Ученые объяснили асимметрию Тибетского нагорья

Специалисты Геофизического центра РАН совместно с зарубежными коллегами раскрыли связь строения литосферы Северного Тибета с механизмами ее деформации. Полученные результаты позволяют по-новому интерпретировать механизмы формирования асимметричного рельефа, особенности вулканической активности и процессы деформации земной коры Тибетского нагорья.

Тибетское нагорье образовалось в кайнозое в результате столкновения Индийской и Азиатской литосферных плит. Для нагорья характерен асимметричный рельеф. До сих пор оставалось не до конца ясным, связана ли эта особенность с глубинным строением и если связана, то каким образом.

Существует две основные гипотезы, объясняющие эволюцию Северного Тибета. Согласно первой, ключевую роль играл отрыв части литосферной плиты. В результате столкновения Индийской и Азиатской плит произошел значительный поддвиг Индийской плиты под Азиатскую. К миоценовой эпохе нижняя часть литосферы Индийской плиты отделилась и погрузилась в мантию, что привело к быстрому подъему плато.

Вторая модель предполагает, что после столкновения Индийской и Азиатской плит произошло активирование шовных зон Бангонг–Нуцзян и Цзиньша. Этот процесс сопровождался субдукцией литосферы, то есть погружением отдельных блоков земной коры под соседние тектонические структуры. Считается, что подобная деформация могла способствовать постепенному поднятию плато.

Для первого варианта необходима относительно низкая плотность подкорового слоя, для второго, наоборот, высокая. Поскольку дифференциация плотности является одной из основных движущих сил тектонических процессов, построение реалистичной плотностной модели является ключевой задачей. До настоящего времени основными при исследовании строения литосферы Тибета были сейсмические методы. Однако, распределение сейсмических скоростей не позволяет построить окончательную модель, так они зависят сложным образом как от плотности пород, так и от температуры. Авторы построили трехмерную плотностную модель литосферы и подстилающей ее верхней мантии, опираясь на комплексный анализ всех данных, включая гравитационное поле, дающее информацию о распределении плотности.

Полученные результаты выявили существенные вариации плотности верхней мантии в районе шовной зоны Цзиньша, выраженные в резком контрасте между западным и восточным сегментами региона. В западной части на глубинах до 100 км зафиксирована выраженная аномалия пониженной плотности (менее 0,1 г/см³), тогда как восточный сегмент демонстрирует область повышенной плотности (около 0,05 г/см³). Эти данные указывают на то, что в разных частях Северного Тибета действуют разные механизмы деформации литосферы: на западе имел место отрыв литосферных корней, тогда как восточная часть характеризуется продолжающейся внутриконтинентальной субдукцией. Последствия первого процесса выразились в быстром поднятии плато и развитии вулканической активности, в то время как второй сопровождался активизацией крупных разломных систем и смещением литосферы в восточном направлении.