Что происходит с тектоническими плитами в мантии, выяснили ученые

Что происходит с тектоническими плитами после того как они погружаются в мантию, выяснили ученые в исследовании, опубликованном 11 ноября в журнале Nature.

Тектонические плиты на поверхности Земли постоянно находятся в движении, причем новые появляются по мере того, как другие затягиваются в мантию. Ученых долго волновал вопрос, что же происходит, когда плита исчезает в недрах планеты.

Считалось, что опускающиеся тектонические плиты должны оставаться нетронутыми, чтобы продолжать тянуть за собой оставшуюся на поверхности часть, но, согласно геофизическим данным, они должны разрушаться.

В новом исследовании ученые считают, что нашли ответ, который примиряет две гипотезы. По их данным, плиты значительно истончаются по мере погружения, но не настолько, чтобы полностью разваливаться.

Это открытие было сделано после того, как ученые провели тектонические плиты через созданную компьютером перчатку разрушительных геологических сил. Модель показала, что, когда пластина входит в мантию, она резко наклоняется вниз, ломая свою холодную, хрупкую поверхность.

В то же время изгиб изменяет мелкозернистую структуру породы вдоль ее внутренней части, тем самым ослабляя ее. В совокупности напряжения сжимают плиту вдоль ее слабых мест, оставляя ее в основном неповрежденной, но сегментированной, как скользкая змея. Это означает, что плита продолжает двигаться, несмотря деформацию.

По словам исследователей, модель предсказала сценарий, который соответствует наблюдениям из Японии. Исследования региона, где Тихоокеанская тектоническая плита погружается, выявили большие трещины там, где плита наклоняется вниз, и они показали признаки более слабого материала под ней.

Глубокая сейсмическая съемка, проведенная Техасским университетом в Остине, также выявила тектонические формы в мантии Земли под Японией, которые, по-видимому, близко соответствуют скользящей змее в модели.

Всё стало еще более интригующе, когда исследователи провели свои симуляции с более горячим материалом, похожим на раннюю Землю. В этих симуляциях сегменты тектонической змеи продвинулись всего на несколько миль вглубь мантии, прежде чем оборваться. Это означает, что субдукция происходила бы периодически, что повышает вероятность того, что современная тектоника плит началась только в течение последнего миллиарда лет.