Вулканы помогают камням всплывать
Новое исследование мантии Земли в районе Исландии дало убедительные доказательства в поддержку того, что всплытие горячих, частично расплавленных, камней играет важную роль в их поднятии к земной коре и извержении их через океанические гряды. Исследователи из Технологического института Джорджии показали, что тепло вулканов в Исландии может влиять на процессы конвекции в мантии расположенной неподалеку гряды.
Движение литосферных плит Земли возникает под действием циклов конвекции, в ходе которых холодное вещество погружается вглубь мантии, а горячее - поднимается к поверхности. В большинстве океанических гряд раскаленная порода пассивно поднимается, чтобы заполнить разрыв, образовавшийся при расхождении плит. Но детальный анализ сейсмических волн, проходящих по таким областям, показал, что имеет место и другой механизм - активное всплытие - который помогает частично расплавленным камням подняться из земной мантии к поверхности этих гряд. Это особенно заметно на примере хребта Рейкьянес, который получает дополнительный подогрев от активно действующих на острове Исландия вулканов. В результате дополнительного подогрева температура вещества мантии повышается на несколько десятков градусов, что может играть существенную роль в усилении эффекта всплытия в этом месте.
Для того, чтобы прийти к такому выводу, ученые исследовали 17 землетрясений, волны от которых прошли через район хребта Рейкьянес. Волны, обладающие вертикальной поляризацией, проходили через этот район с прогнозируемой скоростью. Однако вертикально поляризованные волны запаздывали, что указывало на то, каким образом ориентация кристаллической структуры региона искажена под действием потоков в мантии: "Скорость распространения волн дала информацию о двух существенных параметрах: относительной температуре камней под грядой и кристаллической структуре камней, каковая сложилась после деформации в процессе конвекции. В этом случае структура согласуется с тем, что произошло свободное всплытие частично расплавленных камней".
Поскольку гряда соседствует с большим скоплением вулканов в Исландии, в результате исследования получена новая информация относительно того, какие источники тепла оказывают воздействие на гряды, которая может привести ученых к пересмотру существующих моделей. К примеру, ученые обнаружили, что тепло от вулканов проникает на глубину до 100 километров. Хотя работа базировалась на изучении одной конкретной гряды, ученые полагают, что процесс всплытия может играть роль в динамике гряд и в других местах.
Ранее геологи предполагали, что всплытие является механизмом поднятия вулканической породы, но у них было крайне ограниченное число доказательств. В результате исследования ученых из Джорджии теперь они есть. Поднятие горячей вулканической породы обычно происходит в двух ситуациях: в океанических грядах, которые представляют собой линейные цепи вулканической активности в тех местах, где расходятся две вулканические плиты; и в "горячих точках", точечных источниках высокой вулканической активности, ассоциируемой с квазистационарными долговременными источниками тепла в мантии. Среднеатлантическая гряда являет собой пример первой ситуации. Гавайи, Исландия и Национальный парк Йеллоустоун - второй.
Комментарии читателей Оставить комментарий