Новое исследование из Университета Саутгемптона, опубликованное в Nature Geoscience, предлагает окончательное объяснение загадки, над которой учёные ломали головы десятилетиями: почему некоторые отдалённые океанические острова состоят из "континентального" материала, хотя находятся в сотнях километров от ближайших континентов?
Кратко: что именно открыли
Под континентами возникают огромные "катящиеся" волны мантии
Они распространяются на глубине 150-200 км.
Волны "срывают" древний континентальный материал с корней литосферы
Это происходит при распаде континентов (например, Гондваны).
Этот материал перетаскивается на 1000+ км в сторону океанической мантии
Затем он участвует в образовании вулканических пород.
Поэтому вулканические острова "вдали от всего" иногда выглядят как мини-континенты
Их химический состав отражает "память" о древнем источнике.
Почему это было загадкой
Учёные давно обнаруживали в океанической мантии "аномалии", будто части старых континентов оказались на дне океанов.
Это пытались объяснить:
переработкой осадков при субдукции,
восходящими мантийными плюмами,
рециркуляцией коры при коллизиях.
Но всё это не объясняло:
мозаику возрастов континентального материала,
его отсутствие рядом с зонами субдукции,
обогащение в районах без плюмов.
Нужен был новый механизм — и теперь он найден.
Как работают мантийные волны
1. Континент начинает раскалываться (рифтинг)
Пример — раскол Гондваны ~150 млн лет назад.
2. Нижняя мантия реагирует на это региональными нестабильностями
Они проявляются как "волны" или "пульсации".
3. Эти волны прокатываются вдоль основания континентов
Медленно отрывая их нижние части.
4. Оторванный материал переносится в океаническую мантию
Скорость — в миллион раз медленнее, чем у улитки, но длится десятки миллионов лет.
5. Континентальная "пыль" питает океанический вулканизм
Сотни километров от исходного места.
Реальный пример — цепь вулканов в Индийском океане
Остров Рождества и соседние подводные горы
Они образованы веществом, обогащённым континентальными элементами.
нет следов мантийного плюма,
нет переработанной осадочной коры,
обогащение длится 50+ млн лет, затем снижается —
точно как предсказывает модель мантийных волн.
Дополнительные открытия команды
Исследователи показали, что мантийные волны могут также:
1. Вызывать извержения кимберлитов магмы, которые поднимают на поверхность алмазы.
2. Поднимать континенты на высоту более километра. Это объясняет неожиданное воздымание "стабильных" щитов (например, Южно-Африканского плато).
3. Формировать одни из крупнейших топографических структур планеты без участия плюмов или субдукции.
Почему это важно
Это исследование:
переписывает модель взаимодействия мантии и литосферы,
объясняет происхождение загадочных вулканов "вдали от границ плит",
решает проблему происхождения континентального материала в океанах,
даёт инструмент для прогнозирования будущих вулканических зон,
объясняет геологическую эволюцию океанов после рифтинга.
FAQ
1. Могут ли мантийные волны угрожать людям?
Нет. Их скорость — сантиметры в тысячелетия, а воздействие — геологическое.
2. Значит ли это, что океанические острова — это куски континентов?
Не совсем.
Но часть их магмы обогащена континентальным материалом, перенесённым из глубин.
3. Где ещё можно ожидать такие эффекты?
В местах бывшего рифтинга:
Атлантика,
Восточная Африка,
Индийский океан,
Западная Австралия.
4. Это связано с движением плит?
Да — это часть общего механизма распада континентов.
5. Это окончательная теория?
Она самая полно объясняющая, но геология всегда требует новых данных.
Пока всё указывает на то, что мантийные волны — ключевой недостающий элемент.
Мифы и правда
Миф: океаническая мантия не может содержать материала континентов
Правда: может — и часто содержит
Теперь известно, что его туда "доставляют" мантийные волны.
Миф: вулканизм в океане всегда связан с плюмами
Правда: не всегда
Мантийные волны объясняют вулканизм там, где плюмов нет.