Глубоко внутри континентов нашей планеты возвышаются плато, которые не поддаются простому объяснению. Ни вулкан, ни столкновение континентов, ни восходящие струи расплавленной породы не могут точно объяснить их сочетание местоположения и драматических особенностей.
Используя статистический анализ и моделирование, основанное на геологических исследованиях, исследователи из Великобритании и Германии предложили радикально новую идею в ряду возможных решений, утверждая, что за странными аномалиями стоят медленно развивающиеся нестабильности, вызванные разломами в раздробленной земной коре. Исследование было опубликовано в журнале Nature.
От Бразильского нагорья до Большого утёса в Южной Африке и Западных Гат в Индии наша планета усеяна обширными плоскими нагорьями, обрамлёнными крутыми стенами, которые доминируют над ландшафтом.
Эти чудовищные плато лежат в сотнях километров от ближайшего разлома на участках коры, которые считаются геологически стабильными, их рождение приурочено к десяткам миллионов лет после того, как силы, толкающие ближайшие континентальные швы, утихли. Это затрудняет возможность возложить вину исключительно на тектонические движения Земли.
«Ученые давно подозревали, что крутые рельефные образования высотой в километр, называемые Большими уступами, — классический пример, опоясывающий Южную Африку, — образуются, когда континенты раскалываются и в конечном итоге разделяются», — говорит геолог из Университета Саутгемптона Том Джернон. «Однако объяснить, почему внутренние части континентов, находящиеся вдали от таких уступов, поднимаются и подвергаются эрозии, оказалось гораздо сложнее. Связан ли этот процесс вообще с образованием этих возвышающихся уступов? Проще говоря, мы не знали».
Хотя почти наверняка существует совокупность геологических сил, связывающих рост этих уступов с разрывом земной коры, ни одна теория не охватывает в точности все их характеристики.
Некоторые предполагают, что истирание породы глубоко внизу освобождает кору от массы, позволяя ей изгибаться в форме. Другие подозревают, что резкие перепады температур вызывают конвекцию в мантии, выталкивая породу вверх, или, возможно, эрозия и выветривание вместо этого срезают прибрежный ландшафт за ее пределами.
Это новое предположение объединяет процессы с медленным перемешиванием мантии, которая перемещается под корой со скоростью всего 15–20 километров за миллион лет.
Продолжая предыдущее исследование процессов, которые вытягивают алмазы на поверхность планеты, группа обнаружила, что растяжение коры при разрыве плит создает нестабильность в мантии, которая создает рябь под твердой литосферой.
«Этот процесс можно сравнить со стремительным движением, которое движется к континентам и нарушает их глубокие основы», — говорит Саша Брюн, геофизик из Потсдамского университета в Германии.
Моделирование, проведенное группой, показало, что скорость волн, которые могли последовать за расколом Гондваны, отражала время эрозии вокруг Большого уступа Южной Африки.
Предполагается, что это медленное эхо расплавленной породы может разрушать древние корни континентов, известные как кратоны.
«Подобно тому, как воздушный шар сбрасывает вес, чтобы подняться выше, эта потеря континентального материала приводит к тому, что континенты поднимаются — этот процесс называется изостазией», — говорит Брюн.
Потеря материала из кратона под ним и эрозия выветренной породы с поверхности могут в совокупности объяснить резкое поднятие выровненного ландшафта, при этом модели группы точно описывают сочетание плато и крутых уступов, встречающихся по всему миру.
Понимание динамики процессов, скрытых глубоко под поверхностью, не только помогает нам точно отображать изменения в ландшафте, ответственные за образование минералов и ценных ресурсов, но и может помочь нам лучше интерпретировать исторические изменения климата в связи с подъемом и падением континентов.
«Дестабилизация ядер континентов, должно быть, также повлияла на древний климат», — заключает Гернон.
