Какво предизвиква дрейфа на континентите?

Наблюдения говорят, че потокът мантия дърпа океанската плоча, а не обратното.

Когато още нямало теория на тектониката на плочите, вървял спор за това движат ли се континентите на Земята.

Най-подробното и най-известно обосноваване на движението на континентите е дадено от Алфред Вегенер в началото на ХХ век. Възразили му, че не е могъл да предложи механизъм, стимулиращ този „дрейф на континентите“.

Пропускът бил запълнен от Артър Холмс през 1928 година – конвекцията на породи в мантията дърпа след себе си литосферните плочи. Когато тектониката била приета като основна геоложка теория, това обяснение получило всеобщо признание.

Но алтернативните хипотези продължили да се появяват. Една от тях гласи, че потъването на океанските плочи в зоните на субдукция (поради разлика в плътността) произвежда сила, която разтяга част от плочата, все още намираща се на повърхността. Когато плочите се преместят, те дърпат след себе си съседната мантия.

Днес, благодарение на много точни наблюдения, изследователите имат доказателства, че поне на едно място именно мантията стимулира движението на плочите, а не е движена от тях. Ако същото бъде потвърдено на други места, ни очаква решаване на един от най-старите въпроси в геоложката теория.

Всъщност спорът е за ролята на тези фактори. Може да се съсредоточим върху едната част на въпроса, а именно върху това, как се повдига горещата порода в мантията, което води до вулканична активност в срединноокеанските хребети. Причината е в самата мантия или в движението на океанските плочи, поради което възниква разкъсване в земната кора, запълваща се с горещи породи от мантията?

Отговор досега няма, отчасти поради това, че изучаването на мантията не е лесна задача. Затова пък имаме постоянно усъвършенстващи се технологии за сеизмично изследване на нейния строеж. И с тяхна помощ екип японски учени начело с Суити Кодайра успели да съставят доста подробна карта на древен участък от кората край бреговете на Япония.

Геолозите провели измерване по две линии – успоредно на срединноокеанския хребет (сега той лежи под Япония), където се е формирала кората, и перпендикулярно към него. Установено е местоположението на показателните слоеве в породите, които са отразили част от сеизмичната енергия. Освен това е отчетена скоростта на преминаване на сеизмичните вълни през различните области – този показател свидетелства за състава, структурата и температурата на породите.

Получените изображения демонстрирали редица равномерно сменящи се една друга повърхности, наклонени спрямо древния хребет, както книги на полупразен рафт. Те започват на границата на мантията и потъват в океанската плоча. Горната част от мантията притежава голяма „сеизмична анизотропия“, тоест сеизмичните вълни преминават по-бързо в една посока, отколкото в друга.

Анизотропията е резултат вероятно от изравняването на минералните кристали, съставящи породата на мантията. Защо са изравнени те? Представете си, че сте добавили в тестото карамелени трохи. Ако сте месили тестото в една посока, то разположението на карамела ще отрази този факт. Следователно мантията също е разтягана в една посока.

От казаното следва, че мантията и кората са се движили в една посока (от срединноокеанския хребет), но с различна скорост. Кой е бил по-бърз и кого е дърпал след себе си?

Тук на изследователите помогнали наклонените повърхности. Забелязвали ги и преди, но ги обяснявали различно – разломи, слоеве базалт, резултат от разлики в скоростта на мантията и кората. Новите детайли говорят в полза на последния от вариантите – повърхността напомня на добре известния тип деформация, предизвикван от напрежение при изместването.

В дадения случай мантията се измествала по-бързо от океанската плоча. С други думи, мантията повлякла след себе си плочата, а не обратното. Мантията именно е привеждала в движение процесите в срединноокеанския хребет, а не е отговаряла пасивно на движението на плочата.

Разбира се, подобно изследване следва да се повтори и на други места, за да се докаже неговата състоятелност. Засега нищо не доказано и не е опровергано, просто е получена нова информация, с която предстои работа.

Резултатите от изследването са публикувани в сп. Nature Geoscience.