tayna24.space
Древняя плита земной коры, погребенная глубоко под Средним Западом, засасывает в мантию огромные участки современной североамериканской коры, утверждают исследователи.
Притяжение плиты привело к образованию гигантских «капель», которые свисают с нижней части континента на глубину около 400 миль (640 километров) вглубь мантии, говорится в новом исследовании. Эти капли расположены под областью, простирающейся от Мичигана до Небраски и Алабамы, но их присутствие, похоже, влияет на весь континент.
Капельная зона похожа на большую воронку, к которой горизонтально тянутся породы со всей Северной Америки, а затем засасываются вниз. По словам исследователей, в результате большая часть Северной Америки теряет материал с нижней стороны коры.
«Очень широкий диапазон испытывает некоторое истончение», — сказал в своем заявлении ведущий автор исследования Цзюньлинь Хуа, геофизик, который проводил исследование во время постдокторской стажировки в Техасском университете (UT) в Остине. «К счастью, мы также получили новую идею о том, что вызывает это истончение», — сказал Хуа, который сейчас является профессором в Университете науки и технологий Китая.
Исследователи обнаружили, что капли образуются в результате тянущей вниз силы куска океанической коры, отколовшегося от древней тектонической плиты под названием Фараллонская плита.
Плита Фараллон и Североамериканская плита когда-то образовывали зону субдукции вдоль западного побережья континента, где первая проседала под второй и перерабатывала свой материал в мантию. Примерно 20 миллионов лет назад Фараллонская плита раскололась под действием Тихоокеанской плиты, и остатки плит, погрузившихся под Североамериканскую плиту, постепенно отошли.
Одна из этих плит в настоящее время находится на границе между переходной зоной мантии и нижней мантией примерно в 410 милях (660 км) под Средним Западом. Этот кусок океанической коры, получивший название «плита Фараллон» и впервые обнаруженный в 1990-х годах, отвечает за процесс, известный как «кратоническое истончение», говорится в новом исследовании, опубликованном 28 марта в журнале Nature Geoscience.
Под кратоническим истончением понимается выветривание кратонов — областей континентальной коры и верхней мантии Земли, которые в основном остаются нетронутыми на протяжении миллиардов лет. Несмотря на свою стабильность, кратоны могут претерпевать изменения, но это никогда не наблюдалось в действии из-за огромных геологических временных масштабов, говорится в исследовании.
Теперь исследователи впервые задокументировали процесс истончения кратонов. Это открытие стало возможным благодаря более широкому проекту под руководством Хуа по составлению карты того, что находится под Северной Америкой, с помощью метода сейсмической съемки высокого разрешения, называемого «инверсией полных волн». Этот метод использует различные типы сейсмических волн, чтобы извлечь всю доступную информацию о физических параметрах под землей.
«Подобные вещи важны, если мы хотим понять, как планета развивалась в течение длительного времени», — сказал соавтор исследования Торстен Беккер, заведующий кафедрой геофизики в UT Austin. «Благодаря использованию метода полных волн мы получили лучшее представление об этой важной зоне между глубокой мантией и более мелкой литосферой [земной корой и верхней мантией]».
Чтобы проверить свои результаты, исследователи смоделировали воздействие плиты Фараллон на расположенный выше кратон с помощью компьютерной модели. При наличии плиты образовывалась капельная область, но она исчезала при ее отсутствии, подтверждая, что — по крайней мере, теоретически — затонувшая плита может перетаскивать породы по большой площади в недра Земли.
По словам исследователей, дрейф под Мидвестом не приведет к изменениям на поверхности в ближайшее время, и даже может прекратиться, поскольку плита Фараллон погружается все глубже в нижнюю мантию и ее влияние на кратон ослабевает.
Полученные результаты могут помочь исследователям собрать воедино огромную головоломку о том, как Земля стала выглядеть так, как она выглядит сегодня. «Это поможет нам понять, как создаются континенты, как они разрушаются и как их перерабатывают», — говорит Беккер.
Глубины Земли: Исследование кратонического истончения
Исследование, проведенное Цзюньлинем Хуа и его коллегами, открывает новые горизонты в геологии и понимании динамики нашей планеты. Обнаружение гигантских «капель» под Средним Западом поднимает важные вопросы о судьбе континентальной коры и о том, как она может измениться в результате глубинных геологических процессов.
Как это работает?
Капли, прозванные так за их форму, образуются в результате силы, воздействующей на океаническую кору Фараллонской плиты, создавая то, что ученые называют кратоническим истончением. Этот процесс, как оказалось, может оказывать влияние на обширные участки Северной Америки, что способствует потере породы с нижней стороны коры.
Исследователи отмечают, что эффект не приводит к незамедлительным изменениям в рельефе поверхности. Однако он может иметь долгосрочные последствия, накапливая изменения, которые со временем могут проявиться в земной коре.
Совершая шаги в прошлое
Общая концепция, касающаяся того, как тектонические плиты взаимодействуют друг с другом, не нова. Однако новое исследование предоставляет свежее понимание механизма, вызывающего такие изменения. Это знание соотносится с предшествующими работами, где ученые предсказывали, что остатки Фараллонской плиты могут нагнетаться и влиять на континентальные образования, оставаясь незамеченными в течение миллионов лет.
Значение находок
Эти открытия значительно влияют на то, как мы понимаем тектонические процессы и историю Земли. Беккер подчеркивает, что такое родство между глубокими геологическими структурами и поверхностными формами имеет огромное значение для изучения, как континенты формируются и разрушаются. С каждым новым открытием, как это, концепция стабильности кратонов начинает трансформироваться, показывая, что даже на первых взглядах непоколебимые структуры могут претерпевать изменения.
Будущее исследований
Открытия, основанные на методе «инверсии полных волн», предполагают не только дальнейшие исследования для понимания старых процессов, но и подготовку к будущим геологическим событиям. Ученые также предполагают, что понимание динамики подземных слоев может помочь предсказать землетрясения, вулканическую активность и другие природные катастрофы.
Как бы там ни было, важно помнить, что Земля — это динамическая, постоянно меняющаяся система. Углубление в её недра, диалоги о том, как прошлом формируют наше сегодняшнее существование, всегда будут частью исследования планетной науки. Эти глубокие вызовы позволяют современным геологам продолжать изучать, как древние силы все еще определяют наш ландшафт и, возможно, будут определять его в будущем.
