какое озеро станет океаном
Не море, но будущий океан
Почему Байкал неправильно называть морем и станет ли озеро океаном? Ответы на эти и другие вопросы читайте в эксклюзивном интервью Первого Байкальского.
27 сентября тихо прошел один из многочисленных экологических праздников, учрежденных Организацией Объединенных Наций – Всемирный День моря (World Maritime Day). Этот день отмечается с 1978 года по решению 10-й сессии Ассамблеи Межправительственной морской консультативной организации и посвящен привлечению внимания международной общественности к тому, какой невосполнимый ущерб морям и океанам наносят лов рыбы, загрязнение водоемов и глобальное потепление. Озеро Байкал многие называют «Великим морем», поэтому мы решили спросить нескольких иркутских ученых, насколько это корректно.
Загадка кроется в самом названии Байкала. Некоторые исследователи считают, что слово происходит от якутских «бай кел» – «богатое озеро». Но есть и те, кто переводит название с китайского как «Бей Хай» – «Северное море». Также среди «морских» аргументов называют наличие в озере нескольких видов чисто морских губок, рыб и собственно гордости Байкала – тюленей-нерп. Однако иркутские ученые, изучающие Байкал и поэтому владеющие точной терминологией, полны скепсиса.
Сотрудник Института земной коры СО РАН, доктор геолого-минералогических наук, профессор Кирилл Леви сообщает:
— То, что Байкал является морем, – это вульгаризм, созданный народом из-за масштабов самого озера. По географическому определению это внутриконтинентальное озеро.
Этой же точки зрения придерживается его коллега из Института Географии СО РАН, доктор географических наук, профессор кафедры географии, картографии и геосистемных технологий Виктор Плюснин:
— Байкал, конечно, большой. В нем, как все знают, выделяют даже Малое море, так что неудивительно, что и весь Байкал иногда называют «морем». Если точно следовать определениям, Каспийское море – тоже озеро. Если подходить к вопросу с формальной стороны, Байкал относится к озерам. Потому что море, как правило, имеет прямые выходы к океану, тогда как Байкал находится глубоко внутри суши. Море является прибрежной частью океана и объединяется с ним уровнем глубины, направлениями течений. А внутри суши, где нет такого прямого контакта… Конечно, можно сказать, что Байкал выходит в океан посредством рек – через Ангару и Енисей. Но это противоречит определению понятия «море». Байкал – это озеро.
Некоторые считают Байкал морем из-за его глубины, площади и объема – то есть единицами измерения, сопоставимыми с морскими параметрами. Но есть еще один критерий: моря преимущественно соленые, как и океан, а озера – пресные, так как наполняются пресноводными реками.
Точку в дискуссии поставил заместитель директора по науке иркутского Лимнологического института СО РАН Вадим Анненков. На вопрос, чем является Байкал с научной точки зрения, он вполне определенно ответил:
— С точки зрения науки? Да вы сами можете посмотреть определение в интернете. Море – это часть мирового океана. Байкал является частью какого-либо океана? Нет. С точки зрения глубин – да, они вполне морские. Но это формальный признак. Фактически он является тем, к чему мы все привыкли – озером Байкал.
Байкал – будущий океан?
Пусть не море, зато у Байкала есть все шансы в отдаленном будущем стать еще одним океаном. Кирилл Леви прокомментировал:
— Действительно, по Южной впадине Байкал пересекает Ангарский тектонический разлом. Байкальская впадина – это трещина между Сибирской и Забайкальскими платформами земной коры. Она разрастается со скоростью 3-4 миллиметра в год. В далеком прошлом это привело к тому, что образовалась байкальская котловина. По зоне сдвигов она может выйти в залив Охотского моря. В одном из изданных атласов Байкала действительно видно признаки будущего океана. И он может стать океаном, если динамика недр не изменится. Но на это уйдет несколько миллионов лет.
Виктор Плюснин поддерживает эту точку зрения:
— Да, Сибирский риф стоит на стыке Сибирской и Амурской тектонических плит. Они отходят друг от друга, берега Байкала удаляются друг от друга. Следствием этого является повышенная сейсмичность нашего региона, выход со дна озера термальных источников в Тункинской, Муйской, Баргузинской котловинах – там, где плиты расходятся. Происходит увеличение водной площади. Так что через много миллионов лет Байкал вполне может расшириться до Охотского моря, слиться с ним и выйти в Северный Ледовитый океан.
Академик Грачев: «Байкал не просто озеро – будущий океан»
«Байкал огромный. Даже если всех людей на Земле утопить в Байкале, его уровень повысится всего на три сантиметра». Эта цитата принадлежит не мизантропу, а академику М. А. Грачеву, и говорит лишь о грандиозности одного из самых уникальных творений природы, изучению и защите которого этот выдающийся ученый и организатор науки посвятил большую часть своей творческой жизни. 1 апреля 2019 г. Михаилу Александровичу, большому другу и постоянному автору нашего журнала, исполняется 80 лет. В специальный выпуск «Думай о науке!», посвященный этому событию, мы включили избранные статьи академика, его учеников и коллег, опубликованные в нашем журнале, наиболее близкие научным интересам и нравственным убеждениям юбиляра
М. А. Грачев: «Врезалась в память картинка: мне пять лет, я еду с мамой на поезде во Владивосток. Едем долго – 1944 год, война, время трудное. Народ говорит: сейчас будет Байкал, не озеро – море! Наконец, Слюдянка, торгуют омулем. Мое самое сладкое лакомство – морковка вареная. А тут – омуль, неиспытанный запах копченой рыбы. Таким был мой первый Байкал – кормилец!
Следующая встреча с Байкалом — букварь. Несколько строк об озере, самом глубоком в мире. Потом была серия “научно-популярная литература”, такие тоненькие брошюрки на серой бумаге с отличными рисунками-чертежами – как устроено радио, как делают электрическую лампочку…
Потом – шестидесятые годы – знаменитый фильм Герасимова “У озера”. Помню картинку: зима, солнце, великолепные сосульки-наплески на берегу Байкала и возле них – юная героиня. Весь СССР жалел озеро, не убеждали кадры с уникальными очистными сооружениями целлюлозного комбината.
И вдруг – 1987 год. Академик В. А. Коптюг спрашивает: не согласитесь ли поехать в Иркутск и руководить головным институтом по проблеме Байкала? Огромная честь и огромный вызов: справлюсь ли? Судьба… Сомнений не было: еду».
М. А. Грачев: «Поздней осенью 1987 г. на Байкале началась массовая гибель тюленей. На берега выбросило 6 тыс. трупов животных, из общего числа особей популяции около 100 тыс. 25 декабря 1987 г. небольшая экспедиция в составе сотрудников института (в том числе меня) и известного иркутского ветеринара и патоморфолога В. С. Колесника отправилась на Ушканьи острова, расположенные посреди Байкала на границе его средней и северной котловины.
Работники метеостанции показали нам мертвых тюленей, описали симптомы болезни и сообщили, что у них погибли с аналогичными симптомами все собаки. В. С. Колесник тут же предположил, что байкальская нерпа заболела собачьей чумкой. Чумка, или чума плотоядных, вызывается морбилливирусом, родственником вируса кори. Анализ литературы показал, что случаев заболеваний тюленей чумкой ранее не отмечалось. Тем не менее мы решили проверить гипотезу методами молекулярной биологии. Это сделал новосибирский десант, и гипотеза уже в феврале 1988 г. полностью подтвердилась. Итогом работы стал доклад правительству и две публикации в журнале Nature».
В 1990 г. был создан Байкальский международный центр экологических исследований, в рамках которого было проведено около 250 экспедиций с участием около 1.5 тыс. ученых из 36 стран, а также ненаучные, например, команды Жака Кусто. За время деятельности центра число научных публикаций с ключевым словом «Байкал» увеличилось в мире более чем в сто раз!
Ж. Клеркс (Королевский музей Центральной Африки, Бельгия): «Хотя в структуре БМЦЭИ был Совет, который рассматривал программы и определял действия, был все же один человек, который координировал, направлял всю деятельность центра, предлагал идеи и способствовал их осуществлению, объединял людей – это Михаил Грачев…
В начале 1990-х гг. финансирование науки в России было недостаточным, но Грачев находил необходимые деньги для проведения экспедиций на озере. Как он делал это, для меня до сих пор остается загадкой, но он делал это. Я не всегда соглашался с его подходами и часто говорил ему, что невозможно выполнить то, что он предлагает. Но вскоре я понял, что в его словаре не существует слова “невозможно”».
Озеро Байкал является единственным пресноводным водоемом, в донных отложениях которого обнаружены скопления газовых гидратов.
Ж. Клеркс (Королевский музей Центральной Африки, Бельгия): «Байкал как природная лаборатория – эта идея фикс Михаила Грачева существовала много лет. Одно из последних мероприятий, которое мы организовали вместе, было исследование гидратов метана в осадках в Среднем Байкале. Сейсмические исследования высокого разрешения подтвердили наличие гидратов под дном озера. Мы запланировали зимнюю экспедицию на льду озера с ограниченным финансированием и довольно примитивным оборудованием… Экспедиционный отряд работал усердно в течение нескольких дней, но безрезультатно, однако никто даже и не думал прекращать работу, так как именно сам начальник поддерживал это мероприятие. В конце концов, нам повезло. Сейчас Байкал стал настоящей природной лабораторией для проведения исследований по распространению газовых гидратов».
Марк де Батист (Центр морской геологии Ренарда, Гентский университет, Бельгия): «2008-й… Известные на весь мир глубоководные обитаемые аппараты “МИР” находятся на Байкале. Эта экспедиция на “МИРе”, организованная на высоком уровне, и сами наблюдения за различными районами залегания гидратов на дне озера состоялись после 10 лет напряженных исследований гидратов на Байкале. И вот теперь Байкал всемирно известен как наиболее интересный и наиболее полно исследованный район газовых гидратов и газовых выходов».
Академик М. А. Грачев инициировал разработку концепции Федерального закона «Об охране озера Байкал»: во время работы над ним в 1990–1999 гг. было подготовлено более 40 (!) редакций законопроекта. В 1996 г. благодаря В. А. Коптюгу и М. А. Грачеву Байкал был включен в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО.
М. А. Грачев: «Чем же неустанно манит Байкал ученых разных стран мира? Наше озеро – огромный природный “синхротрон”, модель еще более сложных природных систем – Мирового океана, биосферы, место, где на наших глазах протекают геологические процессы и образуются новые виды. Эндемиков в Байкале больше, чем во всей остальной Сибири.
Возьмем байкальского тюленя – нерпу. По данным нашего института, она попала в Байкал 800 тысяч лет назад. За это время бесчисленные популяции предков человека расселились по всему земному шару. Каждая развивалась своим путем, возникло разнообразие средств защиты от инфекций, и считается аксиомой, что именно благодаря этому человечество смогло выжить. Нерп в Байкале всего 100 тысяч, и они поневоле вступают только в родственные браки. Разнообразия нет. Как же они выжили?
Восемь километров байкальских осадков – непрерывная летопись палеоклиматов величайшего континента. Надо только подобрать к ней правильный ключ, и, может быть, мы наконец узнаем, что с нами будет в ближайшем будущем – вымерзнем или зажаримся?
В океанах огромное количество метана захоронено в виде этого твердого вещества, которое устойчиво только при низкой температуре и на большой глубине, при высоком давлении. Недоступное пока топливо будущего. Почему непривычные к холоду индийские ученые приехали к нам в разгар зимы? Оказывается, в теплом и глубоком Индийском океане гидраты почти невозможно поднять со дна – они успевают растаять. А наши ребята могут добыть их всегда, и зимой, и летом, но работать со льда удобнее…
….Мне повезло. Я попал на Байкал в 1987 г., когда падение железного занавеса широко открыло Байкал для мировой науки. При этом попутном ветре нам удалось уцелеть в шторме перестройке, сохранить свое лицо и даже стать сильнее».
Подробнее об исследованиях Лимнологического института СО РАН (Иркутск) и академике М. А. Грачеве – в нашем специальном выпуске «Думай о науке!»
Байкал превращается в Неоазиатский океан: какие тайны скрывает землетрясение на озере?
Несколько дней назад неподалеку от озера Байкал произошло землетрясение. Подземные толчки были очень мощные, самый сильный из них магнитудой шесть баллов. Людей очень удивил тот факт, что во время землетрясения никто не пострадал, также не было разрушенных зданий. Проблема пришла оттуда, откуда ее точно не ждали — в озере Байкал стало слишком много воды, ее уровень уже превысил критическую норму.
Ученые пытаются раскрыть тайну землетрясения на Байкале
Российские информационные агентства сообщают, что в ночь на двадцать второе сентября неподалеку от Байкала произошло сильное землетрясение. Самые мощные подземные толчки были магнитудой шесть баллов. Жители Республики Бурятии ожидали толчки во многих населенных пунктах, многие люди были в панике, поскольку такого в субъекте не видели уже лет десять. Специалисты говорят, что несколько землетрясения кряду в России бывают раз в пятьдесят лет, похоже, 2020 год окончательно решил свести с ума жителей РФ.
Сейсмическая активность на Байкале не является редкостью. В центральной части озера в период с 2001 по 2012 годы зарегистрировали более девятнадцати тысяч землетрясений, в основном слабых. Представители МЧС относят данный субъект к регионам первой степени опасности. Крайне редко подземные толчки достигают магнитуды девяти баллов.
Ученые принялись изучать случай землетрясения на озере. Оказывается, за сто лет до этого, в результате мощных подземных толчков появился залив Провал, который находится на восточном берегу Байкала. Ученые говорят, что толчки большой интенсивности в данном субъекте не стоит ждать чаще, чем раз в три сотни лет. Тем временем группа экспертов из Лимнологического института продвигает теорию о том, что Байкал через несколько миллионов лет может стать океаном. Стоит отметить, что после подземных толчков местные эксперты начали изучать уровень воды в Байкале, как оказалось — не зря. Уровень воды начал повышаться более чем на один сантиметр в день, это очень много.
Тайна землетрясения на Байкале — это то, что сейчас волнует многих ученых и сейсмологов. Эксперты начали гадать, как же так вышло, что именно сейчас произошла серия подземных толчков. В скором времени они смогут дать ответ на этот вопрос, но сейчас основная задача — это контролировать уровень воды.
Сейчас уровень воды в озере близится к отметке в 458 метров. Для сравнения, перед землетрясением он был ниже 457. Это совершенно ненормально, если так будет продолжаться и дальше, последствия могут быть необратимыми. Власти уже объявили в субъекте режим повышенной готовности.
Правда ли, что Байкал превращается в океан?
Опытные сейсмологи и спецслужбы не зафиксировали никаких разрушений и смертей после землетрясение. Как оказалось, проблема кроется в Байкале. Уровень воды озера начал увеличиваться. Сообщается, что озеро спустя много лет может стать океаном, на это указывают его строение, тип осадков, скопления газовых гидратов и специфический подводный мир. Дно озера опустилось на один километр миллион лет назад, современной глубины в 1600 метров Байкал достиг 150 тысяч лет назад. Рифт раздвигается за двенадцать месяцев на четыре миллиметра. Спустя 200 миллионов лет, если этот процесс не замедлится или не остановится, то Байкал станет настоящим океаном.
Ученые уже придумали название для океана — Неоазиатский. Землетрясение на Байкале произошло в ночь на двадцать второе сентября. В Сети также можно найти видеозаписи этого происшествия.
Какое озеро в будущем станет океаном. (см)?
Какое озеро в будущем станет океаном?
Предполагается, что озеро Байкал в далёком будущем превратится в океан и это правильный ответ на данный вопрос.
На месте Байкала, который уже сейчас является озером, кстати самым глубоким в мире, через 10 миллионов лет будет океан. В трещине земной коры, в которой озеро находится, в будущем, как считают после многочисленных исследований учёные, образуется океанский залив, который встретится с Охотским морем.
Но это так нескоро и правы ли учёные, покажет время то далёкое, далёкое время. Мы же можем только верить или не верить их гипотезам.
Если смотреть чуть глубже, то Каспийской море это тоже озеро, которое по мнению ряда ученых все таки стало морем.
Чтобы понять будет ли байкал морем или океаном для начала стоит разобраться в значении его названия.
Считается, что у Байкала вполне есть шансы стать морем, потому как в нем обитают морские нерпы, ряд губок, которые водятся только в морских водах, ну и некоторые не совсем обычные для озера рыбы.
По зоне сдвигов и расширения озера, считается что у Байкала вполне есть шансы выйти к бассейну охотского моря и стать океаном.
Поэтому правильное название на мой взгляд «Байкал».
В Черное море впадает около трехсот различных рек.
Самые крупные из них:
И совсем небольшие:
Агой, Аше, Бзугу, Бзып, Джубга, Шапсухо, Туапсе, Псезуапсе, Вулан, Гумиста, Кяласур, Репруа, Сочи, Хоби, Ворон, Нечепсухо, Небуг, Хоста, Хастабаш, Загмата, Учан-Су, Дерекойка, Путамиш, Авунда, Узень, Ла-Илья, Улу-Узень, Демерджи, Семидворье, Алака, Куру-Узень, Восточный Улу-Узень, Андус, Ускут, Узень, Ай-Сере, Кутлак, Таракташ, Черная.
В Белое море Северного Ледовитого океана впадает более сотни различных рек и речушек.
Самые крупные из них:
Более мелкие и совсем небольшие:
Волосова, Пурнема, Выг, Зимняя Золотица, Золотица, Оленица, Кадь, Поной, Чапома, Стрельна, Канда, Койда, Индера, Колежма, Кудьма, Тапшеньга, Това, Руйга, Кулой, Нименьга, Ширшема, Кушерека, Шуя, Кянда, Летняя, Унежма, Малошуйка, Мегра, Каменка, Мудьюга, Чижа, Мягрека, Несь, Рочева, Солза, Сюзьма, Тамица, Выпча, Колвица, Кузрека, Лувеньга, Кузема, Нива, Пила, Плотичья, Порья, Рязанка, Сальница, Шогуй, КачковкаШушпаниха, Воньга, Калга, Кереть, Виловатая, Ковда, Югина, Глубокая, Кашкаракка, Лумбовка, Варзуга, Лупче-Савино, Поньгома, Пуэта, Сиг, Сума, Большая Кумжевая, Западная, Малая Кумжевая, Пулонга, Чаваньга.
Помимо рек впадающих Белое море, в него выходит Беломоро-Балтийский судоходный канал.
Красное море оказалось молодым океаном
Рис. 1. Красное море. Вид из космоса. Изображение с сайта ru.wikipedia.org
Традиционно считается, что Красное море, по геологическим меркам, очень молодое образование. Существующие тектонические модели предполагают, что со временем по мере расхождения Африканской и Аравийской литосферных плит на месте Красного моря появится новый океан со своей специфической океанической корой, которая по составу и физическим параметрам отличается от континентальной. Но недавние гравиметрические и сейсмические исследования показали, что океаническая кора уже присутствует под всем Красным морем, а не только в его южной части, как считали раньше. На основе геофизических данных ученые построили новую модель тектоники Красного моря, воссоздали этапы его перехода от континентальной рифтовой структуры к типичному океаническому желобу, а также вычислили время начала спрединга в его осевой части.
С геологической точки зрения, Красное море — это рифтовая зона на границе Африканской и Аравийской литосферных плит. Она является продолжением системы Аравийско-Индийского подводного срединно-океанического хребта на северо-западе Индийского океана и континентальной системы Восточно-Африканских рифтов. Последняя интересна тем, что в ее пределах можно в реальном времени наблюдать, как при активном вулканизме происходит раздвижение и утончение континентальной коры, а в некоторых местах (Афарская котловина) уже идет формирование новой океанической коры (рис. 2).
Рис. 2. Система рифтов Восточной Африки. Границы литосферных плит, совпадающие в западной части Индийского океана с срединно-океаническими хребтами, показаны сплошной линией, границы континентальной Восточно-Африканской рифтовой зоны — пунктиром, красные треугольники — действующие вулканы, Афарская котловина показана оранжевым. Рисунок с сайта en.wikipedia.org
Геологи считают, что вся система Восточно-Африканских рифтов, включая рифт Красного моря, начала формироваться 25–30 млн лет назад, когда над поднимающимся из мантии Афарским плюмом в Аравийско-Нубийском континентальном щите образовался разлом и по нему Аравийская плита начала отделяться от Африканской.
На протяжении миллионов лет провал на месте будущего Красного моря все расширялся, заполнялся водой, но с точки зрения геологии, это все еще было континентальное море. Чтобы море стало океаном, на его дне должна появиться океаническая кора, которая образуется в зонах спрединга — центральных частях срединно-океанических хребтов, где через разломы в земной коре на поверхность поступает базальтовый расплав — главный компонент океанической коры.
По прогнозам ученых, через 3–4 миллиона лет по всему разлому Восточно-Африканского рифта — от Мертвого моря до Мозамбика — восточная Африка отделится от основной части африканского континента, и, образовав новый материк, двинется к Аравийскому полуострову. При этом протяженность Красного моря увеличится в 3 раза, а в месте столкновения нового материка с Аравийским полуостровом, скорее всего, возникнут горы.
Но это — в будущем. А в настоящее время Красное море представляет собой уникальное геологическое образование, которое в северной части, по крайней мере внешне, выглядит еще как континентальный рифт, а в южной — уже как типичный молодой океан, с океанической корой и своим срединно-океаническим хребтом.
Недавно две группы ученых-геофизиков из Саудовской Аравии, России, Швейцарии, Германии и Исландии опубликовали статьи в журналах Nature Communications и Scientific Reports, в которых они детально рассмотрели этапы перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу и сопровождающие каждый из этапов глубинные процессы, выяснили детали строения формирующегося срединно-океанического хребта и впервые определили время начала спрединга — старта образования океанической коры в центральной части Красного моря.
Основным препятствием для изучения тектонической структуры дна Красного моря и подстилающей коры является большая мощность наносов, в том числе солевых отложений, которые сильно искажают геофизические сигналы и приводят к неоднозначной интерпретации результатов гравитационных и магнитных наблюдений.
Саудовские исследователи из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) вместе с коллегами из Германии и Исландии объединили детальные карты морского дна с гравитационными и сейсмическими данными и впервые точно определили под слоем осадочных отложений места выхода океанической коры на дне Красного моря.
Океаническая кора более плотная, чем континентальная, и эти различия находят отражение в локальном гравитационном поле. Авторы объединили данные о распределении вертикального градиента силы тяжести (VGG — vertical gravity gradient), полученные с помощью спутников, отслеживающих гравитационное поле Земли, с картами морского дна высокого разрешения, химическим составом горных пород и данными о землетрясениях, и увидели много интересного.
Во-первых, авторы обнаружили спрединговые разломы на всем протяжении Красного моря, а не только в его южной части. Геофизические данные указывают на то, что и океаническая кора присутствует под всем бассейном, но в северной части, отделенной от центральной и южной частей Забаргадской зоной разлома (см. Zabargad Island), она перекрыта более мощной толщей осадков.
Рис. 3. Карта вертикального градиента силы тяжести (VGG) дна Красного моря. Разными линиями обозначены: черными пунктирными — границы континентальных плит, черными сплошными — крупные разломы, белыми сплошными — оси спрединга, белыми пунктирными — границы сегментов. Цветовая шкала — VGG, в Этвешах. Слева внизу — диаграмма ориентации спрединговых зон (белый) и границ сегментов (оранжевый). RS-DS-TF — трансформный разлом «Красное море — Мертвое море»; NRSR — северный рифт Красного моря; ZFZ — Забаргадская зона разлома; CRSR — центральный рифт Красного моря. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Communications
Во-вторых, в данных VGG отчетливо видны следы сегментации — разделения рифтовой зоны на сектора поперечными разломами, вдоль которых располагаются подводные вулканы. Возможно, считают исследователи, со временем границы секторов преобразуются в классические трансформные разломы, характерные для всех срединно-океанических хребтов, но пока по ним не отмечается никаких боковых подвижек. Исключение составляют только более крупные и хорошо оформленные Забаргадская зона и разлом «Красное море — Мертвое море», которые авторы относят к категории трансформных (рис. 3).
Интересно, что именно в этих трансформных зонах значение VGG минимально, а сейсмическая активность максимальная. Во всех случаях границы сегментов прослеживаются только в осевой части бассейна и не переходят на континентальный склон.
Детальное картирование элементов тектонической структуры дна впервые позволило ученым по геофизическим данным провести внешнюю границу Африканской и Аравийской континентальных плит и на основе этого оценить ширину полосы океанической коры, а также время начала ее формирования.
Исходя из того, что ширина отдельных сегментов варьируется от 103 до 174 км, а зафиксированная на сегодня по данным GPS скорость спрединга составляет от 8,1 до 12,9 мм/год, авторы делают вывод о том, что океаническая кора начала формироваться 12,7–13,5 млн лет назад, причем практически одновременно по всей длине Красного моря.
То, что под северной частью бассейна, как и под южной, находится океаническая кора, подтверждают и единичные пробы базальтов, отобранные во время глубоководного бурения. По своим петрологическим характеристикам это — типичные толеитовые (перенасыщенные кремнеземом) базальты срединно-океанических хребтов, образовавшиеся в результате плавления астеносферы. Они существенным образом отличаются от щелочных базальтов, обычно встречающихся в континентальных рифтах (подробнее о типах базальтов см. новость В крупных магматических провинциях могло быть два источника магмы, «Элементы», 18.04.2018).
Полученные данные позволили авторам построить новую тектоническую модель Красного моря, согласно которой уже весь бассейн, а не только южная часть выглядит как молодой океан (рис. 4).
Рис. 4. Новая тектоническая модель рифта Красного моря. Желтым показана континентальная кора, голубым — океаническая кора, перекрытая осадочными отложениями, синим — океаническая кора, выходящая на поверхность, оранжевые точки — осевые поднятия. Линии: желтые — границы сегментов; коричневая — ось рифтовой зоны, по данным прямых наблюдений; бежевая — ось рифтовой зоны, по данным VGG; черные — основные разломы. Римские цифры — номера сегментов. Врезка b — время начала спрединга (в млн лет) по сегментам: желтые квадраты — по результатам VGG; синяя линия — динамика разрастания Красноморского рифта на основе данных глобальной геодинамической модели MORVEL (D. F. Argus et al., 2011. Geologically current motion of 56 plates relative to the no‐net‐rotation reference frame). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Communications
Со своей стороны, исследователи из Центра наук и технологий короля Аблулазиза (KACST) проанализировали данные каталога событий объединенных сетей сейсмических наблюдений Египта и Саудовской Аравии, содержащие времена прихода волн от 15 899 региональных и местных землетрясений, и на основе этого анализа построили трехмерную томографическую модель строения земной коры и верхней части мантии под северной частью Красного моря и прилегающими территориями (рис. 5).
Рис. 5. Томографическая модель литосферы северной части Красного моря. Цветовая шкала — аномалии прохождения продольных сейсмических волн (P-волн), в процентах: а — на глубине 20 км; b — на глубине 90 км; с–е — разрезы. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports.
Впервые на малых глубинах (до 20 км) авторы обнаружили в центре крупной аномалии повышенных скоростей осевую низкоскоростную аномалию, ширина которой увеличивается к югу. Ниже 50 км уже под всем бассейном — одна сплошная низкоскоростная аномалия.
Обычно с областями высоких скоростей Р-волн ассоциируются твердые, плотные массивы, состоящие из застывших магматических или глубоко метаморфизованных пород, тогда как низкие скорости обычно интерпретируются как активные магматические системы с высокой температурой, содержащие расплавленный материал.
Интересно, что в областях, где низкоскоростная аномалия наблюдается под осевым прогибом, сейсмичность относительно слабая, тогда как максимальная сейсмическая активность наблюдается под самой северной частью Красного моря. Это хорошо увязывается с данными по скоростям прохождения волн, ведь в плотных, консолидированных породах хрупкая деформация коры создает значительно большую сейсмичность, чем в пластичных системах с расплавом.
Историю эволюции тектонической системы Красного моря авторы условно разбили на три этапа. На первом этапе (континентальный рифтинг) над краем поднимающегося мантийного плюма началось растяжение континентальной коры с образованием характерных грабенообразных сбросов (рис. 6).
Рис. 6. Три этапа перехода от континентального рифтинга к океаническому спредингу: А — континентальный рифтинг; В — дайкообразование; С — начало спрединга. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports
На втором этапе (дайкообразование), который начался примерно 25 млн лет назад, дальнейшее растяжение коры привело к заложению множества вертикальных разломов и подъему по ним расплавленного астеносферного материала, застывающего в виде даек. Переходная (между континентальной и океанической) литосфера, насыщенная дайками, выглядит в сейсмической модели как высокоскоростная аномалия.
В более толстых краевых частях расходящихся литосферных плит магма не находила прямых путей для поступления на поверхность и формировала промежуточные очаги на границе литосферной мантии и коры, а также внутри коры — многоуровневые резервуары магмы, которые были источником периодических площадных извержений с образованием массивных базальтовых полей. Граница между промежуточной корой и континентальными плитами в геофизических полях соответствует резкому переходу от низкой скорости волн под сушей к высокой скорости под морем.
Третий этап растяжения литосферы (начало спрединга) предполагает образование в осевой части бассейна линейного провала в виде желоба, фиксируемого низкой скоростью прохождения волн. Низкоскоростная зона вдоль осевого желоба представляет собой горячую, частично расплавленную астеносферу, которая поднимается непосредственно под центром спрединга.
Такие же поднятия горячей астеносферы геофизики фиксируют под срединно-океаническими хребтами в осевых частях всех океанов планеты.
Источники:
1) Nico Augustin, Froukje M. van der Zwan, Colin W. Devey, Bryndís Brandsdóttir. 13 million years of seafloor spreading throughout the Red Sea Basin // Nature Communications. 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-22586-2.
2) Sami El Khrepy, Ivan Koulakov, Taras Gerya, Nassir Al-Arifi, Mamdouh S. Alajmi, Ayman N. Qadrouh. Transition from continental rifting to oceanic spreading in the northern Red Sea area // Scientific Reports. 2021. DOI: 10.1038/s41598-021-84952-w.