Геофизици успяха да идентифицират структурните характеристики на индо-азиатската зона на сблъсък с помощта на сеизмотомографска визуализация. Оказва се, че по време на субдукцията значителна част от континенталната литосфера на Индийската плоча е проникнала под Евразийската плоча и е останала там, спирайки да потъва. Това довело до удебеляване на земната кора и издигане на Тибетското плато, а също и до липса на наклон.
Според авторите на изследването, публикувано в PNAS, потапянето се предотвратява от лежащ под литосферата мощен поток от мантийна конвекция и именно той принуждава Индо-Австралийската плоча да се притиска в Евразийската.
ОЩЕ: Тектонската плоча под Тибет се разслоява и разпада
Тибетското плато
Тибетското плато е най-високото (4500 – 5000 метра над морското равнище) и най-голямото (около 2,5 милиона квадратни километра) планинско плато на Земята. В същото време се отличава с постоянството на надморската височина: по цялата си дължина платото практически няма забележим наклон. На север и северозапад са разположени няколко вулканични полета. Образуването на платото е резултат от сблъсък преди около 55 милиона години и продължаващата до днес конвергенция на Индо-Австралийската и Евразийската литосферна плоча. Сеизмологичните изследвания са показали, че индийската континентална литосфера е проникнала под Тибетското плато далеч на север.
За да се обясни издигането на Тибетското плато, са предложени редица хипотези, като екструзия на литосферни блокове по протежение на големи разломи, отстраняване на отслоилата се долна част на удебелената литосфера чрез конвективен поток, субдукция на Индийската плоча практически под цялата територия на платото и други.
ОЩЕ: Земната кора се отлепва под Калифорния
Всички тези предположения, базирани на множество геоложки, геохимични и геофизични наблюдения, били трудни за доказване или опровергаване. Затова характерът на взаимодействията между растежа на Тибет и дълбоките геодинамични процеси остава предмет на разногласия.
A: Вертикален разрез на скоростните аномалии на срязващата вълна до дълбочина от 1000 километра. Белите стрелки показват посоката на конвективния мантиен поток. B, C: карта на абсолютните скорости на S-вълните на дълбочини съответно 250 и 600 километра. Белите точки показват предполагаемото местоположение на потока на конвективния мантиен поток. Jincheng Ma et al. / PNAS, 2025
За да разберат морфологията и състоянието на останките от Индийската плоча под Тибетското плато и да решат въпроса за силите, които управляват нейното движение, геофизици от Германия, Китай и Швейцария използвали сеизмотомографски изображения, наречени пълновълнова инверсия. Тя изисква големи изчислителни ресурси, но позволява да се получи оценка на свойствата на скоростта и плътността на изследваната среда след минимална предварителна обработка на сеизмограмите, докато цялото поле от регистрирани сеизмични вълни може да се използва за моделиране на средата. Изследователите използвали записи от 410 земетресения, регистрирани в 2427 станции, за да минимизират остатъците между моделните и реалните сеизмограми.
Заседналата плоча
Получената картина ясно изобразява остатъка от Индийската плоча, който се е потопил под Евразия – като високоскоростен, тоест сравнително студена и плътна аномалия с дебелина до 150 километра. Тя лежи почти под цялото Тибетско плато на дълбочина около 300 километра, почти хоризонтално, с лек наклон на север, без признаци на потапяне в по-дълбоки слоеве.
ОЩЕ: Погребани континенти: Древни мегаострови са открити дълбоко под земната повърхност
Под северната част на платото, на дълбочина от 70 до 180 километра, между тибетската кора и Индийската плоча, има по-горещ и по-малко плътен слой с ниски скорости на сеизмичните вълни. Наличието му може да се обясни с частично топене, както се вижда от наличието на вулкани в Тибет. Учените предполагат, че тук са се натрупвали фрагменти от континентален масив, потънали надолу в процес на субдукция, и тяхното акумулиране е допринесло за натрупването на кора под Тибет. Високата плаваемост на този слой е послужила като фактор за изравняване на повърхността на платото и установяване на изостатично равновесие.
Jincheng Ma et al. / PNAS, 2025
Според изследователите в началния етап на конвергенцията може да е действал механизмът на издърпване на субдукцията: изчисленията показват, че плаваемостта на потъващата плоча може да е била отрицателна, при условие че от нея са били остъргани най-малко плътните горни слоеве. Но по-късно, на дълбочина от около 300 километра, Индийската плоча очевидно е достигнала нулева плаваемост и субдукцията е спряла. Така почти пет милиона квадратни километра от бившия континент са компресирани и погребани под Тибетското плато, а Индийската плоча, вместо да потъва, е започнала да се притиска в Евразийската.
ОЩЕ: Гигантски структури с неизвестен произход са открити в земната мантия
Този континентален сблъсък продължава и днес, отчасти поради напрежението в рамките на плочата, предавано от активната Зондска субдукционна зона. Но за основната движеща сила на този процес очевидно трябва да се счита конвективният мантиен поток.
Геолозите свързват това с установената широкомащабна нискоскоростна аномалия. Тя започва в района на горещата точка на Реюнион и се простира в североизточна посока на средна дълбочина 200 километра. Под Хималаите мантийният поток се спуска по-дълбоко, като буквално подпира Индийската плоча и се съпротивлява на потапянето ѝ, и продължава към Байкалската рифтова зона. Според авторите на изследването именно този поток е станал основният фактор за появата и развитието на индо-азиатската зона на сблъсък и в крайна сметка – за формирането на Тибетското плато.
