Новое исследование, основанное на анализе сейсмических данных из региона северной Каскадии у побережья Канады, раскрывает подробности одного из самых загадочных геологических процессов — прекращения субдукции. Ученым давно было известно, что субдукция может остановиться, когда срединно-океанический хребет приближается к глубоководному желобу. Молодая плавучая литосфера хребта сопротивляется погружению, что в конечном итоге приводит к разрыву плиты и масштабной перестройке границ. Однако динамика этого процесса оставалась малоизученной из-за отсутствия современных примеров. Теперь у исследователей появилась уникальная возможность наблюдать его в реальном времени.
Центром изучения стала зона тройного сочленения хребет-желоб-разлом в северной Каскадии, где происходит активная фрагментация плиты Хуан де Фука. Команда интегрировала новые высококачественные изображения с данными о региональной сейсмичности. Анализ показал, что ключевую роль в процессе играет зона разлома Нутка — широкая зона сдвига, которая начала формироваться около 4 миллионов лет назад. Изначально деформация была распределена по обширной территории, где были реактивированы древние разломы, образовавшиеся на срединно-океанском хребте. Со временем эта зона локализовалась в зрелую трансформную границу, перпендикулярную желобу. Этот разлом действует как тектонический резец, разделяя океаническую плиту и создавая микроплиту Эксплорер, субдукция которой заметно замедлилась по сравнению с соседними участками.
Самым интригующим открытием стала визуализация самих разрывов в погружающейся плите. Сейсмические данные выявили два крупных разрыва, параллельных желобу, которые смещены относительно друг друга примерно на 20 километров вдоль трансформного разлома Нутка. Это указывает на то, что изначально это мог быть единый разрыв, который был «разрезан» и смещен трансформным движением. Разрыв под микроплитой Эксплорер выглядит более зрелым и глубоким, в то время как разрыв под соседней плитой Хуан де Фука находится на более ранней стадии развития. Это демонстрирует латеральный, кусочный характер прекращения субдукции. Исследователи предлагают четырехмерную модель, в которой трансформные границы обуславливают фрагментацию плиты и диахронное завершение субдукции. Этот процесс не является мгновенным катаклизмом, а представляет собой постепенный процесс, когда субдукция прекращается на одних участках, в то время как на соседних она продолжается.
Предложенный механизм позволяет объяснить, как крупные океанические плиты, такие как древняя плита Фараллон, распадались на множество микроплит в процессе своего исчезновения. Он также дает ключ к интерпретации геологической летописи, в частности, аномального вулканизма, связанного с так называемыми «окнами» в плитах.
Ранее ученые рассказали, как тектоника плит разбудила древнюю Землю.
