Вчені виявили, що приховані хвилі можуть формувати нагір’я Землі

Глибоко всередині континентів нашої планети піднімаються плато, які не піддаються простому поясненню. Жоден вулкан, жодне зіткнення континентів, жодні висхідні шлейфи розплавленої породи не можуть чітко пояснити їхнє розташування та драматичні особливості.

Використовуючи статистичний аналіз і симуляції, засновані на геологічних дослідженнях, дослідники з Великої Британії та Німеччини запропонували радикально нову ідею, стверджуючи, що за дивними аномаліями стоять повільні нестабільності, спричинені розломами в розірваній земній корі.

Від Бразильського нагір’я до Великого Уступу в Південній Африці та Західних Гат в Індії наша планета усіяна величезними плоскогір’ями, облямованими стрімкими стінами, які домінують над ландшафтом.

Ці жахливі плато лежать за сотні кілометрів від найближчого розлому над ділянками кори, які вважаються геологічно стабільними, їхнє народження приурочене до десятків мільйонів років після того, як сили, що штовхали найближчі континентальні шви, затихли. Це ускладнює покладання провини безпосередньо на тектонічні рухи Землі.

«Вчені вже давно підозрювали, що круті кілометрові топографічні особливості, які називаються Великими уступами — як класичний приклад, що оточує Південну Африку — утворюються, коли континенти розколюються і зрештою розпадаються на частини, — говорить геолог Саутгемптонського університету Том Гернон (Tom Gernon).

«Однак пояснити, чому внутрішні частини континентів, далекі від таких уступів, піднімаються і піддаються ерозії, виявилося набагато складніше. Чи пов’язаний цей процес взагалі з утворенням цих височенних уступів? Простіше кажучи, ми не знали».

Хоча майже напевно існує комплекс геологічних сил, що пов’язують зростання цих уступів з розривом земної оболонки, жодна теорія не може точно пояснити всі їхні характеристики.

Дехто припускає, що зношування гірських порід далеко внизу звільняє земну кору від маси, дозволяючи їй вигинатися у потрібну форму. Інші припускають, що різкі перепади температур спричиняють конвекцію в мантії, яка виштовхує гірські породи вгору, або, можливо, ерозія і вивітрювання натомість руйнують прибережний ландшафт далі.

Це нове припущення поєднує процеси з повільним перемішуванням мантії, яка прокочується під корою зі швидкістю всього 15-20 кілометрів (близько 9-12 миль) кожний мільйон років.

На основі попереднього дослідження процесів, які витягують алмази на поверхню планети, команда виявила, що розтягнення кори в міру того, як плити розсовуються, створює нестабільність у мантії, яка пульсує під твердою літосферою.

Моделювання команди показало, що швидкість хвиль, які б послідували за розпадом Гондвани, відображає час ерозії навколо Великого Південноафриканського уступу. Вважається, що це повільне відлуння розплавленої гірської породи може розмити давнє коріння континентів, відомих як кратони.

«Подібно до того, як повітряна куля скидає вагу, щоб піднятися вище, ця втрата континентального матеріалу змушує континенти підніматися — процес, який називається ізостазією», — говорить Брюн.

Втрата матеріалу з кратону внизу і ерозія вивітреної породи з поверхні можуть разом пояснити різке підняття сплющеного ландшафту, а моделі команди точно описують поєднання плато і крутих уступів, що зустрічаються по всій земній кулі.

Розуміння динаміки процесів, прихованих далеко під поверхнею, не тільки допомагає нам точно картографувати зміни в ландшафті, відповідальні за утворення корисних копалин і дорогоцінних ресурсів, але й може допомогти нам краще інтерпретувати історичні зміни клімату, пов’язані з підняттям і опусканням континентів.

«Дестабілізація ядра континентів, мабуть, вплинула і на стародавній клімат», — підсумовує Гернон. Це дослідження було опубліковане в журналі Nature.