Как глубокофокусная сейсмичность контролирует вулканизм Чанбайшаня

Исследовательская группа применила технологию телосейсмической томографии двойных разностей, чтобы выявить изменения морфологии погружающейся Тихоокеанской плиты в зоне мантийного перехода под Северо-Восточным Китаем. Также они сообщили о её контролирующем влиянии на вулканизм Чанбайшаньского вулканического поля (ЧВП) и глубокие землетрясения. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Чанбайшаньское вулканическое поле является крупнейшим среди широко распространённых в северо-восточном Китае кайнозойских вулканов. Формирование этого типичного внутриплитного вулкана остаётся дискуссионным. Ещё одной примечательной геологической особенностью региона является кластер глубоких землетрясений примерно в 300 км к востоку от ЧВП. Обычные механизмы их образования, такие как дегидратация и хрупкое разрушение, контролируются температурными условиями, которые вдоль простирания зоны субдукции в Северо-Восточной Азии практически не меняются, что делает причину концентрации сейсмичности под ЧВП неясной.

Результаты высокоразрешающего трёхмерного моделирования скоростей, проведённого группой под руководством профессора Чжан Хайцзяна, показали, что под ЧВП происходит локальное погружение плиты в нижнюю мантию, в то время как её северный и южный фланги остаются застойными в зоне мантийного перехода. Области погружения совпадают с локальными прогибами границы на 660 км. Изменение морфологии плиты с севера на юг — от залегания к погружению и снова к залеганию — создаёт пространство для подъёма горячего материала, обеспечивая глубокий мантийный источник для вулканизма ЧВП.

Кластеры глубоких землетрясений сконцентрированы вдоль изогнутой части Тихоокеанской плиты в месте её локального погружения через границу 660 км. Это указывает, что ключевым механизмом возникновения глубоких землетрясений является интенсивная локальная деформация плиты. Открытие даёт новую перспективу на физический механизм глубокофокусных землетрясений и впервые объединяет вулканизм ЧВП и глубокую сейсмичность, объясняя их общими глубинными динамическими процессами, вызванными частичным погружением Тихоокеанской плиты.