Геофизик Университета Монаша, адъюнкт-профессор Воутер Шелларт и его коллега профессор Вим Спакман из Утрехтского университета обнаружили, как дно целого океанического бассейна, разрушенного 70-50 миллионов лет назад у северного побережья Новой Гвинеи, в настоящее время находится в 800-80 метрах от побережья Новой Гвинеи. Глубина 1200 км ниже Центральной и Юго-Восточной Австралии.
Используя суперкомпьютеры, исследователи обнаружили, что этот плотный кусок материала океанического дна (называемый литосферной плитой) медленно погружается в мантию Земли и отвечает за формирование бассейна озера Эйр, одного из крупнейших внутренне дренированных бассейнов Земли, где находится самая низкая точка в Австралии на 15 м ниже уровня моря, а также бассейн Мюррей-Дарлинг, где находится крупнейшая речная система в Австралии. С общей площадью поверхности более 2 миллионов квадратных километров оба бассейна расположены непосредственно над глубоководной мантийной плитой.
Исследование также предсказывает, что через 30 миллионов лет, когда Австралия переместится примерно на 1500 км к северу, плита окаменелостей будет расположена ниже Южного океана, и, как следствие, бассейн озера Эйр и бассейн Мюррей-Дарлинг прекратят свое существование.
Используя геологические и геофизические данные из региона Новой Гвинеи, Шелларт смог реконструировать геологическую эволюцию региона за последние 70 миллионов лет, включая движение тектонических плит и границ плит. Он обнаружил, что наличие глубоких пород океанского дна, вулканических пород и деформированных пород, которые в настоящее время встречаются в горных цепях Новой Гвинеи, указывает на существование зоны субдукции шириной 4000 км. В таких зонах субдукции океаническая тектоническая плита погружается (погружается) в недра Земли, мантию.
С помощью этих тектонических реконструкций плит Шелларт смог предсказать, где была зона субдукции окаменелостей во время своего существования около 50-70 миллионов лет назад, и, следовательно, где литосферная плита исчезла в мантии. С помощью глобальной модели сейсмической томографии, которая использует сейсмические волны для картирования внутренней структуры мантии Земли, Шелларт и Спакман смогли идентифицировать структуру ископаемых плит под центральной и юго-восточной Австралией в месте и на глубине, предсказанных реконструкциями.
«Когда мы впервые сравнили предсказания наших реконструкций с моделью томографии мантии, мы были поражены тем, насколько точно они совпали», — сказал доцент Шелларт.
Затем исследователи разработали компьютерную модель для моделирования потока в мантии Земли, чтобы иметь возможность предсказать скорость опускания ископаемой плиты и исследовать, как это опускание может повлиять на поверхность Земли. Они обнаружили, что, хотя плита опускается со скоростью менее 1 см в год, это медленное опускание создает нисходящий поток в мантии, которого достаточно, чтобы опустить поверхность Земли и создать эти огромные бассейны.
«Невероятно думать, что тектонические процессы, которые происходили миллионы лет назад на северной окраине Новой Гвинеи, ответственны за ландшафт, который мы видим сегодня в Центральной и Юго-Восточной Австралии», — сказал доцент Шелларт.
Исследование было проведено при поддержке ресурсов Национальной вычислительной инфраструктуры (NCI), которая поддерживается правительством Австралии.
Исследование опубликовано в международном журнале Earth and Planetary Science Letters.