В 2018 году бразильские и британские учёные исследовали морское дно вокруг вулканического плато, известного как Возвышенность Рио-Гранди, когда они заметили скалы, которые выглядели так, как будто они принадлежат суше.
Просматривая видео, передаваемое с их дистанционно управляемого подводного аппарата на глубине 650 метров (2100 футов) под поверхностью, они обратили внимание на необычные слои красной глины.
«Вы просто не найдёте красную глину на морском дне, — сказал Брамли Мертон (Bramley Murton), морской геолог из Национального океанографического центра в Саутгемптоне, Великобритания, который участвовал в экспедиции. — Отложения выглядели как тропические почвы», — объяснил он.
В недавнем исследовании команда показала, что характерный минеральный состав глины мог образоваться только в результате выветривания на открытом воздухе в условиях тропической жары и влажности. Это последнее открытие в череде открытий, намекающих на то, что этот участок океана, расположенный в 1200 километрах (750 миль) от побережья Бразилии, когда-то был островом.
Вулканическое происхождение
«Представьте себе пышный тропический остров, ускользнувший под воду и застывший во времени. Это то, что мы обнаружили», — сказал Мертон, соавтор исследования.
Он и его коллеги полагают, что по размерам остров был бы аналогичен Исландии (примерно пятая часть общей площади Возвышенности Рио-Гранди).
Истоки Возвышенности Рио-Гранди уходят в прошлое на 80 миллионов лет. Огромный мантийный плюм располагался под срединно-океаническим хребтом Южной Атлантики, вызвав всплеск интенсивного вулканизма; в результате возвышенность «начала свою жизнь как меловая версия Исландии» ближе к срединно-океаническому хребту, чем сейчас находится Южная Америка, сказал Мертон. Постепенно, по мере того как вулканическая активность ослабевала, вулканическое плато дрейфовало на запад через Атлантику и погружалось под воду.
Но примерно 40 миллионов лет назад мантийный плюм испытал последний всплеск вулканизма, на этот раз изолированный от западной части возвышенности. И именно в этом районе исследователи обнаружили красные глины, зажатые между лавами, возраст которых, как известно, составляет около 45 миллионов лет.
«Это выдающийся результат, — сказал Луиджи Ховане (Luigi Jovane), морской геолог из Университета Сан-Паулу и соавтор исследования. — Красные глины являются убедительным доказательством того, что когда-то это был остров.»
Стоит отметить, что Ховане уже более 10-и лет руководит исследованиями в районе Возвышенности Рио-Гранди.
Подводные исследования
Исследование является кульминацией двух научных экспедиций на возвышенность в 2018 году. Первая, на борту бразильского исследовательского судна Alpha Crucis, нанесла на карту с помощью гидролокатора подводный рельеф возвышенности. Первоначально этот проект был направлен на определение характеристик богатых минералами железомарганцевых корок, которые, как известно, встречаются на морском дне в районе возвышенности.
Картирование, проведённое исследователями, выявило разделяющий пополам возвышенность 30-километровый (20-мильный) каньон с крутыми склонами — рифт Крузейру-ду-Сул, — а также древние пляжные террасы, платформы, изрезанные волнами, и затонувшие водопады.
Восемь месяцев спустя команда вернулась на борту корабля RRS Discovery Национального океанографического центра. Это судно оснащено аппаратом с дистанционным управлением (ROV), который позволил им заснять камни, обнажённые на крутых стенах каньона. У данного ROV также имеется роботизированная рука для сбора образцов.
По словам Тони Уоттса (Tony Watts), морского геолога из Оксфордского университета, который не участвовал в исследовании, большинство исследований геологии морского дна основаны на гидролокационном картировании и дноуглубительных работах в поисках образцов горных пород. Но «используя ROV, [исследователи] могут быть более уверены в местоположении и контексте красных пластов».
Вооружившись образцом красной глины, исследователи измерили её минеральный состав ещё и в лаборатории. Они обнаружили, что в основном он содержит тип глинистого минерала под названием каолинит, который преобладает в тропических почвах, поскольку устойчив к экстремальному химическому выветриванию.
«Эти красные глины по химическому и минералогическому составу точно такие же, как красная земля, или terra roxa, которую мы можем найти по всей Бразилии, — сказал Ховане. — Мы уверены, что они представляют собой выветренные верхние поверхности лавы «in situ» (научный термин на латинском языке, для обозначения оригинального места проведения опытов, наблюдений и экспериментов).»
«Это надёжный набор данных», — сказал Уоттс, который согласился с интерпретацией команды о том, что эта область когда-то находилась над уровнем моря.
Он добавил, что исследование имеет важное значение для понимания магматической истории и истории погружения возвышенности.
По словам Мертона, данные, собранные в 1980-х годах, в том числе керны буровых скважин, содержащие мелководные микроокаменелости, показали, что западная часть возвышенности была поднята во время эоцена. Но «никто до сих пор не нашёл убедительных доказательств субаэрального вулканизма и обнажения западной возвышенности».
Желанные минералы
Возвышенность Рио-Гранди интересна не только с научной точки зрения. Она также имеет потенциальную экономическую ценность благодаря своим железомарганцевым коркам. В декабре 2018 года правительство Бразилии обратилось в Организацию Объединённых Наций с просьбой расширить свои морские границы, включив в них Возвышенность Рио-Гранди.
Возвышенность расположена в международных водах и далеко за пределами исключительной экономической зоны Бразилии шириной 370 километров (шириной 200 морских миль), где прибрежные страны имеют суверенитет над ресурсами морского дна. Чтобы претендовать на расширение территории, Бразилии необходимо доказать, что возвышенность имеет те же геологические характеристики, что и страна.
Новообретённый статус возвышенности может помочь поддержать это продолжающееся утверждение.
«Возвышенность Рио-Гранди и весь континент имеют одинаковую почву и климат, — объяснил Ховане. — В этом смысле между ними существует прямая связь.»
Ховане сказал, что Бразилии необходимо доказать не только то, что она имеет обоснованные претензии на Возвышенность Рио-Гранди, но и то, что она может вести устойчивую добычу полезных ископаемых в этом районе. В настоящее время в Бразилии действуют правила добычи полезных ископаемых только на суше, тогда как законодательства о добыче полезных ископаемых на морском дне в международных водах до сих пор не существует.
