1 ноября 1755 года Лиссабон, одна из богатейших столиц Европы, превратился в руины. Землетрясение, которое позже оценят почти в 9 баллов, и последовавшее за ним цунами не просто разрушили город — они потрясли основы европейского самосознания. Философы спорили о природе зла, а геологи будущего ломали головы над загадкой: почему земля так яростно содрогнулась там, где, по всем правилам, этого быть не должно? Эпицентр находился не на стыке тектонических плит, а на, казалось бы, спокойной абиссальной равнине Подкова в Атлантике.
Веками эта аномалия оставалась одним из величайших нерешённых вопросов сейсмологии. Повторные толчки, включая мощное землетрясение 1969 года, лишь усугубляли недоумение. Но недавнее исследование, опубликованное в Nature Geoscience, наконец-то предлагает убедительное объяснение. И оно, честно говоря, звучит как научная фантастика: похоже, океаническое дно под Португалией буквально расслаивается, как старая фанера.
Представьте, что вы делаете МРТ для планеты. Примерно этим и занимались учёные, используя сейсмическую томографию. Они отправляли сейсмические волны сквозь земную кору и анализировали, как те проходят через разные слои. Данные, собранные наземными и донными сейсмометрами, выявили под равниной Подкова нечто странное — область, где волны двигались аномально быстро. В геологии это верный признак плотного, холодного материала, который там находиться не должен.
Это была первая ниточка. Обычно такие явления связаны с субдукцией — процессом, когда одна тектоническая плита медленно «ныряет» под другую. Но здесь не было классической зоны субдукции. Тогда что же это? Моделирование показало единственно возможный сценарий: мы наблюдаем за процессом океанической деламинации.
К западу можно выделить две основные структуры: разлом Gloria Fault, который обычно считается основной трассой современной границы плит, и, по-видимому, менее активную зону разлома Tydeman Fracture Zone (хотя этот сегмент границы плит часто описывается как диффузный¹,⁴,¹⁸). В обеих этих структурах происходили землетрясения большой магнитуды. К востоку их линейные морфологические следы постепенно сменяются системами надвиговых разломов, которые поднимают морское дно, образуя две крупные батиметрические возвышенности, подводную гору Coral Patch Seamount и банку Gorringe Bank, которые ограничивают абиссальную равнину Horseshoe Abyssal Plain (см. также Extended Data Fig. 1. Здесь и далее см. ориг. исследование). В этом регионе произошли некоторые из крупнейших исторических и инструментально зарегистрированных землетрясений в Атлантическом регионе. Хотя точное местоположение исторических землетрясений неизвестно, приводятся их вероятные локации. Для инструментально зарегистрированных землетрясений круги примерно соответствуют неопределённостям в их местоположении¹,⁴,⁵,⁶,⁷,¹⁶. Более подробная структурная карта равнины Horseshoe Abyssal Plain и прилегающих территорий представлена на Extended Data Fig. 2. Чёрная стрелка указывает направление конвергенции Africa-Eurasia в регионе SW Iberia для фиксированной Евразийской плиты⁴⁸. Западно-Иберийская окраина (West Iberian margin) является классическим примером гиперрастянутой окраины с бедным магматизмом, в которой континентальная и океаническая коры разделены полосой эксгумированной серпентинизированной мантии (светло-зелёный цвет)¹²,²⁴,⁴⁹. Проекция сейсмической аномалии с Fig. 2a изображена более тёмным зелёным цветом. Базовая карта создана с помощью программного обеспечения ArcGIS от Esri с использованием данных, полученных от GEBCO (https://www.gebco.net/). Данные о сейсмичности доступны по адресу http://www.isc.ac.uk. Цитирование: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al. Seismic evidence for oceanic plate delamination offshore Southwest Iberia. Nat. Geosci. (2025). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01781-6
Автор: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al.Источник: www.nature.com
Виновник, которого не ждали: расслоение плиты
Термин «деламинация» может звучать сложно, но суть проста. Литосферная плита — это не монолитный кусок камня. Она состоит из верхней, более лёгкой коры, и нижней, более плотной части — литосферной мантии. Обычно они прочно сцеплены. Деламинация — это когда эта связь ослабевает, и тяжёлая нижняя часть отслаивается и начинает тонуть в более горячей и вязкой мантии Земли.
А знаете, что самое интересное? До сих пор считалось, что такой трюк под силу только континентальным плитам. Они толстые, неоднородные, и в их основании могут возникать условия для такого «расслоения». Океанические же плиты считались слишком тонкими, холодными и прочными для подобных фокусов. Открытие у берегов Португалии — это первый убедительно задокументированный случай деламинации именно океанической плиты. Это меняет наше понимание того, как могут вести себя плиты.
Но как это вообще стало возможным? Ключом к разгадке стал процесс под названием серпентинизация. Через разломы в океанической коре вода просачивалась вглубь на десятки километров. Там под огромным давлением она вступала в химическую реакцию с породами мантии, превращая их в хрупкий и скользкий минерал серпентинит. Этот новый слой стал своего рода «смазкой» между корой и литосферной мантией, позволив нижней части оторваться и начать своё медленное погружение.
a, Срез на сублитосферной глубине 150 км. b, Профиль A-B, пересекающий высокоскоростную аномалию у юго-западной Иберии (SW Iberia) (dVp — это аномалия скорости P-волн). Примечательно, что эта аномалия расположена точно под плоской абиссальной равниной Horseshoe Abyssal Plain — регионом, где произошло землетрясение 1969 года (beach-ball), которое стало самым сильным инструментально зарегистрированным надвиговым событием в истории наблюдений в Европе и Африке. В этом регионе также наблюдается скопление относительно глубоких гипоцентров (на глубине до 60 км; красные круги), которые были зарегистрированы во время эксперимента NEAREST OBS (Extended Data Fig. 3). Отметим, что банка Gorringe Bank расположена к северо-востоку (NE) от этой структуры. Синие точки — это фоновая сейсмичность, зарегистрированная наземной сейсмической сетью IPMA в период с 2000 по 2015 год, которая занижает глубину гипоцентров (см. обсуждение в работе ²²). Тест на разрешающую способность приведён на Extended Data Fig. 5. Мы также выявили второй объект под континентальной литосферой в Марокко, который может соответствовать «капле» (drip), обсуждаемой в работе ²², хотя авторы той работы говорят о существовании лишь одной «капли», в то время как наша новая томографическая модель предполагает наличие двух. Томографическая базовая карта и профиль были созданы с использованием FMTOMO и GMT (https://nickrawlinson.com/fmtomo/; https://www.generic-mapping-tools.org/) на основе данных, доступных по адресу https://ds.iris.edu/ds/products/emc-ibem-p18ibem-s19/. Данные о сейсмичности доступны по адресу http://www.isc.ac.uk. Цитирование: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al. Seismic evidence for oceanic plate delamination offshore Southwest Iberia. Nat. Geosci. (2025). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01781-6
Автор: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al.Источник: www.nature.com
От медленного погружения к катастрофе
И вот тут мы подходим к причине землетрясений. Представьте: огромный, тяжёлый кусок литосферы отрывается и тонет. Это создаёт колоссальное напряжение в оставшейся верхней части плиты. Она прогибается, деформируется, в ней накапливается энергия, сравнимая с энергией сотен ядерных бомб.
Когда это напряжение превышает предел прочности пород, происходит резкий срыв — формируется гигантский надвиговый разлом. Плита сдвигается на несколько метров за считаные секунды. Именно этот моментальный выброс энергии мы и ощущаем на поверхности как мощнейшее землетрясение. Модели учёных показывают, что именно этот процесс привёл к катастрофам 1755 и 1969 годов. Загадка, мучившая всех столько лет, похоже, нашла своё изящное и пугающее решение.
Раздел моделирования посвящён исследованию процессов, происходящих в северо-западном-юго-западном (NW-SW) направлении (профиль на Fig. 2). a, начальный этап модели. b, эволюция модели спустя 3,0 млн лет. c, эволюция модели спустя 9,7 млн лет, что соответствует современным условиям. d, эволюция модели спустя 24,5 млн лет, что соответствует будущим условиям. Обратите внимание на формирование на этапе c чешуеподобной структуры (flake-like structure) с надвигом южного падения типа Gorringe на уровне коры и более глубоким разломом северного падения в литосфере под плоским регионом, сопоставимым с равниной Horseshoe Abyssal Plain, где могло произойти событие, подобное землетрясению 1969 года (см. схематическую иллюстрацию на Fig. 4). Эта модель показывает, что в таких условиях океаническая литосферная мантия может расслаиваться и отделяться, что приводит к возникновению непредвиденных литосферных конфигураций, подобных тем, которые наблюдаются у побережья Юго-Западной Иберии (Southwest Iberia). Чёрные стрелки обозначают векторы скорости, а красные линии указывают изотермы в градусах Цельсия. Также показана скорость деформации для значений, превышающих 0,1 x 10⁻¹³ с⁻¹. Бежевый цвет: литосферная мантия; светло-зелёный: базальтовая океаническая кора; лососевый: серпентинизированная мантия; тёмно-зелёный: осадочная кора; красноватый: ослабленные зоны. Результаты моделирования получены с помощью ParaView (https://www.paraview.org/); данные и скрипты доступны на Zenodo по адресу https://doi.org/10.5281/zenodo.15846292 (ссылка ⁵⁰). Цитирование: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al. Seismic evidence for oceanic plate delamination offshore Southwest Iberia. Nat. Geosci. (2025). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01781-6
Автор: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al.Источник: www.nature.com
Начало конца? Рождение новой зоны субдукции
Это открытие важно не только для Португалии и Испании. Оно может пролить свет на один из фундаментальных процессов в тектонике плит: как вообще начинаются зоны субдукции? Мы знаем, что они существуют — именно они ответственны за «Тихоокеанское огненное кольцо» и самые мощные землетрясения на планете. Но момент их зарождения всегда был скрыт от нас.
a, Начальная конфигурация. b, Современная ситуация с расслаивающимся блоком и крупным надвигом под абиссальной равниной Horseshoe Abyssal Plain. c, Будущая эволюция с отделением расслоившегося литосферного блока. d, Зарождение (инициация) зоны субдукции. Цитирование: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al. Seismic evidence for oceanic plate delamination offshore Southwest Iberia. Nat. Geosci. (2025). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01781-6
Автор: Duarte, J.C., Riel, N., Civiero, C. et al.Источник: www.nature.com
Возможно, то, что мы видим у берегов Иберийского полуострова, — это и есть рождение новой зоны субдукции в прямом эфире, пусть и в геологическом масштабе времени. Деламинация может быть тем самым «пусковым крючком». Отколовшийся кусок тянет за собой всю остальную плиту, заставляя её начать медленное погружение под соседнюю. Если эта гипотеза верна, то мы являемся свидетелями первого акта геологической драмы, которая будет разыгрываться миллионы лет и в конечном итоге изменит карту этой части мира.
Для нас же, живущих здесь и сейчас, это исследование — не просто красивая научная теория. Это практический инструмент. Понимание истинной природы угрозы позволяет точнее оценивать сейсмические риски для Португалии и соседних стран, улучшать строительные нормы и системы предупреждения. Древняя загадка, породившая столько страха, наконец-то превратилась в знание, которое может спасти жизни в будущем.
