 | Изостатические аномалии Азиатско-Тихоокеанской активной окраины |
Направления изменений изучаемых геолого-геофизических параметров в глубоководных впадинах Охотского моря: 1 - мощность коры (уменьшение), 2 - аномалии глубины СПМ (увеличение), 3 - изостатические гравитационные аномалии (уменьшение). |
C В.Н. Сеначин (Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск,geodyn@imgg.ru). Изостатические аномалии Азиатско-Тихоокеанской активной окраины как индикатор конвективного
погружения вещества в нижнюю мантию. Геология морей и океанов: Материалы XVII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. IV. 2007, cc.173-174 http://window.edu.ru/resource/501/70501/files/marinegeo_tom_4.pdf http://www.ocean.ru/component/option,com_docman/task,doc_view/gid,64
Окраинные моря, расположенные в зоне сочленения Евроазиатской и Тихоокеанской плит, характеризуются повышенным уровнем гравитационного поля. Вместе с тем, в глубоководных котловинах окраинных морей обнаружено аномальное увеличение глубины свободной поверхности мантии СПМ [1]. Анализ площадного распределения данных аномалий в Охотоморском регионе показал, что они распространяются на всю зону активной окраины и, возможно, выходят на прилегающие области океана и континента [2].
Выявленное распределение аномалий можно объяснить наличием частично нескомпенсированного aномально уплотнённого слоя, расположенного в нижней части верхней мантии, что указывает на наличие двухуровневой системы изостатического выравнивания.
Наличие двухуровневой системы изостазии может создавать непрерывное перетекание масс из верхней мантии в нижнюю. Проникновение погружающейся океанической плиты вглубь верхней мантии приводит к избытку масс в верхнемантийном блоке, что вызывает изостатическое опускание всего блока вместе с литосферой. Это приведёт к недостатку масс на верхнем уровне изостазии. Астеносфера увеличит свою мощность, чтобы скомпенсировать создавшийся дефицит масс на поверхности, а это вновь приведёт к избытку масс на нижнем уровне изостазии. Весь этот процесс приводит к перекачке масс с поверхности вглубь Земли. Учитывая, что вязкость в астеносфере значительно ниже, чем в нижней мантии, в этом процессе следовало бы ожидать почти полной изостатической скомпенсированности в астеносфере, но, как показывают данные о глубине свободной поверхности мантии, этого не происходит. Возможно здесь играет роль соотношение горизонтальных и вертикальных размеров компенсирующих слоёв: в астеносфере мощность компенсирующего слоя много меньше ширины зоны верхнемантийной неоднородности, что влияет на скорость изостатического выравнивания. Как по-
казал Е.А. Артюшков [3], характерное время затухания возмущения, вызванного появлением изостатически нескомпенсированной массы, сильно зависит от соотношения горизонтального размера неоднородности L и мощности компенсационного слоя H. По оценке Н.Л. Добрецова с соавторами [4], вязкость нижней мантии на два порядка превышает вязкость астеносферы. При таком соотношении вязкости скорость восстановления давления для крупных изостатических нарушений в нижней мантии может быть такой же, как в астеносфере, что подтверждается расчетами СПМ в Охотоморском регионе.
Проведенная оценка показывает, что в верхней мантии окраинных морей наблюдается избыток масс, и процесс углубления СПМ должен продолжаться.
1. Watanabe T., Langseth M.G., Anderson R.N. Heat flow in back-arc basins of the Western Pacific // Island arcs, deep sea trenches and back-arc basins / Eds. M.Talwani and W.C. Pitman. Washington D.C., 1977. Р. 137–161.
2. Сеначин В.Н. Аномалии "свободной поверхности мантии" Охотоморского региона и их связь с глубинными процессами // Тихоокеанская геология. 2005. Т. 24. №5. С. 50–65.
3. Артюшков Е.В. Геодинамика. М.: Наука, 1979. 328 с.
4. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск, 2001. 409 с.