Великие озера образовались там, где они и образовались 20 000 лет назад, благодаря горячей точке, которая находилась под суперконтинентом Пангея 300 миллионов лет назад, еще до того, как появилась Северная Америка.
Новые исследования показывают, что горячая точка Кабо-Верде, которая все еще существует под островным государством в центральной части Атлантического океана, нагревала и растягивала земную кору под местом, которое в конечном итоге стало Великими озерами. Этот процесс, который происходил в течение десятков миллионов лет, привел к образованию низкой точки в топографии региона, которую ледники позже выцарапали во время ледникового периода. После того, как ледники отступили, их таяние заполнило озера, которые теперь содержат 21% пресной воды в мире.
«Именно горячая точка оставила первый отпечаток», — говорит соавтор исследования Айбинг Ли из Хьюстонского университета. Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
Горячие точки — это струи горячего материала, которые поднимаются из мантии, среднего слоя Земли. Когда горячие точки взаимодействуют с корой, они могут создавать вулканы, такие как Гавайские острова. Йеллоустонский национальный парк также образовался из-за горячей точки, которая оставила след вулканизма через Орегон, Айдахо, Монтану, Неваду и Вайоминг, когда североамериканский континент наползал на нее.
Следы древних горячих точек обнаружить сложнее, поскольку старые вулканы разрушаются. Однако сегодня в Атлантике есть две горячие точки — горячая точка Большого Метеора и горячая точка Кабо-Верде — которые, как знают геологи, основываясь на том, как тектонические плиты двигались на протяжении сотен миллионов лет, должны были когда-то находиться под Северной Америкой. Горячая точка Большого Метеора проложила линию под тем, что сейчас является границей Онтарио и Квебека, а затем пересекла современные Вермонт и Нью-Гемпшир и вышла в Атлантику между 150 и 115 миллионами лет назад. Этот процесс подтверждается наличием кимберлитов, пород, образовавшихся в результате быстрых вулканических извержений, которые могут выносить алмазы на поверхность.
С другой стороны, горячая точка Кабо-Верде была мало изучена. Ли и ее команда работали над пониманием формирования и эволюции североамериканского континента, когда обнаружили нечто странное в районе Великих озер: в земной коре под озерами волны землетрясений двигались странно — они перемещались с разной скоростью по горизонтали и вертикали. Это явление называется «радиальной анизотропией».
«Обычно вы видите эту анизотропию, когда литосфера значительно деформируется», — сказал Ли. («Литосфера» относится к земной коре и верхней части мантии.)
Когда Ли с командой обнаружили эти признаки деформации, они не думали о горячей точке. Но коллега, Джонни Ву, геолог из Хьюстонского университета, создавал реконструкции движения тектонических плит, и он поделился видеозаписью этих движений, которая заставила все щелкнуть. Горячая точка Кабо-Верде когда-то находилась прямо под сегодняшними Великими озерами. И странные причуды того, как сейсмические волны движутся через кору под этой областью, точно совпадают с путем континента над горячей точкой.
Исследователи обнаружили, что горячая точка находилась под сегодняшним Верхним озером между 300 и 225 миллионами лет назад, когда Северная Америка была частью Пангеи. Когда континент сместился над ней, горячая точка прошла через сегодняшнее озеро Гурон и северное озеро Эри. Затем она пролегла под западно-центральным штатом Нью-Йорк и центральным Мэрилендом, прежде чем достичь северной Вирджинии и выйти в море около 170 миллионов лет назад.
Ли с коллегами теперь расширяют модель на запад, чтобы охватить остальную часть региона Великих озер. Им также интересно узнать, является ли общим правилом, что большие внутренние озера возникают в местах, где когда-то были горячие точки.
«Есть много больших озер, а также много горячих точек», — объясняет Ли. Связывание этих озерных регионов с древними горячими точками может раскрыть, как эти мантийные явления сформировали континенты Земли.
