Обычно во время субдукции плиты скользят вниз с постоянной скоростью в более теплую, менее плотную мантию под довольно крутым углом. Однако в процессе, называемом субдукцией плоских пластин, нижняя пластина перемещается почти горизонтально под верхней пластиной.Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, показало, что самая большая плоская плита Земли, расположенная под Перу, где океаническая плита Наска погружается под континентальную Южно-Американскую плиту, может быть относительно слабой и легко деформируется.Изучая скорость, с которой сейсмические волны распространяются в разных направлениях через один и тот же материал, явление, называемое сейсмической анизотропией, исследователи обнаружили, что внутренняя часть плиты Наска была деформирована во время субдукции.
Ведущий автор исследования доктор Кэролайн Икин, научный сотрудник в области наук об океане и Земле Саутгемптонского университета, сказала: «Процесс поглощения старого морского дна в зонах субдукции, где поглощаются огромные плиты океанического материала, стимулирует циркуляцию в океане. Внутри Земли и поддерживает жизнь планеты.
Одним из наиболее важных, но наименее известных аспектов этого процесса является прочность и поведение океанических плит, когда они опускаются ниже поверхности Земли. Наши результаты являются одними из первых прямых доказательств того, что субдуцированные плиты являются не только слабее и мягче, чем обычно предполагалось, но и то, что мы можем заглядывать внутрь плиты и непосредственно наблюдать за их поведением, когда они тонут ».Когда океанические плиты формируются в срединно-океанических хребтах, их движение от хребта заставляет оливин (самый распространенный минерал в недрах Земли) выравниваться с направлением роста плит.
Эта структура оливина затем «замораживается» в океанической плите, когда она движется по поверхности Земли. Оливиновая ткань заставляет сейсмические волны распространяться с разной скоростью в разных направлениях, в зависимости от того, идут ли они «с волокнами» или «против волокон».Ученые измерили сейсмические волны на 15 местных сейсмических станциях за два с половиной года, с 2010 по 2013 год, и еще на семи станциях, расположенных на разных континентах. Они обнаружили, что исходная структура оливина внутри плиты исчезла и была заменена новым выравниванием оливина в противоположной ориентации.
Доктор Икин сказал: «Лучший способ объяснить это наблюдение — это то, что внутренняя часть плиты должна была быть растянутой или деформированной во время субдукции. Это означает, что плиты достаточно слабы, чтобы со временем деформироваться внутри верхней мантии».Исследователи полагают, что деформации, связанной с растяжением плиты, когда она изгибается, чтобы принять форму плоской плиты, было достаточно, чтобы стереть застывшую структуру оливина и создать новое выравнивание, которое точно повторяет контуры изгибов плиты.
«Получение изображений земных пластин после того, как они снова погрузились в Землю, очень сложно», — сказала Лара Вагнер из Научного института Карнеги и главный исследователь перуанского проекта PULSE. «Очень интересно видеть результаты, которые рассказывают нам больше об их конечной судьбе и о том, как материалы внутри них медленно перерабатываются горячими недрами планеты. Исходная ткань в этих пластинах так долго остается стабильной на поверхности Земли, что это не так. глаза открываются, чтобы увидеть, насколько резко и быстро это может измениться », — добавила Лара.