывают с действием «горячих точек» типа Гавайской, т.е. проявлением мантийных плюмов.

- Мантийный плюм - струя мантийного вещества и/или энергии, которая поднимается из глубин мантии (вне зависимости от конвективных течений в ней или границ литосферных плит), вызывает плавление Земной коры и приводит к извержению лавы особого состава и образованию вулканов на поверхности Земли. По мере движения литосферной плиты над плюмом возникает цепь вулканических построек, как например, цепочка Гавайских островов, - объясняет Инна Юрьевна.

Применив модель плюмового магматизма к южной части Тянь-Шаня, геологи пришли к выводу, что цепочка палеоостровов сформировалась под воздействием такого мантийного плюма во внутренней части древней океанической плиты, над которой миллионы лет назад существовал Туркестанский океан.

При копировании отдельных материалов проекта (в рамках допустимых законодательством РФ) активная ссылка на страницу первоисточник обязательна:

'GeoMan.ru: Библиотека по географии'