Российские учёные выяснили, как раскололся древний суперконтинент Гондвана

9 фото
источник

180 миллионов лет назад Южная Америка, Африка, Антарктида, Индия и Австралия были частями одного гигантского материка — Гондваны.

Потом по нему пошли трещины.

Материк распался, между его обломками появились новые океаны, Индия отправилась на север к будущим Гималаям, а Антарктида в конце концов осталась у Южного полюса одна.

Российские геологи построили трёхмерную модель процессов в мантии и обнаружили связь с огромной горячей областью под Африкой. Об этом говорится в научной статье в журнале Геотектоника.

Причём следы этой гигантской горячей области, по расчётам авторов, существуют до сих пор. И еще повлияют на будущую структуру суши.

Под Африкой находится раскаленная область размером с континент


Чтобы добраться до главного героя, нужно спуститься почти на 2900 километров — к границе мантии и ядра.

Сейсмические волны показывают там две гигантские области, где они движутся необычно медленно: одна находится под Африкой, другая — под Тихим океаном.

Это реальные измеряемые структуры. А вот что именно они собой представляют и какую роль играют — уже предмет научных моделей.

Африканскую аномалию связывают с огромным восходящим потоком горячего мантийного вещества — Африканским суперплюмом.

Предполагается, что от таких глубинных горячих областей вверх могут подниматься более узкие потоки — плюмы. Добравшись до нижней стороны литосферы, они нагревают её и способствуют образованию огромных объёмов магмы.

Медленные сейсмические волны под Африкой — измеренный факт. «Суперплюм, который раскалывает материки» — модель того, что за этим фактом стоит. Это примерно как снимок и диагноз: первое мы видим, второе ещё обсуждаем.
Около 183 миллионов лет назад один из таких эпизодов развернулся под южной Гондваной.

Там вместе сходились юг Африки, Антарктида, юг Южной Америки, юго-восток Австралии и Новая Зеландия.

183 миллиона лет назад снизу пришёл жар


Тогда Южная Африка ещё соседствовала с Антарктидой.

Примерно 183–182 миллиона лет назад произошёл огромный всплеск магматизма Кару–Феррар. Лавы и внедрившаяся в земную кору магма распространились на гигантской территории современной Южной Африки и Антарктиды.

В новой модели российских исследователей горячее вещество плюма Кару–Мод накопилось под литосферой южной Гондваны, а затем начало растекаться в стороны.

Одним из результатов авторы считают образование провинции Феррар — полосы магматических пород, которая прослеживается почти на 3500 километров через Антарктиду в сторону Австралии, Тасмании и Новой Зеландии.

Но представить дело так, будто снизу пришла одна огромная горелка и просто расколола материк, было бы слишком просто.

Материк лопнул по старым шрамам

Литосфера неоднородна.

Гондвана сама когда-то собиралась из более древних блоков. На местах их столкновений оставались горные пояса и зоны, структура которых отличалась от старых прочных ядер континентов.

Это будущие слабые места.

Геодинамические модели показывают: горячий мантийный материал способен растянуть и ослабить литосферу, но направление будущего разлома во многом задаётся уже существующими структурами. В моделировании распада Пангеи древние горные пояса действительно направляли рифты и влияли на то, где раскрывался Южный Атлантический океан.

Плюм дал жар и магму, старые швы "подсказали", где рвать, а движение плит растащило куски в разные стороны. Геология почти всегда интереснее именно тогда, когда перестаёшь искать одну кнопку.

Забавно, но по этой схеме пекари много лет готовят хлеб!

И у этой истории появилось продолжение.

Горячий след ушёл на восток


Российские исследователи связывают дальнейшее развитие системы с плюмом Кергелен, проявившимся примерно 135 миллионов лет назад.

По их модели, он был связан с восточным продолжением глубинных процессов Кару–Мод.

Кергеленский магматизм затронул районы, которые после распада Гондваны становились окраинами Индии, Антарктиды и Австралии.

А его самый огромный памятник сегодня находится под водой.

Это Кергеленское плато на юге Индийского океана — гигантская вулканическая постройка площадью более миллиона квадратных километров.

Ученые полагают, что со временем здесь возникнет новый континент.

Причём когда-то часть её торчала над водой. При бурении там находили уголь, древесные остатки, пыльцу и споры наземных растений.

То есть там, где сегодня над подводным плато километры холодной океанской воды, когда-то существовала суша с растительностью.

Антарктида уехала — и начала замерзать


Распад Гондваны изменил не только карту материков.

Пока Антарктида была соединена с Австралией и Южной Америкой, океанские течения вокруг неё были устроены совсем иначе.

Затем Австралия отделилась, между Южной Америкой и Антарктидой окончательно сформировались глубоководные проходы, и вокруг материка возникло Антарктическое циркумполярное течение.

Сегодня это самое мощное океанское течение Земли.

Оно гонит воду вокруг всего материка и помогает изолировать Антарктиду от более тёплых вод низких широт.

Но одного изменения течений для появления огромного ледникового щита недостаточно. Одновременно в атмосфере долго снижалась концентрация CO₂, и примерно 34 миллиона лет назад условия наконец позволили Антарктиде быстро нарастить крупное оледенение.

Для меня здесь тот же урок, что и с распадом Гондваны. В природе редко существует один большой рубильник. Материк замёрз не «из-за течения», а раскололся не «из-за плюма». Работает комбинация процессов — и именно поэтому простые объяснения обычно требуют оговорок.

Но новая работа интересна ещё одним результатом.

Глубинный след той древней истории, возможно, никуда не исчез.