Ученые рассказали, как Анды стали такими огромными
Как Анды — самая длинная горная цепь в мире — достигли своих огромных размеров? Это лишь один из геологических вопросов, на который может ответить новый метод, разработанный исследователями Копенгагенского университета. С беспрецедентной точностью этот метод позволяет исследователям оценить, как тектонические плиты Земли меняли скорость за последние миллионы лет.
Анды — самая длинная надводная горная цепь Земли. Он простирается на 8900 километров вдоль западной периферии Южной Америки, имеет ширину до 700 километров и в некоторых местах поднимается почти на семь километров в небо. Но как именно эта колоссальная горная цепь возникла из недр Земли, остается неясным среди геологов.
Исследователи Копенгагенского университета выдвинули новую гипотезу. Используя новый метод, разработанный одним из исследователей, они внимательно изучили тектоническую плиту, на которой расположен хребет. Их находка пролила новый свет на то, как возникли Анды.
Тектонические плиты покрывают поверхность Земли, как массивные кусочки головоломки. Каждый год они смещаются на несколько сантиметров примерно с той же скоростью, с которой растут наши ногти. Время от времени эти плиты могут внезапно ускоряться или замедляться. Однако мы мало знаем о свирепых силах, стоящих за этими событиями. Исследователи UCPH пришли к более точным, чем когда-либо, оценкам в отношении того, насколько и как часто плиты исторически меняли скорость.
Новые расчеты исследователей показывают, что за последние 15 миллионов лет Южноамериканская плита внезапно и эффектно переключала скорости и замедлялась в двух важных случаях. И это, возможно, способствовало расширению огромной цепи. Результаты исследования опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters.
Примечательно, что два внезапных замедления произошли между периодами, когда Андский хребет сжимался и быстро рос.
«В периоды до двух замедлений плита непосредственно на западе, плита Наска, врезалась в горы и сжимала их, заставляя их расти выше. Этот результат может указывать на то, что часть существовавшего ранее диапазона действовала как тормоз на как Наска, так и Южно-Американская плита. По мере того, как плиты замедляли свою скорость, горы вместо этого становились шире», — пояснила автор исследования Валентина Эспиноза.
Согласно новому исследованию, Южноамериканская плита замедлилась на 13% в течение периода, который происходил 10-14 миллионов лет назад, и на 20% в течение другого периода 5-9 миллионов лет назад. В геологическом времени это очень быстрые и резкие изменения. По мнению исследователей, есть в основном две возможные причины внезапного замедления темпов роста в Южной Америке.
Как уже упоминалось, это могло быть связано с расширением Анд, где давление ослабло, а горы стали шире. Гипотеза исследователей состоит в том, что взаимодействие между расширением гор и более низкой скоростью плиты было связано с явлением, называемым расслоением. То есть большое количество нестабильного материала под Андами вырвалось на свободу и погрузилось в мантию, что вызвало серьезные изменения в конфигурации плиты.
Этот процесс заставил Анды изменить форму и вырасти в стороны. Именно в эти периоды горная цепь расширилась до Чили на западе и Аргентины на востоке. По мере того, как плита накапливала больше горного материала и становилась тяжелее, ее движение замедлялось.
«Если это объяснение правильное, оно многое говорит нам о том, как появился этот огромный горный хребет. Но есть еще много того, чего мы не знаем. Почему он стал таким большим? С какой скоростью он сформировался? Как горный хребет поддерживает себя? И не рухнет ли он в конце концов?» — пояснила Валентина Эспиноза.
По мнению исследователей, другое возможное объяснение того, почему плита замедлилась, заключается в изменении схемы потока тепла из недр Земли, известной как конвекция, которая двигалась вверх в самый верхний вязкий слой мантии, на котором плавают тектонические плиты. Верх. Это изменение проявилось как изменение движения плиты.
Теперь у исследователей есть информация и инструменты, чтобы приступить к проверке своих гипотез с помощью моделирования и экспериментов.
Метод расчета изменений движения тектонических плит основан на предыдущей работе доцента и соавтора исследования Джампьеро Иаффальдано и Чарльза ДеМеца в 2016 году. Особенность этого метода заключается в том, что он использует геологические данные с высоким разрешением, обычно используемые только рассчитать движение плит относительно друг друга. Здесь те же данные использовались для расчета изменений движения плит относительно самой планеты. Он обеспечивает оценки с беспрецедентной точностью.
После тестирования метода с комбинацией шести других тектонических плит исследователи считают, что он может стать новым стандартным методом.
«Этот метод можно использовать для всех плит, если доступны данные с высоким разрешением. Я надеюсь, что такой метод будет использоваться для уточнения исторических моделей тектонических плит и тем самым повысить шансы на реконструкцию геологических явлений, которые остаются для нас неясными. Если мы сможем лучше понять изменения, которые произошли в движении плит с течением времени, у нас будет шанс ответить на некоторые из величайших загадок нашей планеты и ее эволюции. Мы все еще так мало знаем, например, о температуре, о недрах Земли или о том, когда плиты начали двигаться. Наш метод, скорее всего, можно использовать для поиска кусочков этой огромной головоломки», - писал Джампьеро Яффальдано.
