Как устроена наша Земля?

  Все выпуски  

Как устроена наша Земля? Плюмы Афар (Afar) и Озеро Виктория (Lake Victoria).


Поперечное сечение модели PRI-S05 через Африку и озеро Виктория
Рисунок 1. Поперечное сечение модели PRI-S05 через Африку и озеро Виктория Активная современная тектоника Восточно-Африканской рифтовой зоны и Эфиопского нагорья, расположенных в восточной части Африки хорошо изучена. В начале 2000-х годов были поставлены региональные исследования PASSCAL(Program for Array Seismic Studies of the Continental Lithosphere) с целью более углубленного понимания тектонической эволюции этого региона и происхождения горячей точки Афар [Benoit et al., 2003, 2006; Weeraratne et al., 2003; Bastow et al., 2005].
Томография на Р-волнах [Benoit et al., 2006] обнаружила низкоскоростную аномалию продольных волн шириной 100-400 км, расположенную под Афарской депрессией. Аномальная область погружается в юго-западном направлении, под западную часть Эфиопского плато и достигает глубины 500 км (предельная глубина исследований в этом эксперименте).
Было высказано предположение, что эта аномальная зона является продолжением Африканского суперплюма, выявленного рядом глобальных томографических исследований [Grand et al., 1997; Ritsema et al., 1999; Ritsema and van Heijst, 2000; Grand, 2002; Zhao, 2004].
Трехмерный вид мантийных плюмов под Африканским Рогом
Рисунок 2. Трехмерный вид мантийных плюмов под Африканским Рогом: AF (Afar/Афар) и LV (Lake Victoria / Озеро Виктория) по данным томографии на P-волнах (слева) и S-волнах (справа). Площадь горизонтальных сечений 40 на 40. Положение сечений выбрано так, чтобы в их центральной части располагались изучаемые плюмы. Пропорции вертикальной шкалы были преувеличена таким образом, чтобы избежать наложения изображений в сечениях.
На моделях PRI-P05, и PRI-S05 (рис. 2) можно выделить две интенсивные низкоскоростные аномалий под Африканским Рогом. Одна из аномалий расположена под Афарским тройным сочленением (42Е, 12N), вторая находится под Танзанийским кратоном (32Е, 3S). На модели PRI-P05 эти две аномалии являются изолированными друг от друга, а на модели PRI-S05 это разделение более четкое.Наличие низкоскоростной области в верхней мантии под Африканским Рогом согласуется с низкоскоростной аномалией, выявленной в результате исследований верхней мантии этого региона поверхностными волнами [Debayle et al. 2001]. Сечения скоростной модели S-волн, представленные на горизонтальных плоскостях.
Рисунок 3.Сечения скоростной модели S-волн PRI-S05 под Африканским Рогом: AF (Afar/Афар) и LV (Lake Victoria / Озеро Виктория),представленные на горизонтальных плоскостях.
С глубины 650 км и ниже амплитуды аномалий значительно уменьшаются. Аномалия под Танзании кратоном простирается на запад и соединяется с  Африканским суперплюмом, находящимся под Южной Африкой в подошве мантии.
Реконструкция синтетического плюма
Рисунок 4. Реконструкция синтетического плюма, располагающегося в верхней мантии (с) и синтетического плюма, простирающегося до глубины 2800 км (d).Реконструированный синтетический плюм, выявленный в нижнем правом углу практически всех сечений на рисунке является плюмом Сейшельских островов.

Тесты на разрешенность свидетельствуют о том, что нижнемантийная часть изображения Афарского плюма не является следствием "утечки" в низы мантии (рис. 4с). Афарский плюм реально может достич своими корнями подошвы мантии, а погружение Афарской аномальной зоны в юго-западном направлении, в сторону Африканского суперплюма, видимого на рисунке 1, может указывать на связь между Афарским плюмом и Африканским суперплюмом.Сочленение Афарского плюма и низкоскороснойаномалии под озером Виктория с Африканским суперплюмом можно увидеть и на разрезе мантии Земли подуге большого круга, пересекающего Афар и Озеро Виктория [Ritsema et al.1999] (Рис 1).
Источники.
Montelli, R., G. Nolet, F. A. Dahlen, and G. Masters (2006), A catalogue of deep mantle plumes: New results from finite-frequency tomography, Geochem. Geophys. Geosyst., 7, Q11007, doi:10.1029/2006GC001248.

В избранное