Как континенты разделяются? Под сомнение ставится классическая теория мантийного плюма: новые открытия из Южной Африки

Группа немецких ученых сейчас ставит под сомнение эту теорию. На основе сейсмических измерений, опубликованных в текущем выпуске журнала Geology, ученые из Потсдама (Немецкий исследовательский центр геофизических исследований GFZ), Бремерхафена (Институт Альфреда Вегенера, AWI) и Киля (GEOMAR) показывают, что воздействие мантийного плюма на континентальной коре на самом деле удивительно малы. Это никоим образом не согласуется с тем, что большой шлейф играет важную роль в процессе разрушения.

Соответственно, доминирующая или контролирующая роль мантийного плюма в расколе континента сомнительна.Горячие восходящие мантийные плюмы в мантии Земли являются важной движущей силой в тектонике плит.

При предполагаемом диаметре головок плюмов до нескольких тысяч километров количество горячего материала, поднимающегося от границы ядра мантии на глубине 2900 км, достаточно для миграции через континентальную литосферу. Этот процесс приводит к извержению большого вулканического материала (паводковых базальтов) на поверхности Земли. То же самое относится и к югу Африки и Южной Америке: базальтовые провинции Парана / Этендека / наводнения являются прямыми последствиями распада Гондваны, начавшегося около 130 миллионов лет назад. Следы процесса распада можно найти на новообразованном дне океана: хребет Уолфиш у побережья Северной Намибии представляет собой след мантийного плюма.

Чтобы изучить эти процессы, немецкие ученые исследовали структуры, связанные с процессом распада Гондваны в Южной Атлантике. Подъем большого количества горячего мантийного материала приводит к образованию областей земной коры и мантийных пород с различными сейсмическими скоростями (по сравнению с окружающими, незатронутыми областями). В сотрудничестве с коллегами из AWI и GEOMAR и при поддержке Геологической службы Намибии ученые из GFZ провели обширные сейсмические исследования на шельфе Северной Намибии и на море.

Строение земной коры исследовали по нескольким сейсмическим профилям.«Впервые мы смогли получить изображения более глубокой структуры земной коры в регионе, где хребет Уолфиш соединяется с африканским континентом, чтобы изучить влияние мантийного плюма», — объясняет Тронд Райберг из GFZ. «Наши сейсмические исследования обнаружили характерную высокоскоростную аномалию в нижней части земной коры на глубине от 20 до 40 км». Эта область аномально высоких сейсмических скоростей может быть связана с внедрением магматического материала в нижнюю кору Земли.

Это ожидалось согласно нынешнему восприятию. Но удивительно, что размер аномалии был слишком мал, чтобы ее могла создать большая голова шлейфа, играющая активную роль в процессе разрушения.

Тронд Риберг: «Структура земной коры в исследованном регионе отражает общий процесс континентального разрушения, а не непосредственное воздействие головки плюма на литосферу. Кроме того, мы смогли реконструировать направление потока мантийного плюма».

Похоже, что распад Гондваны в Южной Атлантике и, в целом, роль мантийных плюмов во время континентального распада требует тщательной переоценки.