Складки и впадины на поверхности Земли на Центрально-Анатолийском плато в Турции являются неопровержимым доказательством недавно открытого класса тектоники плит. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Под впадиной, называемой котловиной Конья, земная кора медленно погружается глубже в недра планеты, и этот процесс постепенно формирует геологию поверхности не только котловины, но и плато, которое ее окружает.
Это называется литосферным капанием, явлением, которое было обнаружено на Земле совсем недавно, и геологи все еще изучают различные способы его проявления.
«Изучая спутниковые данные, мы обнаружили круговую особенность в бассейне Конья, где земная кора опускается или бассейн углубляется», — говорит геофизик Джулия Андерсен из Университета Торонто. «Это побудило нас изучить другие геофизические данные под поверхностью, где мы увидели сейсмическую аномалию в верхней мантии и утолщенную кору, что говорит нам о наличии там материала высокой плотности и указывает на вероятное наличие литосферного капания мантии».
Мы довольно хорошо представляем, как это работает. Когда нижняя часть каменистой коры Земли нагревается до определенной температуры, она начинает становиться немного липкой. Затем, как мед или сироп, она медленно сочится вниз — немного похоже на эксперимент с каплей смолы , но гораздо больше и медленнее.
Когда эта капля опускается, она тянет за собой вниз планетарную кору. Это создает впадину , или бассейн. Затем, когда капля отрывается от мантии, поверхность отскакивает, выпячиваясь вверх, с широко распространенным эффектом.
Мы начали понимать этот процесс совсем недавно, но моделирование его эволюции уже позволило Андерсен и ее коллегам идентифицировать один регион мантии, где происходило капание, — в бассейне Арисаро под Центральными Андами .
Теперь тщательный анализ геологии поверхности и лабораторные эксперименты привели их к еще одному илистому месторождению под Центрально-Анатолийским плато, и указателем стала впадина Конья.
Известно, что Центральное Анатолийское плато со временем поднимается. Предыдущие исследования показывают, что за последние 10 миллионов лет оно поднялось примерно на километр в высоту благодаря высвобождению корковой капли.
Но есть еще бассейн Конья, который опускается вниз со скоростью около 20 миллиметров в год. Это не кажется чем-то большим, но проседание участка земли в регионе, который поднимается вверх, требует дальнейшего изучения.
Результаты работы команды показывают, что более обширная область плато переживает тяготы фазы отскока литосферного процесса капельного орошения после сброса липкого расплавленного груза в мантию. Бассейн Конья? Это меньший, второй капельный процесс формирования.
«По мере того, как литосфера утолщалась и стекала под регион, на поверхности образовался бассейн, который позднее возник, когда нижняя часть откололась и погрузилась в более глубокие слои мантии», — говорит геолог Рассел Пискливек из Университета Торонто. «Теперь мы видим, что этот процесс не является единовременным тектоническим событием, и что первоначальное падение, по-видимому, породило последующие дочерние события в других частях региона, что привело к любопытному быстрому опусканию бассейна Конья в пределах непрерывно поднимающегося плато Турции».
Исследователи подтвердили эту модель, поставив лабораторный эксперимент. Они заполнили плексигласовый резервуар высоковязким силиконовым полимером, называемым полидиметилсилоксаном, в качестве заменителя липкой нижней мантии Земли. Смесь полидиметилсилоксана и модельной глины использовалась для имитации верхней мантии, в то время как смесь керамических сфер и кварцевого песка служила корой.
Затем они вставили плотное « семя » в верхний слой мантии, чтобы инициировать каплю, и наблюдали результаты. В течение 10 часов первая капля начала падать. К тому времени, как она достигла дна коробки, примерно через 50 часов, начала опускаться вторичная капля.
Ни один из капель не был связан с горизонтальной деформацией поверхности – только с вертикальной. И эти деформации соответствовали Коньяйскому бассейну.
«Мы заметили, что со временем этот вторичный капель действительно потянул кору вниз и начал создавать впадину, несмотря на отсутствие горизонтальных движений в коре на поверхности», — говорит Андерсен. «Результаты показывают, что эти крупные тектонические события связаны, и одна литосферная капля потенциально может спровоцировать множество дальнейших активностей глубоко в недрах планеты».
Эти результаты свидетельствуют о том, что литосферное капание представляет собой многоступенчатый процесс и четко объясняет странное одновременное поднятие и опускание, наблюдаемое на Центральном Анатолийском плато.
