Nature: североамериканский континент стекает вниз каменными массами 

Фото из открытых источников

Исследователи из Техасского университета обнаружили, что нижняя часть североамериканского континента стекает вниз в виде каменных глыб, и причиной этого могут быть остатки тектонической плиты, погружающейся в мантию Земли. Это явление, известное как «кратонное истончение» впервые может быть зафиксировано в действии.

«Мы сделали наблюдение, что под кратоном может быть что-то», — сказал ведущий автор исследования Цзюньлинь Хуа. «К счастью, мы также получили новую идею о том, что движет этим истончением».

Кратоны — очень старые породы, которые являются частью континентов Земли. Они известны своей стабильностью и способностью сохраняться миллиарды лет. Но иногда кратоны претерпевают изменения, которые могут повлиять на их стабильность или удалить целые слои породы. Например, Северо-Китайский кратон утратил свой самый глубокий корневой слой миллионы лет назад.

Исследователи говорят, что открытие кратонного капания особенно тем, что оно происходит прямо сейчас. Это позволяет ученым наблюдать процесс кратонного истончения по мере его возникновения.

Капание сконцентрировано над Средним Западом США. Исследователи уверяют, что нет никакого непосредственного риска для ландшафта. Мантийные процессы, приводящие к капанию, медленно влияют на эволюцию тектонической плиты. В конце концов, это прекратится, поскольку остатки тектонической плиты глубже погружаются в мантию, уменьшая свое влияние на кратон.

По словам соавтора исследования профессора Торстена Беккера, это открытие имеет первостепенное значение для ученых-геологов, которые изучают континенты на протяжении всей своей жизни.

«Такого рода вещи важны, если мы хотим понять, как планета развивалась в течение длительного времени», — сказал Беккер. «Это помогает нам понять, как создаются континенты, как они разрушаются и как они перерабатываются [в Землю]».

Открытие произошло в ходе проекта под руководством Хуа. Ученые создали новую сейсмическую томографическую модель для Северной Америки, используя подход соавтора Стивена Гранда, ныне почетного профессора Школы Джексона.

Эта компьютерная модель, использующая сейсмические данные, собранные в рамках проекта EarthScope, раскрыла новые подробности о геологических процессах, происходящих в земной коре и мантии под поверхностью Северной Америки.

«Благодаря использованию метода полной формы волны мы имеем более четкое представление об этой важной зоне между глубокой мантией и более мелкой литосферой, где мы ожидаем получить подсказки о том, что происходит с литосферой», — объясняет Беккер.

Модель впервые продемонстрировала наличие капель, что помогло исследователям сделать вывод о том, что плита Фараллон, погружавшаяся под Северную Америку примерно 200 миллионов лет, могла быть движущей силой этого процесса, несмотря на то, что находилась на расстоянии 600 километров от кратона.

Впервые сейсмически отображенная в 1990-х годах Грандом, плита сыграла ключевую роль в формировании Североамериканской плиты. Исследователи полагают, что теперь она разрушает континент снизу, перенаправляя поток мантии, чтобы сдвинуть основание кратона и высвободить летучие соединения, которые его ослабляют.

По словам Хуа, хотя капание сосредоточено в одной области кратона, плита, по-видимому, взаимодействует с материалом со всего кратона, который охватывает большую часть Соединенных Штатов и Канады.

«Очень широкий диапазон испытывает некоторое истончение», — сказал Хуа.

Когда исследователи построили компьютерную модель этой динамики, модельный кратон капал, когда присутствовала плита Фараллон. Когда плита была удалена, капание прекратилось.

Беккер признает, что компьютерные модели имеют различные ограничения. Тем не менее, сходство модели с данными — хороший знак, сказал он.

«Вы смотрите на модель и говорите: «Реальна ли она, мы переоцениваем данные или она сообщает нам что-то новое о Земле?» — резюмирует Беккер. «Но похоже, что во многих местах эти пятна появляются и исчезают, и это показывает нам что-то реальное».