Япония «открыла» Калифорнийский залив

Геологическая перестройка в районе Японии могла привести к формированию одной из самых узнаваемых черт Северной Америки.

Рождение Калифорнийского залива, который 6–8 миллионов лет назад отделился от Мексики и создал полуостров Баха-Калифорния, было ускорено формированием двойной зоны субдукции более чем в 9 600 километрах от него — у берегов Японии. Эта перестройка привела к передаче тектонической силы через Тихоокеанскую плиту, что, в свою очередь, открыло Калифорнийский залив и в конечном итоге привело к образованию Гранд-Каньона, согласно новому исследованию, опубликованному 29 октября в журнале Science.

Результаты помогут исследователям лучше понять границы плит — места, где зарождаются самые сильные землетрясения на планете.

«Это больше, чем региональный курьёз, — сказал соавтор исследования Торстен Беккер, геофизик из Техасского университета в Остине (UT Austin). — Это напоминание о глобальной связанности мантийной конвекции и тектоники плит».

Калифорнийский залив — пример рифтовой зоны, места, где континентальная кора растягивается и создаёт впадину, которую может заполнить океанская вода. В мире множество рифтовых зон; ныне активная — Красное море. Но рифтинг может замедляться, ускоряться или полностью затухать. В Калифорнийском заливе рифтинг не только продолжился, но и ускорился. Он занял около 6–13 миллионов лет — гораздо быстрее типичных 30–80 миллионов лет.

Соавтор исследования Гвидо Джанни, геофизик из Чешской академии наук, задумался о причинах. Ни одно предыдущее исследование не объясняло полностью быстрое рифтообразование, которое во многом изменило облик Северной Америки. Рифтинг не только передал Баха-Калифорнию Тихоокеанской плите, но и обеспечил выход для формирующейся реки Колорадо, которая затем вырезала Гранд-Каньон на пути к уровню моря.

Джанни и докторант Беккера в UT Austin Сян Хэ использовали глобальную модель тектоники плит, запущенную на суперкомпьютерах Техасского центра передовых вычислений, чтобы выяснить, могут ли отдалённые силы дать объяснение. Примерно в то же время, когда Калифорнийский залив раскалывался, Япония переживала собственные геологические изменения. У берегов Японии Тихоокеанская плита субдуцирует, или поддвигается, под Евразийскую. Около 10–12 миллионов лет назад единая зона субдукции у Японии разделилась на две отдельные зоны.

Эта перестройка на западном конце Тихоокеанской плиты повлияла на тектонические силы на противоположной стороне плиты, обнаружили Хэ, Джанни, Беккер и их коллеги.

«Оказалось — та-да! — [при] изменении этого растягивающего напряжения Баха-Калифорния стала одним из немногих мест за пределами японского региона, на которые это повлияло, — сказал Беккер. — Это было неожиданно и отчасти слишком хорошо, чтобы быть правдой».

Исследователи корректировали модель, чтобы проверить, сохраняется ли результат при разных допущениях о напряжениях и свойствах мантии, — и он сохранялся.

Калифорнийский залив уже раскалывался независимо от ситуации по другую сторону Тихого океана. Первоначальный рифт был вызван субдукцией тектонической плиты Фараллон, расположенной под западным побережьем Северной Америки. Слэб Фараллон растягивал и утоньшал континентальную кору Северо-Американской плиты по мере движения. Но такой рифтинг мог бы закончиться не более чем образованием небольшой долины или впадины, если бы японское влияние не добавило ему дополнительный импульс.

Результаты напрямую влияют на понимание учёными того, как формируются границы плит, сказал Беккер. И это не только академический вопрос. Выводы могут иметь значение для понимания разломов, порождающих землетрясения, таких как Сан-Андреас в Калифорнии и зона субдукции Каскадия на Тихоокеанском Северо-Западе, сказал Беккер. Каскадия — так называемая «меганадвиговая» граница, способная вызывать землетрясения магнитудой более 9.

«Если я спрашиваю, что делает мантия под Каскадией, чтобы я правильно смоделировал наш меганадвиг, — сказал Беккер, — мне нужно учитывать эти эффекты».

Беккер отмечает, что подобные дальнодействующие связи могут объяснять и другие загадки тектоники — например, почему некоторые рифтовые зоны «включаются» и «выключаются» без видимых локальных причин. По его словам, модель показывает: то, что происходит на одном краю гигантской плиты, может отзываться за тысячи километров на другом. Это меняет подход к оценке сейсмической опасности — причём не только в Калифорнии, но и в других регионах, где сталкиваются плиты. Дальнейшие исследования, по словам учёных, должны уточнить, насколько быстро передаются такие напряжения и какие ещё древние геологические события могли быть вызваны «отголосками» процессов на противоположной стороне Тихого океана.

Источники: Gianni, G. M., He, X., Becker, T. W., & Faccenna, C. (2026). Western Pacific double subduction drives Gulf of California rifting. Science, 394(6823), 515–519. https://doi.org/10.1126/science.aef5187; Live Science.