Миллионы лет назад двигавшаяся на запад Северо-Американская литосферная плита прошла над столбом горячего материала, поднимавшегося из земных недр и опалившего её нижнюю часть. Сейчас плюм находится под Атлантическим океаном, но остаточное тепло по-прежнему отражается на сейсмических волнах, распространяющихся по континенту. 

Предполагаемый след от прохождения континента над «горячей точкой» с указанием эпицентра виргинского землетрясения и нынешнего положения восходящего мантийного потока. (Изображение из журнала Nature.) Когда подобные мантийные струи оказываются под тонкой океанической корой, они зачастую пробивают её и создают вулканы — достаточно вспомнить Гавайские острова. Но более старую, холодную и толстую континентальную кору проломить гораздо труднее, говорит геофизик Жишэн Чу из Института геодезии и геофизики в Ухане (КНР). Единственный признак, указывающий на древние пути «горячих точек» на земле, — это кимберлиты, вулканические и иногда алмазоносные породы, отмечающие места древних глубинных извержений. 

Но г-н Чу и его коллеги догадались о том, какой путь под восточной частью Северной Америки проделала «горячая точка», по другим признакам, а именно по скорости сейсмических волн, которые замедляются в более тёплой среде. Данные получены десятками сейсмометров, входящих в сеть USArray, причём большинство показателей собрано вдоль участка, протянувшегося от Луизианы до Висконсина, во время землетрясения магнитудой 5,6, которое сотрясло центральную Виргинию 23 августа 2011 года. 

Анализ данных говорит о том, что сейсмические волны, шедшие на запад от эпицентра в Виргинии к Миссури, достигли сейсмометров позже и обладали меньшей интенсивностью, чем ожидалось. Затухание колебаний предполагает наличие широкой полосы тёплых пород в 200 км под Кентукки, что примерно соответствует глубине залегания нижней поверхности литосферной плиты. Сейсмические волны к северу и югу от этой полосы прибыли вовремя или даже чуть раньше намеченного срока. 

Сейсмометры к северо-востоку от эпицентра в Виргинии тоже обнаружили медленные, погашенные сейсмические волны, то есть в том направлении находится ещё один след, оставленный глубинным источником повышенной тепловой энергии. Исследователи предполагают, что «шрам» на подбрюшье континента идёт на восток-юго-восток от центра Миссури (90 млн лет назад) в восточный Кентукки (около 70 млн лет назад), изгибается на северо-восток до Массачусетса (50–60 млн лет назад), а затем сворачивает на восток и уходит прочь от берега. Кимберлитовое месторождение в восточном Кентукки, возраст которого оценивается примерно в 75 млн лет, подтверждает гипотезу китайских учёных. 

Факты, подкрепляющие наличие этого пути, любопытные, но косвенные, считает геолог Рэндел Кокс из Мемфисского университета (США). «Я стараюсь не делать поспешных выводов, но есть и альтернативные объяснения замедлению сейсмических волн под Кентукки и по линии Виргиния — Массачусетс», — подчёркивает специалист. 

Сейсмические колебания могут рассеиваться материалом, находящимся глубоко внутри или ниже земной коры — например, в зонах деформации горных пород, где одна литосферная плита сталкивается с другой. Данных после одного землетрясения недостаточно, чтобы составить подробную подземную карту восточной части Соединённых Штатов. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА