Самый медленный разлом на Земле: как рождался Арктический океан и почему это важно для климата
Группа российских и зарубежных ученых под руководством Московского государственного университета опубликовала масштабное исследование, которое по-новому описывает, как за последние 125 миллионов лет формировался Северный Ледовитый океан. Эта работа, появившаяся в научном журнале, объединяет огромный объем сейсмических данных, собранных за десятилетия арктических экспедиций, включая уникальные российские проекты и недавно рассекреченные материалы Канады и США.
Главное открытие состоит в том, что история океана оказалась не плавной, а состоящей из четырех четких этапов, каждый из которых был вызван глобальными геологическими катастрофами, напрямую влиявшими на климат. Самый ранний этап, около 125–100 миллионов лет назад, ознаменовался чудовищной вулканической активностью. В районе хребтов Альфа и Менделеева земная кора растягивалась под действием гигантских мантийных потоков, но не разрывалась окончательно. Вместо океана здесь сформировалось вулканическое плато, а магма, излившаяся на поверхность, застыла в виде мощных слоев, которые сегодня геофизики видят на сейсмограммах как характерные наклонные отражающие горизонты. Этот магматический всплеск, известный как HALIP, был настолько сильным, что мог спровоцировать парниковый эффект и изменить циркуляцию океанических вод.
Следующий этап, примерно 100–70 миллионов лет назад, был временем рождения Канадской котловины — самой загадочной части Арктики. Авторы предлагают радикальное решение: этот бассейн не просто разлом, а задуговый бассейн, возникший за спиной мощной зоны субдукции, где Тихоокеанская плита погружалась под Аляску. Это объясняет, почему здесь не сформировалась глобальная система срединно-океанических хребтов. Примечательно, что пассивная окраина этого бассейна несет на себе следы магматических комплексов того же возраста, что и на плато Менделеева. Ученые доказывают: главное растяжение и излияние лав произошло до начала раскрытия самого океана, что переворачивает прежние представления о хронологии событий.
Около 70 миллионов лет назад геодинамика в корне меняется. Атлантический океан начинает раскрываться, и его влияние в виде мощного рифтового напряжения достигает Арктики. Начинается третий этап, продлившийся до 56 миллионов лет назад. На огромной территории — от Чукотского бордерленда через бассейн Стефанссона до будущего Евразийского бассейна и моря Лаптевых — начинает работать система сбросов. Ученые выделяют единую рифтовую систему «Нортвинд-Север», которая протянулась на тысячи километров. Именно в это время формируются глубокие грабены, такие как бассейн Дятел-Клёнова, возникший после рождения Канадской котловины, но до раскола Евразийской плиты.
И, наконец, четвертый и самый драматичный этап начался 56 миллионов лет назад и длится по сей день. Это история поэтапного раскрытия Евразийского бассейна и хребта Гаккеля — самого медленного океанического хребта на планете. Первая фаза, до 45 миллионов лет назад, породила кору «нормального» базальтового состава. Но затем спрединг стал ультрамедленным, и сейчас на большей части хребта формируется не столько базальтовая кора, сколько эксгумированное мантийное вещество, превратившееся в серпентиниты. Это кардинально меняет наши представления о том, как может выглядеть океаническая кора. Важнейший вывод: в интервале 45–34 миллиона лет назад и позднее, в неогене, зона растяжения не ограничивалась хребтом. Сбросы одновременно охватывали плато Альфа-Менделеева, хребет Ломоносова и Чукотский бордерленд, то есть полосу шириной до 1300 километров. Это прямое доказательство того, что спрединг носит пассивный характер: литосферные плиты раздвигаются не из-за мантийного течения под самим хребтом, а под действием глобальных тектонических сил, растягивающих всю плиту.
Особый интерес для климатологов представляет связь этих геологических эпох с климатическими событиями. Граница 56 миллионов лет совпадает с палеоцен-эоценовым термическим максимумом (PETM) — периодом экстремального потепления, когда в Арктике росли карбонатные платформы, словно в тропиках. Более молодые границы (34 и 20 миллионов лет) маркируют резкое похолодание, открытие пролива Фрама и становление единой системы глубоководных течений, связавшей Арктику с Атлантикой. Сейсмические горизонты, фиксирующие эти рубежи, позволяют буквально «увидеть», как тектоника перестраивала океанические течения и меняла климат.
Оригинальность работы не в том, что авторы предлагают идеальную модель, а в том, что они синтезировали разрозненные факты в единую временную шкалу и доказали синхронность процессов на невероятных расстояниях. Вместо разрозненных картинок мы получаем связный сценарий: сначала гигантский магматический плюм, затем рождение задугового бассейна, потом атлантический рифтинг, вторгающийся в древние структуры, и наконец — эпоха сверхмедленного распада плиты, которая продолжается сегодня. Понимание этой эволюции критично для оценки того, как быстро могут меняться климатические системы и насколько глубоко геология влияет на современное состояние арктических льдов и циркуляцию вод. Исследователи отмечают, что многие вопросы, особенно возраст Канадской котловины и природа ее коры, остаются дискуссионными, но предложенная ими схема дает прочный фундамент для дальнейших поисков.
