CC BY
40
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
БОГ https://doi.Org/10.18599/grs.2018.2.122-132 ' удк 550.361
Асимметрия теплового потока на срединно-океанических хребтах в Северном и Южном полушариях Земли
М.Д. Хуторской*, Е.А. Тевелева
Геологический институт РАН, Москва, Россия
Проведен статистический анализ распределения теплового потока вдоль девяти геотраверсов, пересекающих срединно-океанические хребты в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. Установлена значимая асимметрия в распределении теплового потока - средние его значения различаются по разные стороны от оси хребтов. В геотраверсах южного полушария Земли их западный фланг имеет более высокое значение среднеарифметического теплового потока, а в геотраверсах северного полушария - восточный фланг. учитываются различные тектонические факторы, приводящие к такому распределению, но универсальной причиной этой закономерности предложено считать влияние силы Кориолиса, которая при вращении планеты отклоняет восходящий поток магмы в дивергентных зонах, соответственно, к западу - в южном, и к востоку - в северном полушариях.
Ключевые слова: тепловой поток, геотраверс, статистика, асимметрия, срединно-океанический хребет, кориолисова сила
Для цитирования: Хуторской М.Д., Тевелева Е.А. (2018). Асимметрия теплового потока на срединно-океанических хребтах в Северном и Южном полушариях Земли. Георесурсы, 20(2), с. 122-132. DOI: https://doi. о^/10.18599^ге.2018.2.122-132
Детальные исследования теплового потока в пределах склонов срединно-океанических хребтов и смежных абиссальных котловин показали, что его распределение не является везде симметричным относительно оси хребта в соответствующих однотипных зонах, а подчинено сложному механизму перераспределения, зависящему от многих геологических причин, связанных с тектоникой и особенностями строения литосферы этих зон.
Факт геотермической асимметрии склонов срединных океанических хребтов (СОХ), смежных абиссальных котловин и пассивных частей трансформных разломов в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах был обоснован и подтвержден на основании статистической обработки выборок измерений из глобальной базы данных по тепловому потоку вдоль геотраверсов, пересекающих СОХ и охватывающих перечисленные структурные элементы океанической коры. (Подгорных, Хуторской, 1998; Подгорных, Хуторской, 1999; Хуторской, Тевелева, 2016; Хуторской, Поляк, 2017; Хуторской и др., 2017). Важно отметить, что асимметрия СОХ наблюдается не только в тепловом поле, но и в других геофизических полях: магнитном (Глебовский и др., 1986) и гравитационном (Budanov et а1., 1997), а также в структуре коры (Нарышкин, Погребицкий, 1986; Пущаровский и др., 1995).
Природа этого феномена многократно обсуждалась, и предлагались различные геолого-геофизические модели для объяснения существующей асимметрии. Некоторые исследователи отмечают существование различной скорости спрединга океанических плит по разные стороны от оси хребтов (Нарышкин, Погребицкий, 1986;
* Ответственный автор: Хуторской Михаил Давыдович E-mail: [email protected]
© 2018 Коллектив авторов
Пущаровский и др., 1995; Шрейдер, 2001), другие полагают, что различаются геодинамические процессы в смежных плитах, и на одной из них режим сжатия, сменивший первичную обстановку растяжения, создает характерные для сжатия шарьяжно-надвиговые структуры (Budanov et al., 1997; Пущаровский и др., 1995).
Ранее нами было предложено рассмотреть влияние силы Кориолиса (Хуторской, Тевелева, 2018), которая действует на любую массу, двигается вдоль радиуса вращающейся Земли и отклоняет эту массу от ортогональной траектории, соответственно, к западу в южном полушарии и к востоку - в северном. В качестве такой «массы» может рассматриваться восходящий поток магмы в дивергентных зонах срединных хребтов. Отклонение этого потока от траектории, ортогональной к поверхности планеты, обусловливает наблюдаемую геотермическую асимметрию.
Целью данной работы является сравнительный анализ распределения теплового потока вдоль геотраверсов, пересекающих СОХ в южном и северном полушариях планеты. Естественно, нами рассматриваются те пересечения СОХ, которые наиболее представительно обеспечены измерениями теплового потока. Компиляция измеренных значений теплового потока отражена в глобальных базах данных (Jessop et al., 1976; Pollack et al., 1992; Подгорных, Хуторской, 1997; Hasterok, 2010).
Для установления факта геотермической асимметрии на флангах СОХ нами было проведено сравнение выборок данных теплового потока для однотипных элементов вдоль длинных профилей (геотраверсов), пересекающих хребты в Мировом океане: Срединно-Атлантический хребет (САХ), Восточно-Тихоокеанское поднятие (ВТП) и Западно-Индийский хребет (ЗИХ) (Рис. 1). Статистические выборки для каждого из этих геотраверсов вполне представительны (Табл. 1) для проведения сравнительного анализа.
Рис. 1. Схема расположения точек измерения теплового потока и исследованных геотраверсов вМировом океане (номера см. в тексте)
№ геотраверса №1 Анголо -Бразильский №2 -31° ю.ш.
запад/восток запад восток запад восток
среднее значение теплового потока 62 39 91 61
среднеквадратическое отклонение 25 21 94 62
количество измерений 16 18 6 27
значение критерия Крамера-Вэлча 3 0,99
доверительная вероятность 99% 70%
Табл. 1. Статистические характеристики геотраверсов в южном полушарии Атлантики
Доказательство возможной геотермической асимметрии структурно-морфологических элементов вдоль геотраверсов основано на статистическом сравнении выборок эмпирических данных, относящихся к разным его частям, в нашем случае, к его западному и восточному простиранию.
Для оценки статистически значимого различия средних значений теплового потока в исследуемых выборках использовался параметрический критерий Крамера-Вэлча (Т), значение которого находят по формуле (Гмурман, 2015):
Т =
тп • (х - у)
V
2 2 пэх + тэу
_ 2 _ 2
где X, , П и у, Зу, П , соответственно, выборочные
средние, дисперсии и количество данных по двум сравниваемым выборкам.
Если Т < ^(1 — а , где — а - значение обратной
функции нормального распределения от уровня значимости а, где а=1-Р, Р - доверительная вероятность, то принимают гипотезу об однородности средних значений теплового потока, т.е. существование асимметрии не подтверждается. Если же Т > ^(1 — —), то принимают гипотезу о том, что средние значения по рассматриваемому признаку неоднородны, и асимметрия подтверждается. При уровне значимости а=0,05 (при Р=95%) критическое значение критерия Крамера-Вэлча Т= 1,96. Следовательно, если значение критерия не превышает данную величину, то следует принять гипотезу об однородности данных выборок по среднему значению. Если значение критерия больше или равно критическому значению, то выборки по среднему значению признаются различными.
Южное полушарие Земли
В южном полушарии мы проанализировали распределение теплового потока вдоль пяти геотраверсов: 1) Анголо-Бразильский геотраверс (12°ю.ш.), 2) геотраверс вдоль 31°ю.ш. - в Атлантическом океане; 3) геотраверс 15°ю.ш. - в Тихом океане, а также геотраверсы в Индийском океане: 4) южная часть котловины Крозе-Мозамбикская котловина и 5) северная часть котловины Крозе-Мадагаскарская котловина (Рис. 1).
Атлантический океан
Большинство геотермических данных по Анголо-Бразильскому геотраверсу (№1) было получено во время многолетних экспедиционных геолого-геофизических исследований ВНИИОкеангеология (Подгорных, Хуторской,
1998; Попова и др., 1984; Погребицкий и др., 1990; Мащенков, Погребицкий, 1995).
В пределах Анголо-Бразильского геотраверса выполнены детальные измерения теплового потока, гравитационного и магнитного полей, рельефа дна, проведен большой объем сейсмических исследований.
Морфоструктура дна вдоль геотраверса подчиняется традиционной схеме строения трансокеанических структур (Нарышкин, Погребицкий, 1986). В центральной части геотраверса располагается Срединно-Атлантическое поднятие, по обе стороны от которого лежат абиссальные плиты (Ангольская и Бразильская котловины) и сопряженные с плитами окраинно-материковые флексуры (Африканский и Южно-Американский континентальные склоны с подножьями) (Рис. 2). Перечисленные структуры первого порядка осложнены системой подчиненных и наложенных морфоструктур: выделяются мозаично-ячеистые и линейно-грядовые поднятия, плато, троги, вулканические постройки центрального типа. Несмотря на плавные в целом сопряжения структур, продольные относительно срединного хребта зоны контактируют по сбросам. Исходя из ландшафтных характеристик (размер, амплитуда, выдержанность ориентировки), отмечается асимметрия крыльев срединного поднятия: при формировании базальтового ложа тектоно-магматическая деятельность наиболее интенсивно проявилась на западном "бразильском" крыле (Погребицкий и др., 1990).
Строение магнитного поля западного и восточного флангов поднятия также асимметрично. Аномалии западного фланга отличаются относительно повышенной интенсивностью (до 150 нТл) и более выдержанной линейностью. Они хорошо идентифицируются до 33-й аномалии включительно. Аномалии восточного фланга характеризуются сглаженным (до 100 нТл) знакопеременным
фрагментарно линейным полем, и корреляция здесь весьма условна (Мащенков, Погребицкий, 1995). Асимметрия в строении аномального магнитного поля западного и восточного флангов срединного поднятия устанавливается и на геомагнитном разрезе: поверхность нижних кромок намагниченных тел на западном фланге не опускается глубже 12 км, а на восточном достигает 20 км от поверхности океана.
По данным МОВ ОГТ отмечается существование структурных швов, захороненных под осадочным чехлом. На сейсмическом разрезе они выражаются в виде мощного рефлектора, проходящего через всю кору и смещающего поверхность Мохо. Хотя эти швы не выражены ни в рельефе дна, ни в гравитационном поле, в структурном плане они также дают основание предположить асимметрию обусловивших их тектонических процессов. На «Ангольском шве» наблюдается надвигание океанической литосферы по поверхности палеоконтинентального склона в сторону континента, а на «Бразильском» - листри-ческое сползание.
Наблюдаемая асимметрия в глубинной структуре склонов и абиссальных котловин вдоль геотраверса, а также в магнитном поле связана, естественно, с различием в энергетике геодинамических процессов, о чем можно судить на основании анализа геотермических данных. Они показали при статистической обработке и расчету критерия Крамера-Вэлча значимое различие теплового потока по разные стороны САХ. Так, средний тепловой поток западнее САХ составляет 62 мВт/м2, а восточнее -39 мВт/м2 (Табл. 1).
Обсуждая причины геотермической асимметрии хребта, можно в первом приближении согласиться с авторами работы (Погребицкий и др., 1990, стр. 21), которые объясняют ее "...отсутствием единого механизма формирования
Рис. 2. Рельеф дна (А) и тепловой поток (Б) вдоль Анголо-Бразильского геотраверса
океанической литосферы", но полученные нами результаты заставляют предположить наличие дополнительных глубинных термических источников, которые обусловили повышение теплового потока на западном фланге хребта в полосе геотраверса.
Можно предположить или наличие разной мощности литосферы с западной и восточной стороны хребта (в этом случае в стационарном геотермическом поле сохранятся различия фоновых значений теплового потока), или действие нестационарных и более поздних геодинамических процессов, изменивших термическую структуру уже сформировавшейся океанской литосферы.
Первое из наших предположений не согласуется с независимыми геофизическими результатами, полученными при изучении геотраверса, а также с оценками мощности литосферы по данным о батиметрии дна (Мащенков и др., 1998). Второе предположение более реально, т.к. структурная неоднородность и наличие наложенных тектонических процессов в сформировавшейся литосфере подтверждается данными магнитометрии и сейсмического профилирования.
Геотраверс вдоль 31°ю.ш. протягивается от Капской котловины на востоке до Плато риу-Гранди на западе Атлантического океана. В полосе геотраверса1 имеется 6 измерений западнее САХ и 27 измерений - восточнее. Применив ту же методику сравнения данных, мы рассчитали, что средний тепловой поток западнее САХ составляет 91 мВт/м2, а восточнее - 61 мВт/м2, т.е. пришли к аналогичному результату: западный фланг САХ на геотраверсах южного полушария в Атлантике обладает более высоким тепловым потоком (Табл. 1).
Как было анонсировано выше, мы обсудим более общие и универсальные модели для объяснения наблюдаемой асимметрии теплового потока после характеристики всех геотраверсов.
тихий океан
В южном полушарии Тихого океана мы рассмотрели один геотраверс, пересекающий ВТП по 15°ю.ш. ВТП представляет одно из главных звеньев глобальной цепи срединно-океанических хребтов. В юго-восточной части Тихого океана оно служит границей между литосферной плитой Пацифик на западе и плитами Антарктической, Чилийской, Наска и Кокос на востоке. Морфологически поднятие выражено в виде широкого (1000-1200 км) вала с пологими склонами, расчлененными на крупные и мелкие глыбы, среди которых высятся отдельные подводные вулканические горы или вулканические массивы. Параллельно главной оси ВТП иногда встречаются глы-бово-вулканические поднятия относительно небольшой протяженности. Гребень ВТП располагается на глубинах 2-3 км, и лишь несколько отдельных вулканов поднимаются до отметок менее 2 км. Высшей точкой хребта в этой части океана является остров Пасхи, расположенный в зоне его сочленения с широтным глыбово-вулканическим хребтом Сала-и-Гомес.
Особенностью ВТП, отличающей его от других срединных хребтов, является отсутствие продольной
'В выборку данных теплового потока включались все измерения, расположенные в полосе шириной ±2° от оси геотраверса.
рифтовой долины и обрамляющей ее хребтов, что объясняется высоким темпом спрединга (до 16 см/год), при котором обильные массы поступающего к поверхности магматического материала полностью заполняют рифтовую долину (Нарышкин, Погребицкий, 1986; Menard, 1966).
Осадочный слой на поднятии довольно тонкий, а в ряде мест и вообще отсутствует. Второй слой, представленный в основном базальтами, имеет мощность порядка 1 км, а "базальтовый слой", который, судя по результатам драги-ровок на разломе Хизена в 24-м рейсе НИС "Академик Курчатов", состоит из амфиболитовых сланцев, имеет мощность 3,6-3,7 км, что почти на 2 км меньше мощности этого слоя за пределами ВТП. Г. Менард в своих работах называл ВТП мегантиклинальным воздыманием океанской земной коры, в котором слои становятся постепенно все более тонкими по мере приближения к гребню (Гайнанов, 1980).
На всем протяжении ВТП расчленено многочисленными трансформными разломами, по которым его блоки сдвинуты иногда на значительные расстояния. Например, смещение оси ВТП в разломах Хизена и Тарп трансформной системы Элтанин между 53 и 57°ю.ш. достигает 15° по долготе, т.е. более 1500 км. Характер смещений меняется по простиранию ВТП: к югу от параллели 40°ю.ш. преобладают правосторонние смещения, между 40° и 20°ю.ш. - левосторонние, а севернее 20°ю.ш., вплоть до стыка с широтным Галапагосским поднятием, - опять правосторонние.
Многие исследователи также отмечают сходные черты в геофизических полях южной части срединно-Атлантического хребта и ВТП в юго-восточной части Тихого океана (Kuo, Forsyth, 1988). Это сходство выражается в одинаковых величинах аномалий полного вектора геомагнитного поля и гравитационных аномалий в редукции Фая.
основной объем геотермических измерений в этой части Тихого океана был получен американскими и канадскими учеными. Тем не менее, около 50 измерений теплового потока выполнено российскими учеными, в том числе и авторами данной работы, во время 14-го рейса НИС "Дмитрий Менделеев" и 24-го рейса НИС "Академик Курчатов" (Попова и др., 1984).
Район геотраверса 15°ю.ш. характеризуется самой высокой геотермической изученностью из всех рассмотренных объектов. В общей сложности здесь проанализировано 7260 измерений теплового потока, из которых 3740 расположены западнее оси ВТП, и 3520 - восточнее. Расчет статистического различия выборок показал, что на этом пересечении ВТП существует значимая асимметрия теплового потока: среднее его значение западнее хребта составляет 88 мВт/м2, а восточнее - 72 мВт/м2 (Табл. 2).
индийский океан
В настоящей работе мы проанализировали распределение теплового потока на флангах Юго-Западного Индийского хребта (ЮЗИХ) (Рис. 1). Он морфологически разделяется на Западно-Индийский (ЗИХ) и Африкано-Антарктический хребты, сочленение которых происходит в зоне трансформного разлома Принца Эдуарда на 37° в.д. (Рис. 3). Хребты характеризуются интенсивно расчлененным рельефом с перепадом высот до 4 км. Они
№ геотраверса №3 -15°ю.ш.
запад/восток запад восток
среднее значение теплового потока 88 72
среднеквадратическое отклонение 61 59
количество измерений 3745 3520
значение критерия Крамера-Вэлча 2,84
доверительная вероятность 99%
Табл. 2. Статистические характеристики геотраверса в южном полушарии Тихого океана
пересекаются многочисленными трансформными разломами, смещающими современную ось спрединга иногда на десятки миль (Шрейдер, 2001).
ЮЗИХ относится к медленно спрединговым хребтам (НобйоМ, 2001). Скорость спрединга здесь, в среднем, не превышает 14 км/млн лет (1,4 см/год)2, причем аккреция коры по разные стороны от оси хребта резко асимметрична. Так, на «Антарктической» стороне она составляет 8,5 км/млн лет, а на «Африканской» - 5,5 км/млн лет (Сап^ et а1., 1999). Вдоль простирания ЮЗИХ также наблюдается структурная асимметрия. Участки хребта, лежащие западнее трансформного разлома Эндрю-Бэйн (30° в.д.) и восточнее трансформного разлома Мэлвилл (61°в.д.), характеризуются аномально глубокой осевой долиной, косым спредингом, небольшой величиной центральной магнитной аномалии и нестабильным морфологическим проявлением на дне пассивных частей трансформных разломов (Patriat et а1., 1997; Cannat et а1., 1999). Такие свойства периферийных частей ЮЗИХ позволяют предположить, что они имеют относительно
Рис. 3. Морфологическая схема Юго-Западного Индийского хребта. Стрелками показаны: 1 - Западно-Индийский хребет; 2 - Африкано-Антарктический хребет; 3 - трансформный разлом Принца Эдуарда
«холодную» мантию, прочную и толстую литосферу и ограниченные запасы магмы. Напротив, центральная часть ЮЗИХ, между 30 и 61°в.д., характеризуется прекрасно проявляющимися в рельефе трансформными разломами, ортогональным спредингом и ярко выраженной центральной магнитной аномалией (Patriat et al., 1997). Внутри этой части ЮЗИХ, между трансформными разломами Атлантис II (56°45' в.д.) и Навара (58°40' в.д.), лежит сегмент, который, судя по скорости спрединга, можно сравнить с большинством сегментов Срединно-Атлантического хребта.
Таким образом, ЮЗИХ характеризуется структурной и морфологической асимметрией вдоль и вкрест своего простирания.
В юго-западной части океана, начиная с конца 60-х годов ХХ века, неоднократно проводились экспедиционные работы на американских, французских и японских научно-исследовательских судах, включавшие измерения теплового потока (Anderson et al., 1977; Anderson et al., 1979; Courtney, Recq, 1986; Hyndman et al., 1987). Компиляция измеренных значений теплового потока отражена в глобальных базах данных (Jessop et al., 1976; Pollack et al., 1992; Подгорных Л.В., Хуторской, 1997; Hasterok, 2010). На рис.4 показаны все известные на сегодняшний день пункты измерений в этой части Индийского океана.
Для установления факта геотермической асимметрии на флангах ЗИХ нами было проведено сравнение выборок данных теплового потока вдоль двух длинных профилей (геотраверсов), пересекающих хребет (Рис. 4). Статистические выборки для каждого из этих геотраверсов вполне представительны (Табл. 2) для проведения сравнительного анализа.
Таким образом, в юго-западной части Индийского океана мы констатируем наличие не только структурной, но и геотермической асимметрии ЗИХ относительно его оси. Западный склон и смежная абиссальная котловина характеризуется более высоким тепловым потоком по сравнению с восточной частью ЗИХ в полосе обоих геотраверсов.
2Для сравнения, на Срединно-Атлантическом хребте средняя скорость спрединга составляет 2,5 см/год.
Рис. 4. Батиметрическая карта юго-западной части Индийского океана (сечение изобат - 1000 м) и расположение точек измерения теплового потока (крестики). Размер крестиков пропорционален величине теплового потока. 4-5 - геотраверсы, вдоль которых проведена статистическая обработка геотермических данных.
№ геотраверса №5 №4
западнее/восточнее оси ЗИХ З. В. З. В.
среднее значение теплового потока 76 48 124 77
среднеквадратическое отклонение 59 30 79 40
количество измерений 65 28 12 48
значение критерия Крамера-Вэлча (Г) 2,38 2,9
доверительная вероятность 99% 99%
Табл. 3. Статистические характеристики для значений теплового потока (мВт/м2) по геотраверсам №5 и №4
Подводя итоги статистического анализа асимметрии соХ южного полушария, мы отмечаем, что для всех пересечений хребтов в трех океанах Земли западный фланг обладает более высоким тепловым потоком, чем восточный.
Северное полушарие Земли
В северном полушарии рассматривались четыре геотраверса: 6) геотраверс 45° с.ш., 7) Канаро-Багамский геотраверс (28°с.ш.), 8) геотраверс 19°с.ш. - в Атлантике и 9) геотраверс 10°с.ш. в Тихом океане.
Атлантический океан
Геотраверс 45°с.ш. простирается от Бискайского залива на востоке до Ньюфаундлендской котловины на западе, пересекая САХ на 28°з.д. Район достаточно хорошо изучен всеми геолого-геофизическими методами. Достаточно сказать, что только измерений теплового потока здесь выполнено более 250 (Рис. 5). Диапазон изменения теплового потока очень широкий. Минимальное значение составляет 25 мВт/м2, а максимальное - 180 мВт/м2. Заметим, что САХ в этом районе характеризуется не самыми экстремальными значениями, что обычно связывают с уменьшением кондуктивного теплового потока из-за тепломассопереноса в рифтовой долине хребта.
Максимальные значения теплового потока относятся к восточному склону САХ в районе 8-10-й магнитных аномалий. Далее на восток, в Бискайском заливе тепловой поток несколько уменьшается, но, тем не менее, остается повышенным по сравнению с Ньюфаундленской котловиной. Сравнение выборок теплового потока западнее и восточнее оси САХ показало, что выборка на востоке имеет статистически значимое превышение среднего теплового потока над тем, которое характеризует выборку на западе (Табл. 4).
Позиция Канаро-Багамского геотраверса (23-29° с.ш.) выбрана так, что им пересекается только одна дивергентная граница плит (САХ) (Рис. 6), которая
№ геотраверса №6 (45°с.ш.)
запад/восток запад восток
среднее значение теплового потока 69 84
среднеквадратическое отклонение 57 43
количество измерений 95 200
значение критерия Крамера-Вэлча 2,6
доверительная вероятность 99%
Табл. 4. Статистические характеристики для значений теплового потока (мВт/м2) по геотраверсам №6
функционировала на протяжении всей истории раскрытия Атлантики. Расположенная между наиболее удаленными друг от друга атлантическими трансформными разломами Кейн и Атлантис, полоса геотраверса покрывает регион, наиболее представительный для рассмотрения процессов аккреции и эволюции океанической коры в обстановке медленного спрединга (Мащенков, Погребицкий, 1995).
По результатам сейсмических работ, в районе геотраверса выделяется два типа земной коры, имеющих определенную структуру волнового поля и скоростные характеристики, - нормальная и аномальная кора. Нормальная кора характеризуется наличием трех сейсмокомплексов: 1-й сейсмокомплекс, который по особенностям волнового поля сопоставляется с пиллоу-лавами и базальтовыми потоками в разрезах офиолитов; 2-й - (акустически прозрачный горизонт) интерпретируется как комплекс параллельных даек; 3-й сейсмокомплекс по присутствию динамически выраженных отражающих площадок и наклонных рефлекторов отвечает габброидам нижних частей разреза типичных офиолитов. На большинстве временных разрезов MOB выделяется раздел Мохо, отмечающий переход от «слоистой» к «неслоистой» записи. На профилях MOB в полосе Канаро-Багамского геотраверса встречаются также участки, где волновые поля имеют аномальные особенности: насыщение осями дифракции или отражающие границы сложной структуры (наклонные и «шпорообразные» рефлекторы).
Проявления асимметрии на геотраверсе отмечались при анализе «корневой зависимости» рельефа на склонах САХ (Мащенков и др., 1998), гравитационных аномалий Фая (Гайнанов, 1980; Kuo, Forsyth, 1988) и теплового потока (Подгорных, Хуторской, 1999). Однако, статистическое сравнение геотермических характеристик однотипных морфологических элементов вдоль Канаро-Багамского геотраверса выявило их неоднородность. Так, сравнение статистик теплового потока в абиссальных котловинах
Рис. 5. Рельеф дна и пункты измерений теплового потока (треугольники) в районе геотраверса 45°с.ш. Размер треугольников пропорционален величине теплового потока
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ i
ÉdiiiMMFi^
Рис. 6. Блок-диаграммы рельефа дна (А) и теплового потока (Б) вдоль геотраверса №7 (Канаро-Багамский)
показало, что в Канарской котловине в полосе геотраверса тепловой поток статистически значимо выше, чем в южной части Северо-Американской (Багамской) котловины. В то же время сравнение распределения теплового потока на склонах САХ не обнаружило значимого различия с восточной и западной стороны от оси хребта.
Появление новой, намного более представительной базы данных по тепловому потоку (Hasterok et al., http:// heatflow.org/data) позволило заметно увеличить анализируемую выборку по Канаро-Багамскому геотраверсу. Если раньше в полосе геотраверса мы анализировали 42 измерения, то в последней базе те же координаты включали 70 измерений.
В табл. 5 приведены результаты статистической обработки выборок теплового потока в западной и восточной периферии геотраверса. Расчеты показали, что, несмотря на небольшое превышение среднего теплового потока восточнее САХ, это различие статистически незначимо, т.е. нет оснований считать существование геотермической асимметрии на этом геотраверсе. Возможная интерпретация данного результата будет приведена ниже.
На рис. 7 показан рельеф дна в районе геотраверса 19°с.ш. (№8). Этот блок земной коры почти не затронут трансформными смещениями и может рассматриваться как тектонотип симметричного расположения морфологических элементов океанического дна: склонов САХ и смежных абиссальных котловин.
Геотраверс №7 Канаро-Багамский
запад/восток запад восток
среднее значение теплового потока 58 61
среднеквадратическое отклонение 48 39
количество измерений 50 20
значение критерия Крамера-Вэлча 0,27
доверительная вероятность <20% (значимых различий нет)
Табл. 5. Статистические характеристики для значений теплового потока (мВт/м2) по геотраверсу №7
Тем не менее, сравнение выборок теплового потока, сформированных на основании измерений по разные стороны от оси САХ, показало статистически значимое различие - восточный фланг геотраверса обладает более высоким средним тепловым потоком (Табл. 6).
тихий океан
В Пацифике лишь один геотраверс в северном полушарии удовлетворяет условию достаточной геотермической изученности. Это геотраверс №9, пересекающий ВТП на 10°с.ш. Вдоль этого геотраверса усилиями, в основном, американских исследователей, получено более 5000 измерений теплового потока (McKenzie, Sclater, 1969; Parsons, Sclater, 1977; Von Herzen, Uyeda, 1963). Подавляющее число измерений лежит в пределах 65-100 мВт/м2. Лишь
Рис. 7. Рельеф и положение точек измерения теплового потока (треугольники) вдоль геотраверса 19°с.ш. (размер треугольников пропорционален величине теплового потока)
№ геотраверса №8 19° с.ш.
запад/восток запад восток
среднее значение теплового потока 74 93
среднеквадратическое отклонение 51 100
количество измерений 22 30
значение критерия Крамера-Вэлча 1,34
доверительная вероятность 82%
Табл. 6. Статистические характеристики для значений теплового потока (мВт/м2) по геотраверсу 19°с.ш. (№8)
около 20 точек характеризуются ураганными значениями 250-260 мВт/м2, тяготеющими к оси ВТП. Статистический анализ показал хотя и небольшое, но значимое различие теплового потока флангов ВТП: восточный фланг имеет более высокое среднее значение, чем западный (Табл. 7).
Обсуждение результатов
Сопоставление геотермических данных для флангов геотраверсов, пересекающих все СОХ в океанах Земли, выявило статистически значимую асимметрию теплового потока, различающуюся по направлению в южном и северном полушариях Земли: в южном полушарии западные фланги геотраверсов характеризуются более высоким тепловым потоком, а в северном - восточные. Из изученных девяти геотраверсов только на одном из них (Канаро-Багамский) отмечается статистически незначимое различие теплового потока по разные стороны от САХ.
Объяснение этого феномена требует не только корректировки основных положений парадигмы спрединга океанского дна, но и более глобальных, планетарных причин проявления асимметрии в быстро- и медленно спрединговых хребтах. Можно указать, как минимум, две возможные причины, осложняющие симметричный дивергентный механизм. Это различающийся возраст блоков тектонических плит по разные стороны от оси хребта и/или наложение вторичных процессов на первичный спрединг, которые идут с выделением или поглощением энергии. Среди таких процессов можно указать на растяжение коры в аккреционной зоне и в смежных абиссальных котловинах, которое сопровождается образованием листрических сбросов, а также образование шарьированных блоков, экранирующих глубинный тепловой поток. С этими тектоническими процессами неразрывно связано сложное перераспределение конвективных потоков в верхней части океанской литосферы, которое
№ геотраверса №9 10°с.ш.
запад/восток запад восток
среднее значение теплового потока 69 74
среднеквадратическое отклонение 53 56
количество измерений 2829 3160
значение критерия Крамера-Вэлча 1,49
доверительная вероятность 87%
Табл. 7. Статистические характеристики для значений теплового потока (мВт/м2) по геотраверсу 10°с.ш. в Тихом океане (№9)
фиксируется в геотермическом поле наличием аномально высоких и аномально низких (и даже нулевых) значений теплового потока.
Существующая методика расчета возраста второго слоя океанской коры по геотермическим данным (напр., (Сорохтин, 1974)) основана на предположении о равной скорости спрединга по обе стороны от оси океанических хребтов. Именно на этом основании выведена формула, позволяющая рассчитать возраст дна (0 по измерениям теплового потока (д): q = Я-Та Ытс&, где X - теплопроводность литосферы; Т - температура астеносферы; а - температуропроводность, а также производную от этой другую формулу для оценки мощности литосферы (Н): Н^ (Т51Та)л[лгЛ, где Т - температура солидуса мантийного вещества. Наличие геотермической асимметрии существенно осложняет применение этих формул и заставляет предположить другую, более сложную модель для количественных оценок параметров океанской литосферы. Проведенные ранее исследования поиска корреляционной зависимости возраста океанической коры по магнитным аномалиям и по величине теплового потока не установили значимую корреляцию (Budanov et а1., 1997). Идея о существовании геотермической асимметрии позволяет объяснить причину отсутствия корреляции.
Перечисленные факторы, несомненно, требуется учитывать при анализе геотермического поля океанской коры, но они не объясняют разное «направление асимметрии» в северном и южном полушариях.
Выше мы упомянули влияние силы Кориолиса, неизменно проявляющееся на вращающейся Земле.
На любую материальную точку Земли (т) из-за ее вращения против часовой стрелки с угловой скоростью (ю) будет действовать сила Кориолиса Fk=2да■v■ю•sin^, которая в южном полушарии будет смещать массу влево относительно радиуса (Рис. 8), а в северном, соответственно, вправо. В дивергентных зонах такой массой является магма, поднимающаяся из астеносферного мантийного резервуара со скоростью V, обеспечивая спрединг океанских плит. Однако, мы не отмечаем связь скорости подъема магмы (V) ни с величиной среднего теплового потока, ни со степенью асимметрии средних его значений по разные стороны СОХ. Это вытекает из сравнительного анализа данных по геотраверсам в быстро спрединговом ВТП и в медленно спрединговых САХ и ЗИХ.
Под действием силы Кориолиса, направленной перпендикулярно траектории подъема магмы, вектор скорости
ш
>> V ..................."
ГК А
Рис. 8. Действие силы Кориолиса (пояснения в тексте)
Ш
становится не ортогональным к поверхности дна, а смещенным к западу. Масса т переместится из точки А в точку В (Рис. 8). Амплитуда смещения магматического потока будет больше в высоких широтах (ф), чем при приближении к экватору. Под действием той же силы материальная точка в северном полушарии будет отклоняться к востоку относительно траектории ортогональной к поверхности планеты.
Геотраверсы №№ 1-5 расположены в южном полушарии, поэтому поток поднимающейся магмы неизменно отклоняется к западу, что объясняет наблюдаемую асимметрию во всех океанах планеты.
Для геотраверсов №№ 6-9, расположенных в северном полушарии, более «прогретым» оказывается восточный фланг геотраверса, что также однозначно можно связать с влиянием силы Кориолиса. Здесь исключением является Канаро-Багамский геотраверс (№7), у которого различие средних потоков тепла на флангах оказалось статистически незначимым. По-видимому, новейшая тектоническая активность, проявляющаяся в Багамской котловине (Мащенков и др., 1997), повышает общий фон теплового потока на западном фланге геотраверса.
Таким образом, мы подтвердили с помощью статистического анализа, что в геотраверсах южного полушария Земли, пересекающих срединно-океанические хребты, их западный фланг имеет более высокое значение среднеарифметического теплового потока, а в геотраверсах северного полушария - восточный фланг. Универсальной причиной этой закономерности можно считать влияние силы Кориолиса, которая при вращении планеты отклоняет восходящий поток магмы и других продуктов извержений в дивергентных зонах, соответственно, к западу - в южном, и к востоку - в северном полушарии.
Финансирование
Работа выполнена при финансовой поддержке госбюджетной темы № 0135-2015-0021 и Программы Президиума РАН № 49.
литература
Гайнанов А.Г. (1980). Гравиметрические исследования земной коры океанов. М.: МГУ, 240 с.
Глебовский В.Ю., Каминский В.Д., Осипов В.А. (1986). Структура аномального магнитного поля от срединного хребта до Ангольского шельфа. Литосфера Ангольской котловины и восточного склона ЮжноАтлантического хребта, Л., с. 70-80.
Гмурман В.Е. (2005). Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, с. 327-349.
Городницкий А.М. (1985). Строение океанической литосферы и формирование подводных гор. М.: Наука, 166 с.
Мащенков С.П., Погребицкий Ю.Е. (1995). Симметрия и асимметрия САХ по материалам комплексных геофизических исследований на атлантических геотраверсах. Геология и минеральные ресурсы Мирового океана, СПб.: ВНИИОкеангеология, с. 64-79.
Мащенков С.П., Погребицкий Ю.Е., Астафурова Е.Г. и др. (1998). Глубинное строение и эволюция литосферы Центральной Атлантики (результаты исследований на Канаро-Багамском геотраверсе). СПб.: ВНИИОкеанология, 290 с.
Нарышкин Г.Д., Погребицкий Ю.Е. (1986). Морфоструктура дна Юго-Восточной Атлантики. Литосфера Ангольской котловины и восточного склона Южно-Атлантического хребта, Л., с. 10-23.
Погребицкий Ю.Е., Горячев Ю.В., Осипов В.А., Трухалев А.И. (1990). Строение океанической литосферы по результатам исследований на Анголо-Бразильском геотраверзе. Сов.геология, 3, с. 8-22.
Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. (1997). Планетарный тепловой поток. Карта масштаба 1: 30 000 000 и объяснительная записка к ней. Москва-Санкт Петербург, Оргсервис ЛТД, 65 с.
Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. (1998). Асимметрия распределения теплового потока вдоль Анголо-Бразильского геотраверса (Южная Атлантика). Докл. РАН, 355(4), с. 212-215.
Подгорных Л.В., Хуторской М.Д. (1999). Геотермическая асимметрия срединных хребтов Мирового океана. Геотектоника, 3, с. 21-42.
Попова А.К., Смирнов Я.Б., Хуторской М.Д. (1984). Геотермическое поле трансформных разломов. Глубинные разломы океанского дна. М.: Наука, с. 78-87.
Пущаровский Ю.М., Пейве А.А., Разницин Ю.Н., Базилевская Е.С. (1995). Разломные зоны Центральной Атлантики. Тр. ГИН РАН, 495, М.: ГЕОС, 163 с.
Сорохтин О.Г. (1974). Глобальная эволюция Земли. М.: Наука, 184 с. Хуторской М.Д., Поляк Б.Г. (2017). Тепловой поток в трансформных разломах Северной Атлантики и Юго-Восточной Пацифики. Геотектоника, 2, с. 55-66.
Хуторской М.Д., Тевелева Е.А. (2016). Тепловой поток в абиссальных котловинах Пацифики и Атлантики. Мониторинг. Наука и технологии, 4(29), с. 20-27.
Хуторской М.Д., Тевелева Е.А. (2018). О геотермической асимметрии юго-западного Индийского хребта. Мониторинг. Наука и технологии, 1, с. 6-16.
Хуторской М.Д., Тевелева Е.А., Подгорных Л.В. (2017). Геотермическая асимметрия трансформных разломов экваториальной части Атлантического океана. Доклады академии наук, 475(3), с. 325-328.
Шрейдер А.А. (2001). Геомагнитные исследования Индийского океана. М.: Наука, 320 с.
Anderson, R.N., Langseth M.G., Hobart M.A. (1979). Geothermal соп-vertion through oceanic mrst and sediments in the Indian Ocean. Science, 204, pp. 828-832. DOI: 10.1126^^^^.204.4395.828
Anderson, R.N., Langseth M.G., Sdater J.G. (1977). The me^anisms of heat transfer through the floor on the Indian Ocean. J. Geophys. Res., 82, pp. 3391-3409.
Budanov V.G., Ermakov B.V., Podgornykh L.V. (1997). Geophyskal asymmetry ofthe wings of mid-Atlantk ridge (MAR): gravity, magnetk fields, heat flow. European Geophyskal Sodety, Annales Geophyskal, part I, Sodety Symposia, Solid Earth Geophysks & Natural Hazards, Supplement I to Volume 15, SE27 Tertonk evolution and thermal stricture at mid-ocean ridges, p.161.
Cannat M., Rommevaux-Jestin C., Sauter D., Deplus C., Mendel V. (1999). Formation of the axial relief at the very slow spreading Southwest Indian Ridge (49° to 69°E). J. Geophys. Res., 104, pp. 22825-22843.
Courtney, R.C., Recq M., (1986). Anomalous heat flow near the Crozet Plateau and mantle convection. Earth Planet. Sci. Lett., 79, pp. 373-384. DOI: https://doi.org/10.1016/0012-821X(86)90193-7
Hasterok D. (2010). Thermal Regime of the Continental and Oceanic Lithosphere. Ph.D. Dissertation, University of Utah, 156 p. Hasterok et al. http://heatflow.org/data
Hosford A. (2001). Crustal accretion and Evolution at slow and ultra-slow spreading mid-ocean ridges. Doct. Dissertation, Massa^usetts Institute of Te^nology, 254 p. http://hdl.handle.net/172L1/58441
Hyndman R.D., Langseth M.G., Von Herzen R.P. (1987). Deep Sea Drilling projert geothermal measurements: a review. Rev. Geophys., 25(8), pp. 1563-1582. DOI: https://doi.org/10.1029/RG025i008p01563
Jessop, A.M., Hobart M.A., Sdater J.G. (1976). The world heat flow collection - 1975. Geothermal Series 5, Energy, Mines and Resources, Earth Physks Bram:h, Ottawa, Canada.
Kuo B.-Y., Forsyth D.W. (1988). Gravity anomalies ofthe ridge transform system in the South Atlantk between 31 and 34,5°S. Upvelling centers and variation in crustal thkkness. Mar. Geophys. Res., 10, pp. 205-232. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00310065
M^enzie D.P., Sdater J.G. (1969). Heat flow in the eastern Pacific and sea-floor spreading. Bulletin of Volcanology, 33, pp. 101-118.
Menard H.W. (1966). Fracture zones and offsets of the East-Pacific rise. J. Geophys. Res., 71(2), pp. 682-685. DOI: https://doi.org/10.1029/ JZ071i002p00682
Parsons B., Sdater I.C., (1977). An analysis of the variation of ocean floor bathymetry and heat flow with age. J. Geophys. Res., 82(5), pp. 883-890.
Patriat P., Sauter D., Muns^y M., Parson L. (1997). A survey of the Southwest Indian Ridge axis between Atlantis II Fracture zone and the Indian Ocean Triple Junrtion : Regional setting and large-scale segmentation. Mar. Geophys. Res., 19, pp. 457-480. DOI: https://doi. org/10.1023/A:1004312623534
Polladk H.N., Hurter S.J., Johnston J.R. (1992). Global heat flow data set. World Data Center A for Solid Earth Geophysks. NOAA E/GCI, 325 Broadway, Boulder, CO 80303, USA.
Von Herzen R.P., Uyeda S. (1963). Heat flow through the eastern Pacific ocean floor. J. Geophys. Res., 68(14), pp. 4219-4250. DOI: https://doi. org/10.1029/JZ068i014p04219
Сведения об авторах
Михаил Давидович Хуторской - доктор геол.-мин. наук, профессор, заведующий лабораторией тепломас-сопереноса
Геологический институт РАН
Россия, 119017, Москва, Пыжевский переулок, 7
E-mail: [email protected]
Елена Александровна Тевелева - канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник лаборатории тепломассопе-реноса, Геологический институт РАН
Россия, 119017, Москва, Пыжевский переулок, 7
Статья поступила в редакцию 01.01.2018; Принята к публикации 02.06.2018;
Опубликована 30.06.2018
IN ENGLISH
Heat flow asymmetry on the mid-oceanic ridges of Northern and Southern Earth hemispheres
M.D. Khutorskoy*, E.A. Teveleva
Geological Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation *Corresponding author: Mikhail D. Khutorskoy, e-mail: [email protected]
Abstract. A statistical analysis of heat flow (HF) distribution along nine geotravers crossing the mid-oceanic ridges in the Atlantic, Pacific and Indian oceans is carried out. A significant asymmetry in HF distribution is established -its mean values differ on opposite sides of the ridges axis. In the Earth southern hemisphere geotraverses, their western flank has a higher HF mean, and in the northern hemisphere geotraverses there is the eastern flank. Various tectonic factors that lead to such a distribution are taken into account, but the universal cause of this regularity is suggested to be the effect of the Coriolis force, which deflects the ascending magma flow in divergent zones, when the planet rotates, respectively, to the west in the southern and to the east in the northern hemispheres.
Keywords: heat flow, geotraverses, statistic, asymmetry, mid-oceanic ridge, coriolis force
Recommended citation: Khutorskoy M.D., Teveleva E.A. (2018). Heat flow asymmetry on the mid-oceanic ridges of Northern and Southern Earth hemispheres. Georesursy = Georesources, 20(2), pp. 122-132. DOI: https://doi. org/10.18599/grs.2018.2.122-132
Acknowledgements
The work was carried out with financial support of the state budget theme No. 0135-2015-0021 and the Program of the Presidium of the Russian Academy of Sciences No. 49.
References
Anderson, R.N., Langseth M.G., Hobart M.A. (1979). Geothermal convection through oceanic crust and sediments in the Indian Ocean. Science, 204, pp. 828-832. DOI: 10.1126/science.204.4395.828
Anderson, R.N., Langseth M.G., Sclater J.G. (1977). The mechanisms of heat transfer through the floor on the Indian Ocean. J. Geophys. Res., 82, pp. 3391-3409.
Budanov V.G., Ermakov B.V., Podgornykh L.V. (1997). Geophysical asymmetry of the wings of mid-Atlantic ridge (MAR): gravity, magnetic fields, heat flow. European Geophysical Society, Annales Geophysical, part I, Society Symposia, Solid Earth Geophysics & Natural Hazards, Supplement I to Volume 15, SE27 Tectonic evolution and thermal structure at mid-ocean ridges, p.161.
Cannat M., Rommevaux-Jestin C., Sauter D., Deplus C., Mendel V. (1999). Formation of the axial relief at the very slow spreading Southwest Indian Ridge (49° to 69°E). J. Geophys. Res., 104, pp. 22825-22843.
Courtney, R.C., Recq M., (1986). Anomalous heat flow near the Crozet Plateau and mantle convection. Earth Planet. Sci. Lett., 79, pp. 373-384. DOI: https://doi.org/10.1016/0012-821X(86)90193-7
Gainanov A.G. (1980). Gravimetricheskie issledovaniya zemnoi kory
okeanov [Gravimetric studies of the Earth's crust of the oceans]. Moscow: Moscow State University, 240 p. (In Russ.)
Glebovskii VYu., Kaminskii V.D., Osipov V.A. (1986). Struktura anomal'nogo magnitnogo polya ot sredinnogo khrebta do Angol'skogo shel'fa [Structure of an anomalous magnetic field from the middle ridge to the Angolan shelf]. Litosfera Angol'skoi kotloviny i vostochnogo sklona Yuzhno-Atlanticheskogo khrebta [The lithosphere of the Angolan basin and the eastern slope of the South Atlantic Ridge]. Leningrad, pp. 70-80. (In Russ.)
Gmurman V.E. (2005). Teoriya veroyatnostei i matematicheskaya statistika [Theory of Probability and Mathematical Statistics]. Moscow: Vysshaya shkola Publ., pp. 327-349. (In Russ.)
Gorodnitskii A.M. (1985). Stroenie okeanicheskoi litosfery i formirovanie podvodnykh gor [The structure of the oceanic lithosphere and the formation of seamounts]. Moscow: Nauka Publ., 166 p. (In Russ.)
Hasterok D. (2010). Thermal Regime of the Continental and Oceanic Lithosphere. Ph.D. Dissertation, University of Utah, 156 p.
Hasterok et al. http://heatflow.org/data
Hosford A. (2001). Crustal accretion and Evolution at slow and ultra-slow spreading mid-ocean ridges. Doct. Dissertation, Massachusetts Institute of Technology, 254 p. http://hdl.handle.net/172L1/58441
Hyndman R.D., Langseth M.G., Von Herzen R.P. (1987). Deep Sea Drilling project geothermal measurements: a review. Rev. Geophys., 25(8), pp. 1563-1582. DOI: https://doi.org/10.1029/RG025i008p01563
Jessop, A.M., Hobart M.A., Sclater J.G. (1976). The world heat flow collection - 1975. Geothermal Series 5, Energy, Mines and Resources, Earth Physics Branch, Ottawa, Canada.
Khutorskoy M.D., Polyak B.G. (2017). Teplovoi potok v transformnykh razlomakh Severnoi Atlantiki i Yugo-Vostochnoi Patsifiki [Heat flow in the transform faults of the North Atlantic and South-Eastern Pacific]. Geotektonika = Geotectonics, 2, pp. 55-66. (In Russ.)
Khutorskoy M.D., Teveleva E.A. (2016). Teplovoi potok v abissal'nykh kotlovinakh Patsifiki i Atlantiki [Heat flow in the abyssal basins of Pacific and Atlantic]. Monitoring. Nauka i tekhnologii = Monitoring. Science and technology, 4(29), pp. 20-27. (In Russ.)
Khutorskoy M.D., Teveleva E.A. (2018). O geotermicheskoi asimmetrii yugo-zapadnogo Indiiskogo khrebta [On the geothermal asymmetry of the southwestern Indian ridge]. Monitoring. Nauka i tekhnologii = Monitoring. Science and technology, 1. pp. 6-16. (In Russ.)
Khutorskoy M.D., Teveleva E.A., Podgornykh L.V. (2017). Geotermicheskaya asimmetriya transformnykh razlomov ekvatorial'noi chasti Atlanticheskogo okeana [Geothermal asymmetry of transform faults in the equatorial part of the Atlantic Ocean]. Doklady akademii nauk=Proc. of the Academy of Sciences, 475(3), pp. 325-328. (In Russ.)
Kuo B.-Y., Forsyth D.W. (1988). Gravity anomalies of the ridge transform system in the South Atlantic between 31 and 34,5°S. Upvelling centers and variation in crustal thickness. Mar. Geophys. Res., 10, pp. 205-232. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00310065
Mashchenkov S.P., Pogrebitskii Yu.E. (1995). Simmetriya i asimmetriya SAKh po materialam kompleksnykh geofizicheskikh issledovanii na atlanticheskikh geotraversakh [Symmetry and asymmetry of the MAR on the basis of data from complex geophysical studies on Atlantic geotraverses]. Geologiya i mineral'nye resursy Mirovogo okeana [Geology and mineral resources of the World Ocean]. St. Petersburg: VNIIOkeanologiya Publ., pp. 64-79. (In Russ.)
reOPECyPCbl / GEORESOURCES
2018. T. 20. № 2. C. 122-132
Mashchenkov S.P., Pogrebitsky Yu.E., Astafurova E.G. et al. (1998). Glubinnoe stroenie i evolyutsiya litosfery Tsentral'noi Atlantiki (rezul'taty issledovanii na Kanaro-Bagamskom geotraverse) [Deep structure and evolution of the lithosphere of the Central Atlantic (research results on the Canary-Bahamian geotraverse)]. St. Petersburg: VNIIOkeanologiya Publ., 290 p. (In Russ.)
McKenzie D.P., Sclater J.G. (1969). Heat flow in the eastern Pacific and sea-floor spreading. Bulletin of Volcanology, 33, pp. 101-118.
Menard H.W. (1966). Fracture zones and offsets of the East-Pacific rise. J. Geophys. Res., 71(2), pp. 682-685. DOI: https://doi.org/10.1029/ JZ071i002p00682
Naryshkin G.D., Pogrebitsky Yu.E. (1986). Morfostruktura dna Yugo-Vostochnoi Atlantiki [Morphostructure of the bottom of the South-East Atlantic]. Litosfera Angol'skoi kotloviny i vostochnogo sklona Yuzhno-Atlanticheskogo khrebta [The lithosphere of the Angolan basin and the eastern slope of the South Atlantic Ridge], Leningrad, pp. 10-23. (In Russ.)
Parsons B., Sclater I.C., (1977). An analysis of the variation of ocean floor bathymetry and heat flow with age. J. Geophys. Res., 82(5), pp. 883-890.
Patriat P., Sauter D., Munschy M., Parson L. (1997). A survey of the Southwest Indian Ridge axis between Atlantis II Fracture zone and the Indian Ocean Triple Junction : Regional setting and large-scale segmentation. Mar. Geophys. Res., 19, pp. 457-480. DOI: https://doi. org/10.1023/A:1004312623534
Pogrebitsky Yu.E., Goryachev Yu.V., Osipov V.A., Trukhalev A.I. (1990). Stroenie okeanicheskoi litosfery po rezul'tatam issledovanii na Angolo-Brazil'skom geotraverze [The structure of the oceanic lithosphere from the results of studies on the Angola-Brazil geotraverse]. Sov.geologiya = Soviet Geology, 3, pp. 8-22. (In Russ.)
Podgornykh L.V., Khutorskoy M.D. (1997). Planetarnyi teplovoi potok [Planetary heat flow]. A map of scale 1: 30 000 000 and an explanatory note to it. Moscow-St. Petersburg, Orgservis LTD, 65 p. (In Russ.)
Podgornykh L.V., Khutorskoy M.D. (1998). Asimmetriya raspredeleniya teplovogo potoka vdol' Angolo-Brazil'skogo geotraversa (Yuzhnaya Atlantika) [Asymmetry of heat flow distribution along the Angola-Brazil geotraverse (South Atlantic)]. Doklady RAN = Proc.of the Russian Academy of Sciences, 355(4), pp. 212-215. (In Russ.)
Podgornykh L.V., Khutorskoy M.D. (1999). Geotermicheskaya asimmetriya sredinnykh khrebtov Mirovogo okeana [Geothermal asymmetry
of the medial ridges of the World Ocean]. Geotektonika = Geotectonics, 3, pp. 21-42. (In Russ.)
Pollack, H.N., Hurter S.J., Johnston J.R. (1992). Global heat flow data set. World Data Center A for Solid Earth Geophysics. NOAA E/GCI, 325 Broadway, Boulder, CO 80303, USA.
Popova A.K., Smirnov Ya.B., Khutorskoy M.D. (1984). Geotermicheskoe pole transformnykh razlomov. Glubinnye razlomy okeanskogo dna [Geothermal field oftransform faults. Deep faults in the ocean floor]. Moscow: Nauka Publ., pp.78-87. (In Russ.)
Pushcharovsky Yu.M., Peive A.A., Raznitsin Yu.N., Bazilevskaya E.S. (1995). Razlomnye zony Tsentral'noi Atlantiki [Fault zones of the Central Atlantic]. Tr. GIN RAN [Proc. of the Geological Institute of the Russian Academy of Sciences], 495, Moscow: GEOS Publ., 163 p. (In Russ.)
Shreider A.A. (2001). Geomagnitnye issledovaniya Indiiskogo okeana [Geomagnetic studies of the Indian Ocean]. Moscow: Nauka Publ., 320 p. (In Russ.)
Sorokhtin O.G. (1974). Global'naya evolyutsiya Zemli [Global evolution of the Earth]. Moscow: Nauka Publ., 184 p. (In Russ.)
Von Herzen R.P., Uyeda S. (1963). Heat flow through the eastern Pacific ocean floor. J. Geophys. Res., 68(14), pp. 4219-4250. DOI: https://doi. org/10.1029/JZ068i014p04219
About the Authors
Mikhail D. Khutorskoy - DSc (Geology and Mineralogy), Professor, Head of the Heat and Mass Transfer Laboratory, Geological Institute of the Russian Academy of Sciences
7 Pyzhevsky lane, Moscow, 119017, Russain Federation
Elena A. Teveleva - PhD (Physics and Mathematics), Senior Researcher, Laboratory of the Heat and Mass Transfer, Geological Institute of the Russian Academy of Sciences
7 Pyzhevsky lane, Moscow, 119017, Russain Federation
Manuscript received 1 April 2018;
Accepted 2 June 2018;
Published 30 June 2018
