Земля питается своими собственными океанами

Во время землетрясений, тектонические плиты ныряют друг под друга, и огромное количество морской воды затягивается во внутреннюю часть планеты.

Земля питается своими собственными океанами

Таковы результаты нового исследования: используя естественные сейсмические зоны субдукции, подверженные землетрясениям траншеи Марианских островов, где тихоокеанская плита скользит под филиппинской плитой, исследователи смогли оценить, сколько воды было включено в скалы, погружающиеся глубоко под поверхность.

Открытие имеет важные последствия для понимания глубоководного цикла Земли — пишет исследователь морской геологии и геофизики Донна Шиллингтон из Обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета в  сопровождающем новом документе. Вода под поверхностью Земли может способствовать развитию магмы.

Цикл глубокой воды

Вода хранится в кристаллической структуре минералов. Жидкость попадает в земную кору, когда появляются совершенно новые, горячие океанские плиты, и когда одни и те же пластины изгибаются и трескаются, они размалываются под своими соседями. «Этот процесс, называемый субдукцией, является единственным способом проникновения воды глубоко в кору и мантию» — говорит руководитель исследования Чэнь Цай из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. «Но мы  не знали прежде, сколько воды унесится субдукционной плитой».

Исследователи использовали сеть сейсмических датчиков, расположенных вокруг центральной траншеи Марианских островов в западной части Тихого океана, для сбора данных. Самая глубокая часть траншеи находится примерно в 11 километрах ниже уровня моря. Датчики обнаруживают землетрясения и отголоски землетрясений в земной коре: они гудят как колокол. Цай и его команда отслеживали, как быстро проходили эти шатры: замедление скорости, по его словам, указывает на заполненные водой переломы в породах и «гидратированные» минералы, которые запирают воду в их кристаллах.

Исследователи наблюдали такое замедление вглубь коры, примерно в 30 км ниже поверхности. Используя измеренные скорости, наряду с известными температурами и давлениями,  команда подсчитала, что зоны субдукции тянут 3 миллиарда тераграмм воды в кору каждые миллионы лет (тераграмма составляет миллиард килограммов).

Морская вода тяжёлая; куб этой воды длиной 1 метр с каждой стороны весит 1024 килограммов. Но тем не менее, количество, сбитое с помощью зон субдукции, ошеломляет. По словам Цая, воды оказалось в три раза больше, чем были подсчитаны зоны субдукции.

Вода, которая спускается, должна появиться в содержании вулканических извержений. Но вниз воды идёт больше, чем выделяется вулканами, что означает, что учёные что-то упускают в своих оценках. В океанах отсутствует недостающая вода. Количество воды, втянутое вниз в кору, и количество изверженной оттуда воды должно быть примерно одинаковым. Но это не так. Есть что-то, чего учёные ещё не понимают о том, как движется вода по всему миру.

Автор: Стефани Паппас, 14 ноября 2018 года