Учените отдавна са пленени от динамичните сили, които оформят повърхността на нашата планета. Малко въпроси обаче са ги озадачавали толкова много, колкото защо някои от най-стабилните региони на континентите на Земята мистериозно се издигат, за да образуват извисяващи се топографски характеристики.
Сега едно изследване, ръководено от проф. Том Гернън, водещ учен в Университета на Саутхемптън, хвърля светлина върху този феномен, разкривайки колко дълбоки тектонски процеси са в състояние да накарат тези привидно стабилни зони да се издигнат драматично.
Геолози построиха изображение на вътрешното ядро на Земята
Проф. Гернън и неговият екип са открили, че когато тектонските плочи се разделят, дълбоко в мантията на Земята се задействат мощни вълни. Този процес кара повърхността на континентите да се издига с повече от километър.
Това откритие помага за разрешаването на дългогодишна мистерия в областта на тектониката на плочите, като същевременно подобрява нашето разбиране за това как се формират някои от най-драматичните пейзажи на Земята, пише Еarth.com.
Пъзел от издигащи се континенти
В продължение на десетилетия учените разсъждават върху силите, които създават стръмни, високи километри топографски характеристики, като например Големия откос, който опасва Южна Африка.
Но мистерията станала още по-голяма, когато изследователите забелязали, че дори стабилните вътрешности на континентите, далеч от тези скали, могат да се издигнат. Въпросът е защо?
Според професор Гернън учените отдавна подозират, че стръмни скали като тези около Южна Африка се образуват, когато континентите се разцепват и разделят.
Геолозите намериха обяснение на разломите в Тихоокеанската плоча
Изглед от т.нар. Божи прозорец към Мпумаланга Дракенсберг (Драконовите планини) от Големия откос близо до Граскоп, показва твърдия устойчив на ерозия слой, който образува горния ръб на откоса. Той се състои от плоско разположен кварцит, принадлежащ към формацията Черен риф, който също формира планините Магалисберг близо до Претория. Снимка: NJR ZA / CC BY-SA 3.0
Но защо вътрешността на континентите също се издига, е много по-трудно да се разбере. „Този процес изобщо свързан ли е с образуването на тези извисяващи се скали? Просто казано, не знаехме“, казва геологът.
Изследването на екипа съвместно с експерти от Университета на Саутхемптън, Центъра по геонауки „Хелмхолц“ в Потсдам и Университета на Бирмингам се фокусира върху ефектите на глобалните тектонски сили върху еволюцията на ландшафта в продължение на стотици милиони години. Статията на учените е публикувана в сп. Nature.
Откритията на учените предоставят убедително обяснение за вертикалните движения на стабилните части на континентите, известни като кратони, един от най-малко разбраните аспекти на тектониката на плочите.
Сили под краката ни
Изследователският екип използвал усъвършенствани компютърни модели и статистически методи, за да симулира как земната повърхност е реагирала на разпадането на континенталните плочи във времето.
Учените открили, че когато континентите се разделят, разтягането на континенталната кора предизвиква вълнообразни движения в мантията на Земята.
„Този процес може да се сравни с широкообхватно движение, което се движи към континентите и нарушава дълбоките им основи“, обяснява проф. Саша Бруне, ръководител на секцията за геодинамично моделиране в Центъра по геонауки „Хелмхолц“.
Преразгледаха историята на произхода на континентите
Симулациите на учените разкрили, че скоростта на тези вълни на мантията съвпада точно със скоростта на големи ерозионни събития, наблюдавани в Южна Африка след разпадането на древния суперконтинент Гондвана.
Учените събрали доказателства, които предполагат, че Големият откос произхожда от краищата на древни рифтови долини, подобни на стръмните стени, които се виждат днес по ръбовете на Източноафриканския рифт.
Освен това събитието на разрив предизвикало „дълбока мантийна вълна“, която пътува по основата на континента с около 15 – 20 километра на милион години. Тази вълна конвективно премахва слоеве скали от континенталните корени, подобно на това как балон с горещ въздух се издига по-високо – процес, известен като изостазия.
Ефект на вълни върху земната повърхност
Еволюционните модели на ландшафта разкрили как тези дълбоки смущения в мантията предизвикват вълна от повърхностна ерозия, която преминава през континентите в продължение на десетки милиони години. Тази ерозия премахва значително количество скала, което кара земната повърхност да се издига допълнително и да образува плата.
Според Жан Браун, професор по моделиране на процесите на земната повърхност в „Хелмхолц“, „нашите модели за еволюция на ландшафта показват как поредица от събития, свързани с разрива, може да доведе до скат, както и до стабилно плоско плато, въпреки че слой от няколко хиляди метри скали са ерозирали“.
Това откритие дава ново обяснение за озадачаващите вертикални движения на кратоните далеч от краищата на континентите, където по-често се наблюдава издигане.
Последиците от това изследване се простират отвъд геоложкото разбиране. Изследователите смятат, че същите нарушения на мантията са отговорни за повдигането на континенталните повърхности, което също влияе върху регионалния климат, биоразнообразието и дори моделите на заселване на хора.
Както посочва професор Гернън, „дестабилизирането на ядрата на континентите трябва да е повлияло и на древния климат“.
Ядрото на Земята се колебае на всеки 8,5 години, показва ново изследване
Разкриване на откоса Дракенсберг в Южна Африка. Снимка: Jean Braun/GFZ Potsdam
Освен това изследването се основава на предишна работа на екипа. Според нея същата верига от смущения в мантията, която кара диамантите да се издигат бързо от дълбоката вътрешност на Земята, играе основна роля и в оформянето на континенталните пейзажи.
Тази взаимосвързаност между дълбоките земни процеси и повърхностните явления подчертава сложността и красотата на динамичната система на нашата планета.
„Континенталното разпадане нарушава не само дълбоките слоеве на Земята, но също така има ефекти, които отекват по повърхността на континентите, смятани преди за стабилни“, отбелязва проф. Гернън.
Какво означава това за нашето разбиране за Земята и нейното бъдеще? Историята на нашата планета продължава и всяко откритие ни доближава до разбирането на нашето място в нея.
