Новосибирские геофизики выяснили причины образования вулканов на Кавказе

Они объяснили это явление аномальным прогревом земной коры в связи с отсутствием мантийной литосферы.

Результаты исследования, первым автором которого является аспирантка НГУ Ирина Забелина, были опубликованы в Journal of Asian Earth Sciences. Геофизики, опираясь на созданную ими томографическую модель, предложили сценарий, объясняющий тектоническое развитие кавказского региона, сообщила пресс-служба НГУ.

Сейсмическая модель кавказского региона состоит из двух частей. Крупномасштабная модель, которая охватывает глубины до 800 км, была построена на основании базы данных Международного сейсмологического центра, располагающего информацией о сотнях тысяч землетрясений по всему миру. Мелкомасштабную модель (до 80 км) геологи создали, в основном, по данным грузинских, армянских и азербайджанских сейсмических станций (российских станции было только две).

Считается, что Кавказские горы образовались в результате столкновения континентальных литосферных плит: Аравийской и Скифской, которые движутся навстречу друг другу. Структурно выделяют два горных пояса — Большой и Малый Кавказ, разделенных участком с пониженным рельефом, называемым Закавказским межгорным прогибом. В течение последних нескольких миллионов лет в кавказском регионе происходили интенсивные вулканические процессы. Всего в горах Большого и Малого Кавказа известны десятки вулканов возрастом менее миллиона лет, каждый из которых потенциально опасен, т. к. может возобновить свою активность.

— В своей работе мы доказали, что под Кавказом практически полностью отсутствует мантийная литосфера, — рассказывает заведующий лабораторией сейсмических изображений Земли ГГФ НГУ, профессор Иван Кулаков.

По его словам, прочность литосферы, в основном, определяется именно мантийным слоем. Например, крупные континентальные плиты, в которых толщина литосферы достигают 200 км, «плавают» по поверхности Земли в неизменном виде миллиарды лет. Кора без мантийной части становится податливой и легко деформируется в случае сжимающих или растягивающих движений. Земная кора на континентах состоит из двух частей: верхней, которую условно называют гранитной, и нижней (базальтовой); и ее общая толщина меняется от 25 км под низинными областями до 60-70 км под горами. Под литосферой находится астеносфера — менее вязкий слой и более горячий, выполняющий роль смазки, по которой плавают плиты.

— Поскольку слой мантийной литосферы достаточно прочный, тепло из астеносферы в обычной ситуации не перегревает земную кору. Но если мантийную литосферу каким-то образом убрать, то астеносфера окажется у подошвы коры, начнет плавить ее, что приведет к образованию вулканов. Именно это и происходит на Кавказе, — говорит ученый.

Аравийская плита движется навстречу Скифской со скоростью 2.5 см в год. Их столкновение, произошедшее около 20 млн лет назад, вызвало и продолжает вызывать на границах плит очень сложные геологические процессы.

— Низкоскоростная аномалия на глубинах 100-200 км под Большим и Малым Кавказом свидетельствует о том, что мантийная часть литосферы там почти отсутствует. В результате литосфера потеряла прочную основу, и кора начала утолщаться (так образовались горы Кавказа). При этом горячая астеносфера оказалась непосредственно под корой. В результате плавления нижней коры на поверхности произошли крупномасштабные извержения, которые в период времени от 8 до 4 млн. лет назад покрыли массивными базальтовыми потоками большие части территорий южной Грузии и Армении. На следующей стадии, начавшейся около 4 млн лет назад, под воздействием астеносферы начала плавиться и верхняя (гранитная) часть коры.

Таким образом, геологам с помощью сейсмической томографии удалось показать, что вулканизм на Кавказе вызван аномальным прогревом земной коры в связи с отсутствием мантийной литосферы.

Фото: баз- twiga269 ॐ FEMEN #JeSuisCharlie, остальные фотографии предоставлены Ириной Забелиной и Иваном Кулаковым