Землетрясения под дном Тихого океана раскрыли неожиданную циркуляционную систему

Сейсмологи, работавшие на глубине 2500 метров на Восточно-Тихоокеанском поднятии в 565 милях к юго-западу от Акапулько (Мексика), впервые получили изображения одной из гидротермальных систем срединно-океанического хребта. Оказалось, что она устроена не так, как предполагало большинство учёных. Исследование опубликовано 10 января в журнале Nature.

Традиционная модель предполагала, что холодная вода затягивается в систему по крупным разломам по бокам хребта, нагревается вулканизмом и поднимается к его центру, где расположены выходы гидротермальных источников («чёрные курильщики»). Новые изображения с участка площадью 4 км² показывают иную картину: вода, по-видимому, опускается через нечто вроде погребённой 200-метровой «трубы» на вершине хребта, течёт под ним вдоль оси через туннелеобразную зону прямо над магматической камерой, а затем поднимается через серию источников дальше по хребту.

Изображения были созданы с помощью сейсмометров, которые регистрировали тысячи мелких, неглубоких землетрясений в 2003–2004 годах. Сейсмическая активность чётко очертила путь воды: она опускается на ~700 метров, затем растекается в горизонтальную зону шириной ~200 метров, достигая глубины ~1,5 км над магмой. Нагретая вода поднимается через десяток источников примерно в 2 км к северу вдоль хребта. Исследователи интерпретируют землетрясения как результат растрескивания пород при их охлаждении проникающей холодной водой.

Расчёты показывают, что вода движется через эту систему гораздо быстрее, чем считалось ранее — возможно, до миллиарда галлонов в год. Наблюдения биологов подтверждают маршрут: область вокруг «трубы» впуска практически лишена жизни, в то время как у бьющих источников кипит жизнь — бактериальные маты, мидии, трубчатые черви и другие странные существа.

Работа имеет большое значение для понимания циркуляции тепла и химических веществ в океане, формирования рудных месторождений и путей миграции уникальных организмов гидротермальных источников. Исследование является частью долгосрочной междисциплинарной программы изучения Восточно-Тихоокеанского поднятия, финансируемой Национальным научным фондом США (NSF).