Пекинская аномалия
Пекинская аномалия — это наблюдаемая сейсмическая особенность в мантии Земли на глубине около 700–1400 км под северо-восточным Китаем, где была обнаружена высокая степень сейсмического затухания . По словам ее первооткрывателей Джесси Лоуренса (из Института океанографии Скриппса ) и Майкла Вайсессиона (из Вашингтонского университета), Пекинская аномалия является свидетельством большого количества воды, содержащейся в мантии. [1]
Характеристики
Влияние воды на затухание сейсмических волн в значительной степени неизвестно, хотя теоретические ожидания, по-видимому, указывают на то, что изменение сейсмического фактора Q·¹ с 300 до 100 можно объяснить приблизительно десятикратным увеличением содержания воды. [1] Это приводит к гипотезе о том, что только небольшое количество воды, присутствующее на глубине в мантии (порядка 0,1% по весу), приведет к значительному затуханию сейсмических волн и может потенциально объяснить аномально низкие значения Q·¹, которые распространяются на широкую область в мантии под Северо-Восточной Азией. [1]
Зона низкого Q·¹, существующая в мантии под северо-восточным Китаем, была обнаружена с помощью сейсмической томографии затухания и начинается примерно в 700 км под поверхностью и демонстрирует резкое снижение значений Q·¹, вплоть до минимума Q·¹= 95 на глубине около 1000 км. [1] Масштаб аномалии под большой частью северо-восточной Азии потребовал бы существования способствующих факторов, которые способствовали бы распределению воды внутри самой мантии. Факторы, которые могли бы способствовать дисперсии воды в такой степени, включают адвекцию мантии и горных пород и перенос воды вдоль границ зерен. [1]
Поэтому было высказано предположение, что нисходящая океаническая литосфера может переносить с собой большие объемы воды в более глубокие области мантии, непосредственно под континентальными окраинами (на глубины, достигающие намного более 1400 км). Вода, содержащаяся в этих погружающихся плитах, как полагают, остается нетронутой окружающими условиями высокой температуры и давления, поскольку она содержится в центре холодной литосферной плиты. Аномалии сейсмического затухания в Северо-Восточном Китае потенциально объясняются тем, что вода была извлечена из холодной, глубоко залегающей океанической литосферы и «затопила» вышележащий нижний мантийный клин на глубине, что привело к образованию зон высокой эластичности (и потенциально богатых флюидами), которые могли бы вызвать уровни сейсмического затухания, которые наблюдались томографически. [2]
Недавние исследования смогли лучше ограничить степень гидратации субдуцирующей океанической мантии, используя измерения затухания P-волн от локализованных землетрясений вблизи зоны Вадати-Бениоффа . Оценки показывают, что приблизительно 40-километровый слой умеренно серпентинизированной мантии был бы достаточен для объяснения наблюдаемых сейсмических затуханий P-волн, связанных с событиями, происходящими на глубинах около 5–35 км ниже зоны Вадати-Бениоффа. [2] Это означало бы, что самые верхние зоны океанической литосферы обеспечивают значительный источник воды для более глубоких областей мантии во время субдукции, с предполагаемым потоком 170–318 Тг/м² воды на метр нисходящей плиты. [3]
Смотрите также
Ссылки
- ^ abcde Лоуренс, Джесси Ф.; Вайсессион, М. Э. (2006). «Сейсмические свидетельства субдукционно-перенесенной воды в нижней мантии» (PDF) . Цикл глубинных вод Земли . Серия геофизических монографий (168): 251– 261. Bibcode :2006GMS...168..251L. doi :10.1029/168GM19.
- ^ ab Bohm, M. Haberland, C. Визуализация процессов субдукции, связанных с флюидами, под Центральной Явой (Индонезия) с использованием томографии затухания сейсмических волн. Тектонофизика. 1 апреля 2013 г. Том 590. С. 175-188.
- ^ Гарт, Т., Ритброк, А. Порядок величины увеличения субдуцированной H2O из-за гидратированных нормальных разломов в зоне Вадати-Бениоффа. Геология. 10 января 2014 г.
