Затонувший остров в Атлантике: что известно о поднятии Риу-Гранди у берегов Бразилии

Речь идет о крупной подводной структуре примерно в 1200 километрах от юго-восточного побережья Бразилии. Подробнее о поднятии Риу-Гранди — в материале «‎Рамблера».

Сегодня плато Риу-Гранди находится на глубинах, которые в разных его частях меняются от примерно 5000 метров до менее чем 600 метров. По площади его нередко сравнивают с Испанией. С геологической точки зрения это одна из самых заметных крупных магматических провинций Южной Атлантики.

Современные модели объясняют происхождение поднятия Риу-Гранди работой мантийного плюма Тристан-да-Кунья (его также связывают с областью Гоф). В позднем меловом периоде этот поток горячего вещества из мантии взаимодействовал со Срединно-Атлантическим хребтом — зоной, где расходятся литосферные плиты.

В результате на Южно-Американской плите сформировалась крупная вулканическая структура — поднятие Риу-Гранди, а на противоположной, Африканской плите — хребет Уолвис. Эти образования считают связанными между собой: они возникли одновременно и отражают один и тот же геологический процесс — раскрытие Южной Атлантики.

Долгое время спор шел не только о возрасте этой области, но и о ее природе. Одни работы трактовали ее как океаническое вулканическое плато, другие допускали, что в ее составе может быть фрагмент континентальной коры.

Восточная Африка разрывается на части, формируя новый океан

Новые данные не положили конец этому спору, но существенно усилили аргумент в пользу того, что по крайней мере западная часть вулканического плато в эоцене находилась над уровнем моря. Важно, что речь идет не о том, что вся структура была полноценным континентом, а о том, что отдельные ее участки могли образовывать большой остров или цепь островов.

Чо является главным научным аргументом?

Ключевая находка была сделана благодаря детальной съемке западной части поднятия. Автономные и буксируемые подводные системы показали вертикальные уступы с хорошо различимыми горизонтальными лавовыми потоками. Между ними исследователи увидели прослои красной глины — материала, который по своим минералогическим и геохимическим признакам соответствует сильно выветрелой вулканической породе.

Состав этой глины оказался особенно показательным. В ней нашли каолинит, магнетит, окисленный магнетит, гематит и гетит. Такой набор минералов характерен для интенсивного химического выветривания в теплых и влажных условиях. Кроме того, химический индекс выветривания составил 93 — это очень высокий показатель, который плохо согласуется с формированием на морском дне, но хорошо согласуется с длительным воздействием атмосферы и воды на суше.

Именно поэтому авторы работы в Scientific Reports интерпретировали красные глины как палеопочву, то есть древний слой выветривания, сформированный тогда, когда вулканические породы были обнажены на воздухе. Такая палеопочва не возникает мгновенно. Для ее образования нужны паузы между излияниями лавы, доступ кислорода, осадки и время, достаточное для глубокого химического преобразования породы. Все это делает версию о древнем острове значительно более убедительной.

Когда этот остров мог существовать?

Исследователи связывают найденные красные глины с эоценовым этапом вулканизма. Возраст близлежащих щелочных вулканических пород оценивается примерно в 44 миллиона лет, а сами процессы, приведшие к формированию слоя выветривания, датируются интервалом примерно от 45 до 40 миллионов лет назад. Popular Mechanics в пересказе этой работы приводит близкий диапазон — около 44–47 миллионов лет для вулканической активности и последующего надводного этапа.

Для геологов здесь важна последовательность событий. Сначала происходили излияния щелочных лав. Затем между отдельными импульсами вулканизма возникали паузы, во время которых поверхность подвергалась выветриванию в теплом влажном климате. После этого новые лавовые потоки перекрывали сформировавшиеся красные горизонты. Уже позже вся эта структура ушла под воду в результате термического погружения океанической литосферы. Именно такая последовательность лучше всего объясняет, почему красные глины сейчас лежат между лавовыми потоками на глубине около 650 метров.

Почему тогда остров ушел под воду?

После прекращения активного магматизма вулканические сооружения постепенно теряют высоту из-за охлаждения и уплотнения литосферы. Этот процесс называют термическим погружением.

По мере того как горячая и относительно легкая кора остывает, она опускается ниже. Если до этого вулканическая постройка поднималась над уровнем моря, со временем она может полностью уйти под воду. Именно такую схему авторы статьи считают наиболее вероятной для поднятия Риу-Гранди.

Эта модель хорошо согласуется и с современным рельефом района. Западная часть поднятия сохраняет участки с глубинами менее 600 метров, тогда как окружающее дно лежит на значительно больших глубинах. Иначе говоря, даже сейчас это не ровная абиссальная равнина, а остаток крупной приподнятой структуры, которая в прошлом могла выступать из океана гораздо заметнее.

Какая еще польза от красных глин?

Сами красные глины важны не только как доказательство надводного положения, но и как индикатор климата. Каолинит и богатые железом окислы обычно формируются при интенсивном химическом выветривании в условиях высокой влажности и температуры. Авторы работы прямо связывают их образование с теплым и влажным климатом среднего эоцена. Это хорошо укладывается в более широкую картину эоцена как одного из теплых периодов кайнозоя.

Именно поэтому в популярном пересказе исследования говорится именно о тропическом острове. Это не образная метафора, а вывод из минерального состава и степени выветривания пород. По сути, геологи реконструируют не просто наличие суши, а тип среды на этой суше: влажной, теплой и достаточно стабильной, чтобы на поверхности успевал формироваться мощный выветрелый горизонт.

Что еще находили на поднятии Риу-Гранди?

Поднятие Риу-Гранди давно рассматривают как потенциально богатый минеральными ресурсами район. В научных работах отмечается наличие железо-марганцевых корок, а также обсуждается возможное присутствие редкоземельных элементов и других стратегически важных металлов. Поэтому интерес к этой территории выходит за рамки академических исследований: речь идет и о перспективах добычи, и о правовом статусе океанического дна.

При этом ученые подчеркивают, что экосистемы района изучены недостаточно. Любые разговоры об освоении этой части Атлантики связаны с экологическими рисками. В материале FAPESP отдельно отмечается: прежде чем обсуждать добычу, необходимо оценить, как она может повлиять на местные экосистемы — включая глубоководные сообщества, кораллы и другие организмы.

В итоге, что уже доказано?

Наиболее убедительно доказан сам факт субаэрального выветривания части западного поднятия Риу-Гранди. Именно это следует из состава красных глин, их положения между лавовыми потоками и высокой степени химического изменения породы. Однако остается вопрос о природе всей структуры. Даже при наличии сильных доказательств надводного этапа это не означает, что поднятие Риу-Гранди было полноценным континентальным массивом. Скорее речь идет о сложной вулканической системе, которая в определенные периоды поднималась над океаном, а затем погружалась.

Ранее мы рассказывали про самую древнюю гору на Земле.