Зоны субдукции — места, где одна тектоническая плита погружается под другую — считаются самыми мощными двигателями геологических систем Земли. Они двигают континенты, вызывают разрушительные землетрясения и извержения вулканов, погружают земную кору в мантию. Но эти колоссальные структуры не вечны. В регионе Каскадия, где плиты Хуан-де-Фука и Эксплорер медленно погружаются под Северо-Американскую плиту, ученые обнаружили уникальный пример их гибели.
Тектоническая плита у берегов Канады раскалывается на части
Геологи из Университета штата Луизиана впервые получили детальные изображения зоны субдукции в процессе разрушения. Исследование показывает, как у побережья острова Ванкувер океаническая плита постепенно раскалывается на фрагменты, создавая новые геологические границы. Работа помогает понять, как заканчивают свое существование гигантские системы, формирующие облик нашей планеты.
Ученые получили изображение зоны субдукции, находящейся в процессе умирания, где плиты Хуан-де-Фука и Эксплорер разрываются под Северной Америкой у побережья острова Ванкувер. Используя сейсмическую съемку высокого разрешения, исследователи обнаружили, что зона субдукции Каскадия распадается на части, создавая микроплиты и показывая, как тектонические двигатели Земли останавливаются на протяжении миллионов лет. Stock
Геолог Брэндон Шак: «Запуск зоны субдукции — это как попытка толкнуть поезд в гору, это требует огромных усилий. Но когда плита начинает двигаться, это как поезд, мчащийся под гору, остановить — его невозможно. Для завершения требуется что-то драматическое — по сути, крушение поезда». Сейчас геологи наблюдают такое «крушение поезда».
Используя сейсмическое отражение — своего рода ультразвук земных недр — и данные о землетрясениях, исследователи зафиксировали активное разрушение плиты. Во время экспедиции CASIE21 в 2021 году команда посылала звуковые волны в морское дно и отслеживала их отражение с помощью 15-километровой цепочки подводных датчиков. Полученные изображения выявили глубокие разломы, по которым плита начинает раскалываться. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Каскадийская зона субдукции, где плиты Хуан-де-Фука (JdF) и Эксплорер (Exp) медленно движутся под Североамериканской плитой, постепенно закрывается по частям: плиты отламываются, а оставшаяся плита продолжает погружаться под континент до следующего разлома.
Тектонический раскол
«Это первый случай, когда мы получили четкую картину зоны субдукции в процессе гибели», — отметил ведущий автор исследования Брэндон Шак. Вместо ожидаемого быстрого коллапса плита разрывается по частям, образуя микроплиты и новые границы. Команда обнаружила разрывы, прорезающие океаническую плиту, включая массивное смещение, где пласт опустился примерно на пять километров.
Разрушение происходит поэтапно. Разломы действуют как естественные ножницы, разрезая плиту поперек, позволяя одному фрагменту отделиться, пока субдукция продолжается в соседних секциях. Отделение куска занимает миллионы лет, но вместе эти эпизоды постепенно останавливают всю систему субдукции.
Тектоническая обстановка северной зоны субдукции Каскадия.
Открытие объясняет загадочные особенности геологической истории Земли, включая найденные фрагменты тектонических плит у побережья Нижней Калифорнии — остатки некогда массивной плиты Фараллон. Каскадию ждет подобное будущее, и оно неотвратимо, как летящий под гору поезд, но это падение продлится миллионы лет.
Несмотря на разломы регион Каскадия по-прежнему способен производить очень мощные землетрясения и цунами. Процесс разрушения плиты растягивается на миллионы лет — это геологическое время, а не человеческое. На нашем временном масштабе зона субдукции остается активной и опасной.