Учёными найдены остатки исчезнувшей океанической плиты

Геологи реконструировали обширную тектоническую плиту, существовавшую в Палеотихоокеанском бассейне в юрском и меловом периодах. Как показала кинематическая реконструкция, она занимала не менее четвертой части всей площади, покрытой в настоящее время Тихим океаном. Плита, получившая наименование Понтийской, непрерывно сокращалась из-за субдукции и к настоящему времени практически исчезла: от нее остались лишь реликты пород древней островной дуги на острове Калимантан (принадлежит Индонезии, Малайзии и Брунею) и в близлежащих районах. Отчет об исследовании опубликован в журнале Gondwana Research.

Кинематические реконструкции показывают, что со времени образования суперконтинента Пангея в позднем палеозое (около 335 миллионов лет назад) литосфера Земли была организована в две основные плитотектонические системы. В области океана Тетис, окруженного континентами Пангеи, литосфера эволюционировала вдоль хребтов и желобов, простиравшихся преимущественно в направлении восток—запад. В океане Панталасса (или Палеотихоокеанском супербассейне), окружавшем Пангею, литосфера растекалась в радиальных направлениях, и субдукция происходила в окраинных бассейнах у границ Пангеи. В регионе между Австралией и Евразией взаимодействие этих двух систем привело к образованию множества плит и субдукционных зон, но большинство их были внутриокеаническими и исчезли, оставив следы своего существования в породах Западно-Тихоокеанского и Восточно-Австралийского складчатых поясов.

Одним из самых сложных участков этого региона, окруженного Евразийской, Австралийской и Тихоокеанской плитами, считается Филиппинский подвижный пояс. Он окружен со всех сторон зонами субдукции и рассечен разломами на целый ряд блоков. Датировки офиолитов ― фрагментов древней океанической коры ― показывают, что он сформировался, по-видимому, в позднеюрскую эпоху. Древняя вулканическая дуга в то время располагалась вдоль северной окраины Австралийской плиты. Зона погружения океанической литосферы Панталассы простиралась на северо-запад вплоть до острова Калимантан (Борнео), Индокитая и Южного Китая. В 2012 году сейсмотомографические исследования выявили в мантии, на глубине около 2300 километров, остатки субдуцировавшей плиты под западно-центральной частью Тихого океана. Гипотетический западный участок Панталассы, контактировавший с системой плит Тетиса, назвали Понтом, или Понтийским океаном.

Доказательства его существования нашли нидерландские исследователи Сюзанна ван де Лагемат (Suzanna H.A. van de Lagemaat) и Дауэ ван Хинсберген (Douwe J.J. van Hinsbergen) из Утрехтского университета в ходе реконструкции тектоники региона за последние 160 миллионов лет. В основу кинематической модели легли палеомагнитные данные, по которым рассчитали положение плит в разное время, а также возраст и направление смещений океанической коры. Затем ученые проанализировали строение складчатых областей Японии, Филиппин, Калимантана, Новой Гвинеи и Новой Зеландии, содержащих реликты ныне погруженной литосферы и перекрывающих плит, а также их последующую деформацию. Стратиграфия этих отложений позволила судить о возрасте и геологической истории субдуцировавших участков литосферы. Абсолютные координаты в модели были рассчитаны относительно движений Африканской плиты, определенных несколькими независимыми методами.

Ключом к реконструкции одного из важнейших элементов модели стал анализ подушечных лав на севере Калимантана. Они излились 135 миллионов лет назад, а в состав аккреционных отложений зоны субдукции попали много позже. Палеомагнитные данные показали, что вопреки первоначальному предположению, они не могли принадлежать древней плите Идзанаги в северо-западной части Панталассы. Палеоширота района, где 85 миллионов лет назад происходила аккреция этих лав, оказалась на 15―25 градусов севернее, чем требует модель с участием плиты Идзанаги. Следовательно, под окраину тектонической системы Тетиса погружалась другая плита. Исследователи отождествили ее с гипотетическим Понтом, и плита получила название Понтийской.

Ее восточная граница была частично реконструирована еще в 2012 году, по результатам обнаружения слэбов в глубине мантии. Она получила название Тельхиния. Вдоль этой границы шло погружение плит Идзанаги, Феникс и, возможно, даже молодой Тихоокеанской плиты. Кинематическая модель ван де Лагемат и ван Хинсбергена показывает, что 160 миллионов лет назад Понтийская плита была очень обширна и занимала, видимо, около четверти всей площади, которую покрывает современный Тихий океан. Ее предыдущая история и общий возраст остаются неизвестными, а дальнейшую судьбу ученым удалось реконструировать. Она сокращалась примерно до 85 миллионов лет назад (позднемеловая эпоха), когда субдукция на ее окраинах прекратилась, возможно, из-за возникновения океанического плато.

Около 62 миллионов лет назад началось сближение Австралии и Евразии, и тектоническая обстановка между ними изменилась. Литосферу пересекло множество разломов, появились относительно небольшие плиты: Филиппинская, Каролинская, плита Соломонова моря и другие, а также множество микроплит. Активизировался Марианский разлом, а вместо трансформного смещения вдоль края системы Тетиса Тихоокеанская плита стала погружаться под нее. Остаток Понтийской плиты ― плита Прото-Южно-Китайского моря ― была поглощена субдукцией, и от нее уцелел лишь остаток древней островной дуги на севере Калимантана, на филиппинском острове Палаван и в прилегающей части Южно-Китайского моря.

Текст: Винера Андреева.

Изображение: Расположение Понтийской океанической плиты в палео-Тихом океане 120 миллионов лет назад и ее современные реликты (на врезке). Suzanna van de Lagemaat / Utrecht University.