Магматический плюм заперт под толстой земной корой и верхней мантией, что мешает ему вызвать вулканическую активность на поверхности.
Исследователи пока не знают, извергался ли этот плюм когда-либо, но новые данные свидетельствуют, что он мог повлиять на движение Индийской тектонической плиты во время её столкновения с Евразией десятки миллионов лет назад.
Плюм находится под плато Салма (также известным как Салмах или Селма) в Омане, высота которого достигает 2000 метров. По словам ведущего автора исследования Симоны Пилия, геофизика из Университета нефти и минералов имени короля Фахда (Саудовская Аравия), плато, вероятно, сформировалось именно благодаря этому плюму. Хотя некоторые учёные связывают его образование с деформацией земной коры в зоне субдукции Макран у побережья Пакистана и Ирана.
«Плюм — это горячий материал, который стремится подняться вверх, создавая возвышенности», — объясняет Пилия. «Поднятие плато Салма незначительно, но оно есть — это говорит о том, что плюм активен».
Открытие стало возможным благодаря анализу сейсмических волн, которые распространяются сквозь Землю с разной скоростью в зависимости от состава пород. В Омане находится плотная сеть станций, регистрирующих сейсмические данные. Пилия назвал плюм «Дани» в честь своего сына.
Первый подтверждённый «призрачный» плюм
Дани — первый известный пример амагматического «призрачного» плюма — термин, который авторы исследования ввели для описания мантийных плюмов, не вызывающих вулканической активности.
Обычно мантийные плюмы зарождаются на границе ядра и мантии (около 2900 км под поверхностью) и, поднимаясь, провоцируют извержения благодаря декомпрессионному плавлению. Например, Гавайские острова образовались именно из-за такого плюма.
Однако под континентальными плитами, где кора и верхняя мантия толще, плюмы часто не могут пробиться наверх. Учёные долго считали, что отсутствие вулканизма означает отсутствие плюмов. «Но отсутствие доказательств — не доказательство отсутствия», — подчёркивает Пилия.
«Мы уверены, что существует множество других «призрачных» плюмов, о которых мы пока не знаем», — говорит он. Например, Африка, расположенная над одной из крупнейших низкоскоростных мантийных аномалий, — идеальное место для их поиска.
Как плюм изменил движение Индийской плиты
Возраст плато Салма — около 40 млн лет, значит, плюм Дани как минимум столь же древний. Это время совпадает со столкновением Индийской и Евразийской плит.
Пилия и его команда реконструировали траекторию Индийской плиты и обнаружили, что 40–25 млн лет назад она слегка изменила направление.
«Мы выяснили, что именно напряжение, созданное плюмом, вызвало это смещение», — поясняет учёный.
Ранее было известно, что плюмы могут влиять на движение плит, но только теперь обнаруженный Дани позволил связать конкретный сдвиг с конкретным плюмом.
Обычно следы древних плюмов можно найти на тектонических плитах, которые двигаются над ними. Но в случае Дани все свидетельства были уничтожены субдукцией в зоне Макран.
«Эти данные потеряны навсегда», — с сожалением отмечает Пилия.
Открытие «призрачного» плюма заставляет пересмотреть представления о мантийных процессах. Возможно, подобные структуры скрываются и под другими континентами, оставаясь незамеченными из-за отсутствия вулканизма.
Следующим шагом станет поиск аналогичных аномалий в других регионах с толстой корой — например, в Центральной Азии или под Антарктидой.
«Мы только начинаем понимать, сколько таких «призраков» может скрываться под нашими ногами», — заключает Пилия.
Исследование опубликовано 6 июня в журнале Earth and Planetary Science Letters.
