Геолози откриха древна тектонска мегаплоча

Плочата, наречена Понтийска, непрекъснато се свивала поради субдукция и сега практически е изчезнала: от нея са останали само останки от скалите на древната островна дъга на остров Калимантан и в близките райони. Изследването е публикувано в списание Gondwana Research.

Кинематичните реконструкции показват, че от образуването на суперконтинента Пангея в късния палеозой (преди около 335 милиона години) литосферата на Земята е била организирана в две основни тектонски системи на плочи. В района на океана Тетис литосферата е еволюирала по хребети и долини, простиращи се предимно в посока изток-запад.

ОЩЕ: Атлантида на Тихия океан. Как науката пренебрегна цял континент

Тектонските системи на океаните Панталаса и Тетис с контактната област (в оранжево). Червените линии са съвременните граници на плочите, сивите линии са древните граници. Областите в тъмно са съвременната субаерална кора; областите със светло са потъналата континентална кора и удебелената океанска кора (океански плата и островни дъги). Изображения: Suzanna van de Lagemaat, Douwe J.J. van Hinsbergen / Gondwana Research, 2023

В океана Панталаса (или Палеотихоокеанския супербасейн), заобикалящ Пангея, литосферата се е разпространила радиално и е настъпила субдукция в басейните близо до границите на Пангея. В региона между Австралия и Евразия взаимодействието на тези две системи е довело до образуването на множество плочи и зони на субдукция, но повечето били вътреокеански и изчезнали, оставяйки следи от своето съществуване в скалите на Западнотихоокеанския и Източноавстралийския нагънат пояс.

Един от най-сложните участъци на този регион, заобиколен от Евразийската, Австралийската и Тихоокеанската плоча, е Филипинският подвижен пояс. Той е заобиколен от всички страни от зони на субдукция и е разсечен от разломи на няколко блока. Датирането на офиолитите – фрагменти от древна океанска кора – показва, че той вероятно се е формирал през късната юрска епоха.

Древна вулканична дъга по това време е била разположена по протежение на северния край на Австралийската плоча. Зоната на потъване на океанската литосфера на Панталаса се е простирала на северозапад чак до остров Калимантан (Борнео), Индокитай и Южен Китай. През 2012 г. сеизмографски изследвания разкрили в мантията, на дълбочина около 2300 километра, останки от субдуцирана плоча под западно-централната част на Тихия океан. Хипотетичният западен участък на Панталаса, в контакт със системата от плочи на Тетис, била наречена Понт или Понтийски океан.

Доказателства за съществуването му са открити от нидерландските изследователи Сузана ван де Лагемаат и Дауе ван Хинсберген от университета в Утрехт по време на реконструкция на тектониката на региона през последните 160 милиона години. В основата на кинематичния модел залегнали палеомагнитни данни, които се използват за изчисляване на позицията на плочите в различно време, както и възрастта и посоката на изместване на океанската кора.

ОЩЕ: Геолози поставиха под съмнение общоприетата хипотеза за появата на Хималаите

Тектонска карта, отразяваща съвременното състояние на региона на Западнотихоокеанския регион. С различните цветове са отбелязани различните тектонски системи. Тъмните зони са континентална или удебелена океанска кора. Плочата на Протоюжнокитайско море (остатък от Понтийската плоча) е оцветена в розово.

След това учените анализирали структурата на нагънатите области на Япония, Филипините, Калимантан, Нова Гвинея и Нова Зеландия, съдържащи останки от сега потопената литосфера и покриващите я плочи, както и последващата им деформация. Стратиграфията на тези отлагания позволява да се съди за възрастта и геоложката история на субдуцираните участъци от литосферата. Абсолютните координати в модела са изчислени спрямо движенията на Африканската плоча, определени по няколко независими метода.

Ключ към реконструирането на един от най-важните елементи на модела станал анализът на възглавниците лава северно от Калимантан. Те се излели преди 135 милиона години и станали част от акреционните отлагания на зоната на субдукция много по-късно. Палеомагнитните данни показали, че противно на първоначалните предположения, те не могат да принадлежат на древната плоча Изанаги в северозападната част на Панталаса.

Палеоширочината на района, където преди 85 милиона години е настъпила акреция на тези лави, се оказала с 15 – 25 градуса по̀ на север, отколкото изисква моделът с участието на плочата Изанаги. Следователно под границата на тектонската система Тетис се потапяла друга плоча. Изследователите я отъждествили с хипотетичния Понт и плочата получила названието Понтийска.

Нейната източна граница била частично реконструирана още през 2012 г. въз основа на резултатите от откриването на плочи дълбоко в мантията. Тя получила името Телхиния. По протежение на тази граница е настъпило потъването на плочите Изанаги, Финикс и може би дори младата Тихоокеанска плоча.

Кинематичният модел на нидерландските учени сочи, че преди 160 милиона години Понтийската плоча е била много обширна и очевидно е заемала около една четвърт от общата площ, която покрива съвременният Тихи океан. Нейната предишна история и обща възраст остават неизвестни, но учените успели да реконструират по-нататъшната ѝ съдба. Тя се е съкращавала допреди около 85 милиона години (късна креда), когато субдукцията в нейните граници се е прекратила, вероятно поради възникването на океанско плато.

ОЩЕ: Земята ще стане необитаема за бозайници след формирането на нов суперконтинент

Разположение на зоните на субдукция в различно време в мантийната система за отчитане. A) Изу–Бонин–Марианска субдукционна зона; B) Тонга–Кермадек субдукционна зона; Б) зона на субдукция Нова Гвинея – Нова Каледония

Преди около 62 милиона години започнало сближаването на Австралия и Евразия и тектонската ситуация между тях се изменила. Литосферата била пресечена от множество разломи, появили се относително малки плочи: Филипинската, Каролинската, плочата на Соломоново море и други, както и множество микроплочи.

Активирал се Марианският разлом и вместо изместване по ръба на системата Тетис, Тихоокеанската плоча започнала да потъва под нея. Остатъкът от Понтийската плоча – плочата на Протоюжнокитайско море – била погълната от субдукция и от нея оцелял само остатък от древна островна дъга в Северен Калимантан, филипинския остров Палаван и прилежащата част от Южнокитайско море.