Как впечатляющая цепь подводных гор Гавайско-Императорского хребта стала такой изогнутой

Механизм, вызвавший уникальный, резкий изгиб цепи подводных гор Гавайско-Императорского хребта, был раскрыт в результате сотрудничества Сиднейского университета и Калифорнийского технологического института (Caltech). Исследователи использовали самый мощный в Южном полушарии суперкомпьютер, чтобы выявить закономерности течений в глубокой мантии Земли — прямо над ядром — за последние 100 миллионов лет. Эти течения объясняют происхождение загадочного изгиба.

До сих пор считалось, что впечатляющий изгиб на 60°, не встречающийся в других цепях подводных гор, связан с изменением движения литосферной плиты и направления потока в верхней мантии. Новые данные свидетельствуют, что форма вулканических цепей отражает движение в самой глубокой мантии, у ядра Земли. Чем более согласованным и быстрым является это глубокое течение, тем более выражен его эффект на форму цепей гор выше.

Одни из самых острых дебатов в науках о Земле касались вопроса, оставались ли скопления пород в глубокой мантии, к которым привязаны мантийные плюмы, неподвижными на протяжении сотен миллионов лет. Новое исследование показывает, что форма этих скоплений менялась со временем и сильно зависела от быстрого, согласованного потока в глубинной мантии. В период от 50 до 100 миллионов лет назад край скопления под северной частью Тихого океана быстро смещался к югу, увлекая за собой основание Гавайского плюма и вызывая его наклон. Плюм снова стал вертикальным, когда движение его основания прекратилось; эта резкая последовательность «старт-стоп» и привела к образованию острого изгиба в цепи гор.

«Наши результаты помогают разрешить главную загадку, почему вулканические цепи подводных гор на одной и той же тектонической плите могут иметь очень разную форму. Теперь ясно, что нам сначала нужно понять динамику самой глубокой «Преисподней», прямо над ядром, чтобы распутать историю вулканизма на поверхности Земли», — заключил профессор Диетмар Мюллер.

Исследование «Быстрый скачок в движении горячих точек в результате взаимодействия тектоники и глубинного мантийного потока» будет опубликовано на этой неделе в журнале Nature.