Изследване, ръководено от учени от Университета в Саутхемптън, разкри доказателства за ритмични пулсации на разтопена мантийна скала, издигаща се от дълбините на Земята под Африка. Тези импулси постепенно разкъсват континента и образуват нов океан.
Изводите на изследователите, публикувани в Nature Geoscience, разкриват, че регионът Афар в Етиопия е покрит с плюм от гореща мантия, който пулсира нагоре като биещо сърце. Възходящият поток от горещ материал от дълбоката мантия е силно повлиян от тектонските плочи – масивните твърди плочи от земната кора – които се намират над нея.
В продължение на милиони години, докато тектонските плочи в рифтови зони като Афар се разтягат и изтъняват – почти като мек пластилин, – докато се разкъсат. Това разкъсване бележи раждането на нов океански басейн.
„Открихме, че мантията под Афар не е еднородна или неподвижна – тя пулсира и тези импулси носят отчетливи химически подписи – казва водещият автор д-р Ема Уотс от Университета в Саутхемптън. „Тези възходящи импулси на частично разтопена мантия се канализират от рифтовите плочи отгоре. Това е важно за начина, по който мислим за взаимодействието между вътрешността на Земята и нейната повърхност.“
В проекта участвали експерти от 10 институции, включително Университета в Саутхемптън, Университета в Суонзи, Университета в Ланкастър, университетите във Флоренция и Пиза, GEOMAR в Германия, Дъблинския институт за напреднали изследвания, Университета в Адис Абеба и Германския изследователски център за геонауки GFZ.
Регионът Афар е рядко място на Земята, където се събират три тектонски разлома: Главният етиопски рифт, Разломът на Червено море и Разломът на Аденския залив.
Геолозите отдавна подозират, че под региона се намира горещо издигане на мантията, понякога наричано плюм, което спомага за разширяването на земната кора и раждането на бъдещ океан. Но досега малко се знаеше за структурата на това издигане или как се държи под рифтовите плочи.
Екипът събрал повече от 130 проби от вулканични скали от целия регион Афар и Главния етиопски разлом. Учените използвали тези и вече съществуващите данни и усъвършенствано статистическо моделиране, за да изследват структурата на земната кора и мантията, както и стопилките, които тя съдържа.
Резултатите им показват, че под региона Афар се намира единичен, асиметричен плюм с отчетливи химически ивици, които се повтарят в рифтовата система подобно на геоложки баркодове. Тези модели варират по разстояние в зависимост от тектонските условия във всеки рифтов ръкав.
„Химическите ивици предполагат, че плюмът пулсира като сърдечен ритъм – казва Том Гернон, професор по науки за Земята в Университета в Саутхемптън и съавтор на изследването. – Тези импулси, изглежда, се държат различно в зависимост от дебелината на плочата и колко бързо се разпада. В по-бързо разпространяващите се разломи като Червено море импулсите се разпространяват по-ефективно и редовно като импулс през тясна артерия.“
Новото изследване показва, че мантийният плюм под региона Афар не е статичен, а динамичен и реагира на тектонската плоча над него.
„Открихме, че еволюцията на дълбоките мантийни издигания е тясно свързана с движението на плочите отгоре. Това има дълбоки последици за начина, по който интерпретираме повърхностния вулканизъм, земетръсната активност и процеса на разпадане на континентите“, казва д-р Дерек Киър, доцент по науки за Земята в Университета на Саутхемптън и Университета на Флоренция и съавтор на изследването.
„Работата показва, че дълбоките мантийни издигания могат да текат под основата на тектонските плочи и да помогнат за фокусиране на вулканичната активност там, където тектонската плоча е най-тънка. По-нататъшните изследвания включват разбиране как и с каква скорост се случва мантийният поток под плочите“, добавя Киър.
