Ученые использовали данные донных сейсмометров океана, чтобы определить, как образовался Японский бассейн в Японском море.
Предоставлено: Институт исследования землетрясений Токийского университета.

Океаническая литосфера формируется на вершинах океанических хребтов во время спрединга морского дна. Тем не менее формирование океанических бассейнов является сложным процессом, на который влияют мелкомасштабная конвекция, застойные части литосферы и тектонические движения близлежащих плит. Эти факторы могут создавать твердый внешний слой Земли с различной структурой на разных глубинах.

В новом исследовании Ai et al. обнаружил, что Японский бассейн в Японском море имеет два отдельных слоя. Их выводы предполагают, что бассейн образовался в результате расширения морского дна. Однако позже он был раздвоен и реорганизован мелкомасштабной мантийной конвекцией.

Исследователи использовали сейсмометры на дне океана, чтобы собрать волны землетрясений, создать структурную модель и заглянуть в глубины литосферы.

Они обнаружили явный разрыв в средней литосфере. По направлению к поверхности скорость сейсмической волны различалась в зависимости от ее направления — явление, называемое сейсмической анизотропией. Однако это направленное предпочтение ослабевало глубже по направлению к мантии.

Эти различия они связывают со строением литосферы. Минералы в верхней части литосферы были аккуратно организованы так называемой предпочтительной ориентацией решетки, которая, по словам ученых, сформировалась во время распространения морского дна 20–15 миллионов лет назад. Эта направленность в организации минерала создает сейсмическую анизотропию.

После прекращения расширения морского дна мелкомасштабная конвекция в мантии перетасовала организацию самой внутренней части литосферы. Теперь беспорядочная организация минералов снижает анизотропию на границе литосферы и мантии. Авторы говорят, что аналогичная мелкомасштабная конвекция может влиять на ориентацию минералов в регионах, где сегодня происходит распространение по морскому дну.