Фото предоставлено: Лейсой Тайлер / Getty Images
Высокие плато в глубине континентов поднимаются благодаря мощным движениям в глубинах Земли, которые происходят за сотни километров от мест, где они в конечном итоге появляются на поверхности. Новое исследование показало, что эти процессы могут быть вызваны расколом континентов.
Когда континенты начинают распадаться, у их границ могут образовываться массивные утесы. Этот процесс запускает волну в средней части Земли — мантии, которая медленно продвигается внутрь континента в течение десятков миллионов лет, способствуя подъему плато.
Как отмечает ведущий автор исследования Томас Гернон, геонаучный сотрудник Университета Саутгемптона в Великобритании, ученые давно знали, что континентальные разломы приводят к образованию массивных уступов, таких как утесы, разделяющие Восточно-Африканскую рифтовую долину и Эфиопское плато. Эти крутые утесы иногда окружают внутренние плато, которые поднимаются из прочных и стабильных ядер континентов, известных как древние платформы.
Однако, поскольку эти два ландшафтных образования обычно возникают с разницей в десятки миллионов лет, многие ученые полагали, что их формирование связано с разными процессами. В новом исследовании, опубликованном 7 августа в журнале Nature, Гернон и его коллеги исследовали три знаковых прибрежных уступа, которые образовались во время распада последнего суперконтинента — Гондваны.
Один из таких уступов, расположенный вдоль побережья Индии, простирается на 2000 километров вдоль Западных Гат. Другой, в Бразилии, окружает высокогорное плато на протяжении около 3000 километров. Большой уступ Южной Африки охватывает Центральное плато и тянется на колоссальные 6000 километров. Внутренние плато в этих регионах могут подниматься на километр или более (1).
Исследовательская группа использовала топографические карты, чтобы показать, что уступы совпадают с границами континентов, что свидетельствует о том, что их формирование связано с разломами. Компьютерное моделирование продемонстрировало, что континентальные разломы вызывают возмущение мантии, приводящее к образованию глубоких волн, которые продвигаются внутрь континента.
Затем ученые проанализировали существующие данные по минералам и установили, что подъем и эрозия на плато происходили примерно одновременно с движением волн мантии на глубине. Это подтвердило гипотезу о том, что оба ландшафтных образования были вызваны одним и тем же процессом распада континентов.
В случае трех изученных уступов движение мантии происходило чрезвычайно медленно — всего 15-20 километров в миллион лет. Тем не менее, эта медленная волна мантии существенно изменила ландшафт. По мере продвижения внутрь континента она постепенно разрушала прочные корни, которые закрепляли континенты на границе мантии и коры. Без этих якорей древние платформы становились более подвижными и поднимались.
Ветер и дождь, действуя на протяжении миллионов лет, далее размывали эти плато, делая их еще легче и способствуя их подъему. Этот процесс завершился формированием стабильных высоких плато, которые мы видим сегодня.
Теоретически, тот же процесс может объяснить другие регионы с уступами и плато, такие как области в Северной и Южной Каролине в США или на юге Камеруна. Утесы и плато в Северной и Южной Каролине менее впечатляющие, вероятно, потому, что они сформировались на 100 миллионов лет раньше, чем те, что были изучены в этом исследовании. Это дало эрозии десятки миллионов лет для того, чтобы стереть следы как движения мантии, так и подъема.
Гернон также отметил, что тот же распад суперконтинента и волна мантии могут быть катализаторами других геологических процессов, включая извержения алмазов из центра Земли. «Фантастично думать, что алмаз на обручальном кольце может быть лишь одним из результатов тех же геологических процессов, которые формируют одни из самых драматичных ландшафтов Земли», — сказал Гернон.
Научный журналист, освещающий широкий круг тем, касающихся окружающей среды, климатического кризиса, загрязнения и жизни людей. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
