Где плита зарыта?

Самое грандиозное горное сооружение на планете — это Гималаи и плато Тибета. Современная наука считает, что здесь сталкиваются индийская и азиатская литосферные плиты. О том, как эта встреча порождает горные массивы и как изогнуты плиты внутри Земли, единого мнения нет.

Только что в печати появилась статья, в которой геофизики представляют карту глубинной границы между двумя континентальными плитами на десятках километров под Тибетом. Ученые сделали это на основании изотопных данных двухсот двадцати пяти геотермальных источников региона.

Руководитель исследований профессор Стэнфордского университета Саймон Клемперер (Simon Klemperer) утверждает, что его команде удалось разрешить вопрос о том, насколько схожи глубинные геометрии стыков континентальных и океанических плит.

Прояснить детали картины могли бы сейсмические данные региона. Но их оказалось слишком мало. Поэтому последние десять лет своих исследований Клемперер посвятил сбору данных о соотношении изотопов гелия (3He/4He). Оно больше, если термальный источник происходит из горячей мантии азиатской плиты, и меньше, если из более холодной индийской. Поднимаясь из земных глубин в течение миллионов лет в полосе шириной в тысячу километров, глубинные источники выносят гелий на поверхность.

Авторы нашли индийскую плиту только под Гималаями. Она оказалась отделена от Тибета клином горячей мантии. Эта четкая граница на стокилометровой глубине имеет ширину всего в несколько километров. Таким образом, авторы опровергли представление о том, что плита почти горизонтально расположена под плато.

Тектоника плит утверждает, что при субдукции, например, на Дальнем Востоке, более тяжелая и холодная океаническая плита подныривает под легкую и горячую континентальную. Этот регион — часть Огненного кольца вокруг Тихого океана, известного активными вулканами и регулярными землетрясениями. В работе показано, что геометрия контакта индийской и азиатской плит аналогична. Неудивительно, что эта граница выделяет различные флюиды и расплавы.

Как недавно установили геологи, области Южного Тибета богаты минеральным сырьем, рудами золота, меди, свинца, цинка и пр. Это трудно объяснить классической точкой зрения о пологом подныривании индийской плиты, однако новые результаты работы позволяют ожидать здесь породы, подобные южноамериканским Андам, которые тоже есть часть Огненного кольца. Профессор Клемперер настаивает на универсальности геологии Тибета для границ континентальных плит нашей планеты. Он уверен, что у всех земных плит область контакта имеет небольшое горизонтальное простирание, повышенную температуру и служит источником различных флюидов, поднимающихся к поверхности.

(Proceedings of the National Academy of Sciences, 119, 12, 2022)