Вчені пояснили руйнування одного з найдавніших кратонів Землі

Стабільні внутрішні частини континентальної кори називають кратонами. Це ядра всіх сучасних континентів. Раніше вважалося, що з ними нічого не відбувалося протягом мільярдів років, проте нещодавно міжнародна команда геологів виявила ознаки руйнування, деформації та витончення Північно-Китайського кратону.

Зміни в межах кратонів не реєстрували: для них нехарактерні вулканічна та сейсмічна активність, розломи або утворення гірських порід. Більше того, протягом усієї геологічної історії Землі ці потужні, глибинні блоки збиралися в суперконтиненти і розпливалися по поверхні, залишаючись при цьому стабільними і холодними. 

Один із найдавніших фундаментів континентальної кори, проте, виявився схильний до руйнування. Про це міжнародна дослідницька група повідомила у статті, опублікованій у журналі Nature Geoscience , після вивчення ознак витончення літосфери та значної деформації Північно-Китайського кратону з початку мезозойської ери (тобто за останні 200 мільйонів років).

Команда під керівництвом Шаофен Лю (Shaofeng Liu) з Китайського університету геонаук проаналізувала дані про рух мантії та літосфери за допомогою комп’ютерного моделювання, після чого об’єднала їх з великим масивом геологічних, геохімічних та геофізичних даних. Це дозволило вченим зрозуміти, як процеси у глибинах Землі впливають на її поверхневі структури. 

Для наочного подання результатів команда зробила відео, що ілюструє динаміку моделі та її наслідки. Дослідники також пояснили механізм, за допомогою якого субдукція (занурення однієї літосферної плити під іншу) плоскої океанічної плити Ізанаги та її подальший відступ могли призвести до витончення та деформації кратону. 

Команда розділила процес деформації Північно-Китайського кратону на дві основні фази, які відбувалися протягом кількох десятків мільйонів років. Перша призвела до субдукції Ізанаги під Євразійську плиту, але замість того, щоб просуватися глибше в мантію, вона вирівнялася і почала рухатися паралельно до континентальної плити. Це призвело до скорочення та потовщення літосфери та подальшого утворення гірського хребта Тайханьшань на північному сході КНР.

Потім Ізанагі почала відступати (друга фаза), просуваючись глибше у зворотному напрямку. Це спричинило розтягнення літосфери та її подальшого витончення приблизно на 26 відсотків. Процес також сприяв нагріванню та ерозії основи кратону та супроводжувався магматичною активністю. 

Геологи також повідомили про кілька епізодів розтягування земної кори, які почалися приблизно 136 мільйонів років тому, але були перервані стисненням у пізньому крейдяному періоді (приблизно 93-80 мільйонів років тому). Після цього розтягнення відновилося і продовжується досі, сприяючи руйнуванню кратону.   

Таким чином, обидві фази та подальші процеси призвели до значних змін у топографії регіону, які відбилися в осадових басейнах та на формуванні нових геологічних структур. Швидкий відступ плити Ізанаги поряд зі змінами, що відбувалися на глибині приблизно 660 кілометрів, відіграли ключову роль у трансформації Північно-Китайського кратону. 

Команда зазначила, що розроблена ними модель відповідає еволюції поверхні та сучасній структурі літосферних плит. Отримані результати також значно розширюють знання вчених про динаміку Землі та мають практичне значення. Справа в тому, що деформація літосфери впливає на формування корисних копалин та може допомогти у прогнозуванні сейсмічної активності.