Недавно опубликованное исследование выявило малоизвестный тектонический процесс, происходящий под Центральным Анатолийским плато в Турции, где часть земной коры «стекает» вглубь планеты. Это редкое явление, известное как литосферное стекание, усложняет понимание учёными тектоники плит — не только на Земле, но и, возможно, на других планетах.
Геологическая странность под бассейном Конья
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, посвящено бассейну Конья — топографической депрессии в центральной Турции. Используя спутниковые и сейсмические данные, учёные обнаружили «круговую особенность», где кора, по-видимому, опускается. Под бассейном они нашли сейсмическую аномалию и утолщённую кору — убедительные доказательства накопления плотного материала в верхней мантии.
Ведущий автор Юлия Андерсен, геофизик из Университета Торонто, объяснила, что аномалия указывает на «вероятное литосферное стекание мантии». По сути, тяжёлая нижняя кора начала стекать вниз, как вязкое вещество, образуя медленно движущуюся каплю, подобную мёду, которая тянет за собой поверхность. Как только эта расплавленная капля отделяется, кора восстанавливается, заставляя землю над ней выпячиваться вверх.
Замедленное разрушение меняет облик коры Турции
Центральное Анатолийское плато медленно поднимается в течение миллионов лет, поднимаясь примерно на один километр за последние 10 миллионов лет. Но, что интересно, в то время как более обширный регион продолжает подниматься, бассейн Конья ведёт себя иначе — он опускается примерно на 20 миллиметров в год. Это различие привело исследователей к выводу, что в бассейне происходит вторичное литосферное стекание, независимое от более раннего события подъёма.
По словам Рассела Пысклывека из Университета Торонто, первоначальное стекание, вероятно, спровоцировало «последующие дочерние события» в других частях региона. Он описал, как «по мере утолщения литосферы и её стекания под регион, на поверхности образовался бассейн, который позже поднялся, когда вес внизу отделился и опустился в более глубокие слои мантии». Этот процесс, похоже, повторяется, формируя теперь меньшее вторичное стекание под Конья.
Лабораторные эксперименты имитируют действие земной коры
Чтобы подтвердить свои выводы, исследовательская группа воссоздала процесс стекания в контролируемой лабораторной среде. Используя полидиметилсилоксан, липкий силиконовый полимер, они воспроизвели вязкую консистенцию нижней мантии Земли. Верхняя мантия была смоделирована с использованием смеси того же полимера и глины, а в качестве модели коры использовалась смесь керамических сфер и кварцевого песка.
Они ввели плотное зерно в слой верхней мантии, чтобы инициировать стекание. В течение десяти часов образовалась вязкая капля, которая начала падать. Примерно через 50 часов эксперимента образовалось вторичное стекание. Исследователи заметили, что даже без какого-либо горизонтального движения это вторичное стекание всё равно «тянуло кору вниз и начало создавать бассейн». Это стало явным доказательством того, что эти процессы могут происходить в условиях вертикальной изоляции, глубоко под поверхностью.
Разгадка ключей к планетарной геологии
Результаты исследования не только влияют на наше понимание Земли. Исследователи видят параллели в других геологических образованиях — особенно в бассейне Арисаро в Андах в Южной Америке. Подобные механизмы могли способствовать его формированию, предполагая, что литосферное стекание не уникально для Турции.
В более широком смысле исследование открывает двери для изучения аналогичной геологической активности на других планетах, таких как Марс и Венера, где тектоника поверхности отличается, но динамика мантии считается сопоставимой.