Эволюция литосферы Земли
Геофизики из Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН и Московского физико-технического института разработали геодинамическую модель, которая описывает эволюцию литосферы в Арктике за последние 100 миллионов лет. Эта модель также объясняет эволюцию литосферы Северо-Восточной Азии, включая образование рифтовой зоны озера Байкал и другие геологические структуры. Модель дает научное обоснование заявке России в комиссию ООН по расширению внешних границ континентального шельфа в Арктике. Результаты опубликованы в журнале Geotectonics.
Геологическая эволюция Земли описывается на основе современной концепции тектоники литосферных плит. Литосфера — твердая оболочка Земли — включает в себя земную кору и подстилающие части верхней мантии. Литосферные плиты движутся по пластичному слою мантии, что приводит к образованию различных геологических структур — гор, хребтов, океанов и морей.
Арктический бассейн состоит из разновозрастных тектонических структур. К нему относятся: Евразийский бассейн, включающий хребет Гаккеля и глубоководные котловины Нансена и Амундсена; Амеразийский бассейн с хребтом Ломоносова и котловинами Подводников и Макарова, поднятие Альфа-Менделеева (крупный вулканический хребет на дне Северного Ледовитого океана), а также Канадская котловина.
Геолого-геофизические данные показывают, что литосфера Арктического региона более 100 миллионов лет растягивается горизонтально, что привело к возникновению основных тектонических структур.
Для объяснения крупномасштабного растяжения литосферы учеными из ИО и МФТИ была разработана геодинамическая модель. Эта модель основана на представлении о циркуляции вещества верхней мантии, сопряженной с процессом погружения литосферы Тихого океана в зонах субдукции (так называются места, где океаническая кора погружается в мантию) — Курило-Камчатской, Алеутской и Японской.
«Модель объясняет раздвижение (спрединг) литосферы Евразийского бассейна за последние 60 миллионов лет, откол и отодвигание хребта Ломоносова от Баренцевоморской окраины, растяжение литосферы в котловинах Макарова и Подводников, магматизм поднятия Альфа и другие особенности тектонического строения дна Северного Ледовитого океана», — говорит Леопольд Лобковский, заведующий лабораторией геофизических исследований Арктики и континентальных окраин Мирового океана МФТИ.
В основе модели лежат данные сейсмической томографии, то есть данные зондирования земной коры и мантии с помощью сейсмических волн, которые возникают при многочисленных землетрясениях. По словам Леопольда Лобковского, результаты сейсмической томографии в полярном и в переходном регионе от Тихого океана к Азии явно указывают на погружение западной части Тихоокеанской литосферы в Алеутской, Курило-Камчатской и Японской зонах до глубин более 500 километров (!) с последующим ее выполаживанием и дальнейшим движением в горизонтальном направлении вдоль границы верхней и нижней мантии.
Оказалось, что разработанная исследователями модель эволюции литосферы объясняет процессы не только в Арктике, но и в смежной континентальной литосфере Северо-Восточной Азии. Например, мантийная циркуляция объясняет происхождение рифтовой трещины озера Байкал, а также смещение континентальной литосферы в сторону Курило-Камчатской и Японской островных дуг.
Созданная исследователями модель, с одной стороны, важна как база для понимания эволюции Арктики за последние 100 миллионов лет. С другой стороны, она же является научной основой для обоснования заявки России в комиссии ООН по границам шельфа.
