Но когда и как именно началась субдукция Тихоокеанской плиты? Это неоднозначная тема среди ученых. Международная группа во главе с Центром океанологических исследований Гельмгольца GEOMAR в Киле, Японским агентством морских наук о Земле и технологиях (JAMSTEC) и Австралийским национальным университетом исследовала этот ранний этап субдукции вдоль желоба Идзу-Бонин-Мариана, результаты которого были опубликованы в мартовский выпуск научного журнала Earth and Planetary Science Letters.Исследование основано на буровом керне, полученном в рамках Международной программы изучения океана (IODP) в 2014 году на американском исследовательском буровом судне JOIDES RESOLUTION примерно в 600 километрах к западу от нынешнего желоба Идзу-Бонин. «Впервые нам удалось получить образцы горных пород, которые происходят на первых стадиях субдукции», — говорит доктор Филипп Брандл из GEOMAR, первый автор исследования. «Известно, что активная зона субдукции перемещалась на восток на протяжении всей своей истории и оставила важные геологические следы на морском дне во время миграции.
Теперь мы пробурили там, где этот процесс начался».Команда JOIDES RESOLUTION смогла пробурить морское дно глубиной более 1600 метров, начиная с глубины около 4700 метров ниже уровня моря. «Это уже предел технической возможности», — подчеркивает д-р Брандл. На основе анализа этого керна исследователи смогли проследить историю зоны субдукции слой за слоем вплоть до пород возрастом примерно 50 миллионов лет на дне керна, которые типичны для зарождения зоны субдукции. . «Такого полного обзора еще не было», — говорит д-р Брандл.Брандл и его коллеги теперь могли получать и анализировать микроскопические включения охлажденной магмы в горных породах.
Полученные данные позволяют ученым лучше понять историю вулканической активности Тихоокеанского огненного кольца 30-40 миллионов лет назад. Исследователи обнаружили доказательства того, что вулканизм только начал набирать обороты. Вулканическая активность усилилась с откатом зоны субдукции на восток, и образовались огромные взрывные стратовулканы, подобные тем, которые существуют в настоящее время, например, вдоль западного края Тихоокеанского огненного кольца.Однако необходимо дальнейшее бурение, чтобы проверить достоверность этих наблюдений. «Чем больше буровых кернов мы сможем извлечь из таких старых пластов, тем лучше мы научимся понимать нашу собственную планету», — говорит доктор Брандл.
Вопрос о том, как развиваются зоны субдукции, интересен не только для понимания истории Земли. Зоны субдукции являются движущими силами химического обмена между земной поверхностью и земными недрами. «Таким образом, динамика зоны субдукции также может влиять на скорость глобальных элементарных циклов», — резюмирует д-р Брандл.