Путешествие к центру Земли — учёные объясняют движение тектонических плит

Первое прямое свидетельство того, как и когда тектонические плиты погружаются в самые глубокие недра Земли, опубликовано сегодня в журнале Nature. Учёные надеются, что их описание процесса столкновения плит, при котором одна уходит под другую в каменистую мантию, потенциально улучшит оценку рисков землетрясений.

Британско-швейцарская исследовательская группа обнаружила, что вопреки распространённым научным прогнозам, плотные плиты, как правило, задерживаются в верхней мантии, в то время как более молодые и лёгкие плиты легче опускаются в нижнюю мантию. Их численные модели показывают, что старые, плотные и относительно жёсткие плиты имеют тенденцию расплющиваться, достигая границы верхней и нижней мантии, «драпируясь» поверх неё. Это помогает объяснить движение плит и землетрясения в западной части Тихого океана. Напротив, более молодые и пластичные плиты могут изгибаться над этой границей десятки миллионов лет, пока не сформируют критическую массу, способную быстро погрузиться в нижнюю мантию.

Когда эта масса уходит в нижнюю мантию, часть плиты, всё ещё находящаяся на поверхности, с высокой скоростью подтягивается за ней. Это объясняет, почему скорость движения плит под Центральной и северной частью Южной Америки намного выше ожидаемой для таких молодых плит. Учёные пришли к этим выводам, используя численную модель, изначально созданную для расчёта деформации конструкций, которая учитывает хрупкость, жёсткость и упругость плит, а также влияние давления и напряжений внутри мантии на их погружение.

«Волнительно видеть прямое доказательство перехода плит из верхней мантии в нижнюю. Этот процесс предсказывался моделями и ранее, но никому не удавалось связать эти предсказания с наблюдениями, как это делаем мы сейчас для движений плит», — комментирует ведущий исследователь доктор Саския Гус из Имперского колледжа Лондона. Она добавляет, что понимание сил, контролирующих движение плит, в конечном итоге поможет оценить вероятность сильных землетрясений в зонах субдукции, таких как север США, Ява и север Перу, где крупные землетрясения в историческое время не регистрировались.