Гранит, которого не должно было быть на дне Тирренского моря, раскрыл ранее неизвестный механизм формирования океанов

Геологи обнаружили гранит в мантийных породах со дна Тирренского моря, совершив неожиданную находку, которая помогла объяснить, как именно формировался молодой океанический бассейн. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Участники экспедиции IODP-402 рассчитывали извлечь ультрамафические мантийные породы, богатые железом и магнием, а также фрагменты океанической коры. Вместо этого среди мантийных пород обнаружились светлые гранитные включения.

«Когда мы впервые подняли гранит, мы все были поражены — это породы, которые обычно ассоциируются с континентальной корой, а не с океанической или мантией», — сказала геолог из Университета штата Луизиана Эйрини Пулаки.

Датирование кристаллов циркона показало, что гранитная магма затвердела около четырех миллионов лет назад на глубине семи-девяти километров. Уже через 500 тысяч лет те же породы оказались на морском дне — подъем шел со скоростью около двух сантиметров в год. Это совпадает с полной скоростью раздвижения тектонических плит в регионе, а значит, весь процесс расхождения плит в тот период обеспечивался единственным крупным разломом.

Роль гранита оказалась принципиальной. При температурах 400–450°C он значительно мягче окружающих мантийных пород, поэтому деформировался первым, принимая на себя напряжение и действуя как смазка вдоль разломной зоны. Исследование показывает, что гранитные включения, возникшие в ходе образования бассейна, помогали концентрировать движение вдоль крупного отслоения и сохранили временной и температурный след, необходимый для реконструкции быстрого подъема глубоких мантийных пород к поверхности.

Серпентинизация — процесс, при котором морская вода, проникая в горные породы, делает их мягче, — традиционно считалась главным механизмом такого подъема. Однако изотопный анализ образцов показал, что серпентинизация в Тирренском море происходила при температуре около 200°C — то есть уже на финальной, мелководной стадии. Именно гранит, а не вода, запустил и поддержал подъем на самом глубоком этапе.

Авторы считают, что даже небольшие вкрапления гранита и других химически дифференцированных магматических пород могут существенно ускорять подъем мантии на пассивных континентальных окраинах и медленно расходящихся срединно-океанических хребтах по всему миру.