Газета Троицкий Вариант # 49

Остается поблагодарить Михаила Виссарионовича за предельно ясный, исчерпывающий комментарий и добавить, что продолжаем ждать с надеждой вердикта РАН по поводу «достижений» Виктора Петрика, которому удалось-таки привлечь серьезную поддержку. Надежда умирает последней.

Еще один поворот в споре о мантийных плюмах

Алексей Иванов

В мартовском выпуске журнала Earth and Planetary Science Letters опубликована статья студента физического факультета Колорадского университета в Боулдере (Department of Physics, University of Colorado at Boulder) Вея Ленга (Wei Leng) и его руководителя, профессора Шие Жонга (Shijie Zhong) [1]. Будучи достаточно технической по своей сути, представляя новую численную модель, эта статья может внести очередную коллизию в спор о мантийных плюмах, который считают одним из основных вопросов современной геологии.

Кратко суть спора в следующем. Гипотеза мантийных плюмов зародилась в 1960-70-х годах и стала доминирующей в последние ~20 лет. Согласно этой гипотезе, из-за резкого перепада температур на глубине ~2800 км, на границе металлического ядра и силикатной мантии, периодически происходит перегрев мантийных пород, которые начинают всплывать к поверхности. Колонна такого всплывающего вещества и называется плюмом. Практически на всем своем пути сквозь мантию Земли вещество плюма находится в твердом состоянии, однако на относительно малых глубинах (менее 100-200 км) начинается плавление из-за снижения давления. Считается, что благодаря плюмам образуются вулканы на удалении от границ литосферных плит, например на Гавайях, и происходят объемные базальтовые извержения, как, например, 250 млн лет назад на территории нынешней Сибири. Существует и другая точка зрения, поддерживаемая теперь уже достаточно большим количеством авторов, включая меня. Суть ее в том, что любой вулканизм на поверхности можно объяснить процессами, происходящими в верхних 600-700 км мантии. Не глубже.

Результаты моделирования топографии на момент воздействия плюма на подошву литосферы в работе (1). Для сравнения нанесена модельная кривая из статьи (5). Как видно, в обеих работах динамический эффект плюма приводит к росту гор, однако этот рост компенсируется с избытком базальтовой нагрузкой.

Из множества предшествующих работ по моделированию плюмов выходило, что из-за наличия разогретого мантийного вещества в плюме и из-за его движения вверх земная кора на поверхности должна вспучиваться, т.е. должны расти горы. Причем рост гор должен предшествовать вулканизму, связанному с таким плюмом, на несколько миллионов лет [2]. Такому предшествующему росту гор в тех или иных районах вулканизма было посвящено, пожалуй, без преувеличения сотни статей, опубликованных в основном в 1990-х — начале 2000-х годов. Однако так случилось, что практически для каждого региона, где такое поднятие гор было якобы «зафиксировано», было показано, что на самом деле перед вулканизмом происходило не поднятие гор, а формирование впадин и обширных осадочных бассейнов. Об одном таком случае подробно рассказывалось в заметке с названием «Поворот в споре о мантийных плюмах» в ТрВ №13. Причина такого несоответствия взглядов — в том, что в ранних работах был излишний энтузиазм и желание подтвердить ставшую модной гипотезу плюмов, а иногда и откровенная недобросовестность при подборе и интерпретации фактов.

Вопрос было или не было поднятие гор в том или ином регионе привел к явной коллизии между рядом авторов. В теории, в науке появление новых фактов должно приводить к выводу из оборота устаревших представлений. Однако наукой занимаются люди со всеми своими недостатками. Зачастую бывает трудно отказаться от идей, на которых построены целые карьеры. Поэтому статьи о том, что поднятия гор все-таки были, например перед извержениями Сибирских траппов, траппов Эмейшань в Китае и Деканских траппов в Индии, продолжают появляться [3, 4], несмотря на очевидность, что таких поднятий не было. Причина опять же в том, что предвулканические поднятия являлись ключевым предсказанием плюмовой гипотезы [5].