Анализ горных пород в Омане помог датировать древний тектонический процесс

Древние породы на побережье Омана, которые когда-то были погружены глубоко в мантию Земли, дали новое представление о субдукции, важном тектоническом процессе, который подпитывает вулканы и создает континенты, заявили ученые в новом исследовании, 12 февраля сообщает Phys.org.

«В широком смысле эта работа дает нам лучшее понимание того, почему некоторые зоны субдукции разрушаются, в то время как другие создаются как долговременные стационарные системы», — сказал доцент Джошуа Гарбер из Пенсильванского университета.

Субдукция происходит, когда сталкиваются две тектонические плиты, и одна погружается под другую. По словам ученых, там, где встречаются океанические и континентальные плиты, более плотные океанические плиты обычно опускаются вниз в мантию.

Иногда океанические плиты движутся сверху или наклоняются, вместо этого заставляя континентальные плиты опускаться к мантии. Но плавучесть континентальной коры может привести к сбою субдукции, унося материал обратно на поверхность вместе с плитами океанической коры и верхней мантии, называемыми офиолитами, сказали ученые.

«Семаильский офиолит на Аравийском полуострове является одним из крупнейших и наиболее открытых образцов на поверхности Земли, — сказал Гарбер. — Это один из наиболее хорошо изученных объектов, но существуют разногласия по поводу того, как и когда произошла субдукция».

Ученые Университет штата Пенсильвания исследовали время субдукции, используя близлежащие породы из формации Саих Хатат в Омане, которая, по словам исследователей, была погружена под офиолит Семаил.

Тепло и давление в результате этого процесса создали кристаллы граната, циркона и рутила в ключевом наборе сильно метаморфизованных пород, которые испытывали самые экстремальные условия во время субдукции. Используя самые современные методы датирования, включая измерение изотопных дат и микроэлементов, ученые определили, что все эти минералы образовались примерно в одно и то же время от 81 до 77 миллионов лет назад.

«Что интересно в этом, так это то, что все они были датированы немного разными методами, но все они дали нам, по сути, одинаковые результаты, — сказал Гарбер. — Это говорит нам о том, что все минералы в горных породах имеют последовательную историю. Все они записывают один и тот же метаморфический эпизод в одно и то же время».

Выводы нового исследования оспаривают предыдущие результаты, согласно которым событие началось 110 миллионов лет назад и происходило в отдельные фазы, заявили ученые.

«Наши результаты свидетельствуют о том, что этот континентальный материал не был погружен глубоко в мантию задолго до образования офиолита, как считалось ранее, — сказал Гарбер. — Наши данные подтверждают хорошую последовательность событий, произошедших в более сжатые сроки, и это имеет больше геологического смысла».

Ученые заявили, что субдукция края континентальной плиты произошла после образования офиолита Семаил. Наиболее глубоко погруженный континентальный материал, вероятно, был закреплен на более плотных породах, и когда этот якорь сломался, плавучие континентальные породы были извлечены, сначала быстро, а затем медленно во время длительного пребывания в нижней и средней коре. В конечном итоге он обнажился в тектонических окнах через офиолит.

«Субдукция — действительно большая часть тектоники плит на Земле, — сказал Гарбер. — Это основной механизм рециркуляции поверхностного материала в более глубокую мантию, поэтому понимание того, как они в конечном итоге превращаются в стабильные зоны субдукции или как они очень быстро заканчиваются, представляет большой интерес. Я думаю, что здесь мы выяснили, почему закончилась эта зона субдукции, и последовательность событий, которые последовали за этим».