Ученые из НГУ совместно с иностранными коллегами провели исследование, касающееся рождения новой коллизионной зоны в центральной Индии

В центральной части Индии эпизодически случаются мощные землетрясения, которые невозможно связать с обычными тектоническими механизмами, поскольку они находятся достаточно далеко от границ литосферных плит. На основании анализа различных типов геологических и геофизических данных группа исследователей из России, в том числе НГУ, Индии, Швейцарии и Саудовской Аравии выяснила, что эти землетрясения связаны с формированием новой коллизионной зоны в центральной части Индии, вызванной продолжающимся вдавливанием Индийской плиты в Азию. Подобно пружине, горные области Центральной Азии находятся в состоянии, близком к максимальному сжатию. Поэтому продолжающееся движение Индийской плиты на север приводит к образованию нового разлома внутри континентальной Индии, который по прошествии нескольких миллионов лет превратится в новую горную цепь.
Поверхность Земли сложена литосферными плитами, которые перемещаются относительно друг друга, подобно льдинам на бурной реке в половодье, активно взаимодействуя друг с другом. Большая часть землетрясений приурочена к границам плит и представляет собой «хруст», который возникает, когда «плиты-льдины» трутся друг о друга. Однако в некоторых случаях достаточно сильные землетрясения происходят внутри плит, и причина такой активности всегда вызывает бурные дискуссии среди специалистов. Такого рода сейсмичность, например, наблюдается во внутриконтинентальных областях Индии вдалеке от каких-либо границ плит. Например, 26 января 2001 года в штате Гуджарат произошло мощное землетрясение с магнитудой 7,4 баллов, жертвами которого стали примерно 20 тысяч человек. Известны и другие разрушительные землетрясения, происходившие в той или иной части континентальной Индии в последние 100 лет. Если сопоставить положения этих событий с микросейсмичностью, которая регистрируется индийскими региональными сетями, можно увидеть, что зоны сейсмической активности концентрируются вдоль нескольких линейных зон. Наиболее крупная из них протягивается с запада на восток через всю Индию и имеет название Нармада-Сон. В результате совместной работы международного коллектива специалистов было сделано предположение, что эта зона является местом зарождения новой горной системы, которая через несколько миллионов лет может разделить Индийский континент на две части. Возможность этого сценария была подтверждена с помощью численного моделирования. Исследование опубликовано в престижном научном журнале Scientific Reports.
Возникновение новой коллизионной зоны связано с особенностью взаимодействия элементов литосферы по ходу столкновения Индии и Евразии, начавшегося около 50 млн лет назад. Известно, что поступательное движение Индостана на север привело к смятию коры в широком поясе от Гималаев до Алтая и Саян и явилось причиной образования наиболее крупных на Земле горных систем. Чем интенсивнее происходит сжатие, тем выше растут горы. Вместе с тем рост гор не может продолжаться бесконечно. При сильном утолщении коры возникают силы растекания, которые становятся сильнее при увеличении высоты гор. В какой-то момент сила сжатия уравновешивается силой растекания, и дальнейшее сжатие коры в этом месте становится невозможным. В этом случае коллизионные процессы перескакивают на другой участок с меньшей прочностью литосферы. В этом смысле процесс континентальной коллизии аналогичен деформации системы пружин, расположенных между несколькими прочными несжимаемыми блоками. Результаты численного моделирования показали, что все «пружины» в Центральной Азии близки к максимальной деформации, что говорит о том, что дальнейшее сжатие коры и образование новых гор в Азии становится невозможным. Поскольку Индия, «впаянная» в огромную плиту, занимающую большую часть Индийского океана, продолжает движение на север, необходимо создать новые места для сжатия коры.
По имеющимся свидетельствам, таким местом является зона Нормада-Сон. Почему именно она? По геологическим данным, там проходит очень древний разлом, который был активным более миллиарда лет назад. Согласно результатам сейсмической томографии, там находится контакт между литосферными блоками различной толщины. Вполне естественно, что возобновление тектонических движений происходит не на пустом месте, а на уже существующей структуре. Кроме того, на западном и восточном краях зоны Нормада-Сон происходили мощные излияния базальтов, вызванные прохождением там мантийных плюмов. Эти плюмы «прожигали» литосферу, делая ее менее прочной, что явилось еще одной причиной, почему разрыв земной коры происходит именно там.
Наличие землетрясений вдоль этой зоны, а также характерные структуры погружения, наблюдаемые с помощью геологии и геофизики, говорят о том, что активный разлом уже образовался и процесс коллизии начался. Выполненное численное моделирование позволяет сделать экстраполяцию развития данного участка в будущем. Через несколько миллионов лет здесь вырастут высокие горы, которые отделят южную часть Индии от северной.

Рисунок 1. Положение наиболее разрушительных землетрясений в континентальной Индии (звездочки) и фоновой сейсмичности (красные и фиолетовые точки). На фоне показан рельеф и основные тектонические элементы. Черные линии – известные региональные разломы.

Рисунок 2. Схематическое представление коллизионной зоны центральной Азии в виде системы прочных блоков и горных поясов (пружинок). Эллипсы показывают области массовых базальтовых излияний вследствие прохождения там мантийных плюмов.

Рисунок 3. Концептуальная схема сжатия неоднородной литосферы вследствие движения Индии. Горные системы выступают в виде сжатых пружин.

Рисунок 4. Результаты численного моделирования, в которых представляется процесс сжатия Азии за счет давления со стороны Индийской плиты. Показаны ситуации в прошлом, в настоящем времени и в будущем.