Ученые обнаружили, что Северная Америка “капает” в мантию Земли
Недавние исследования показали удивительное явление: части древней и стабильной основы Североамериканского континента, известной как кратон, медленно отслаиваются и “капают” вглубь планеты. Этот процесс, напоминающий стекание густой жидкости, направлен прямо в мантию Земли. Ученые связывают это с остатками древней тектонической плиты, погружающейся под континент.
Что значит “капает”?
В геологии этот процесс называется деламинацией или литосферным капанием. Нижняя часть литосферы (жесткой внешней оболочки Земли, включающей кору и верхнюю мантию) становится плотнее и холоднее окружающих ее слоев. Подобно капле тяжелого сиропа в воде, эта более плотная часть начинает отрываться. Затем она погружается в более горячую и пластичную астеносферу – слой под литосферой. Это происходит из-за гравитационной неустойчивости. То есть, более плотный материал стремится опуститься под менее плотный.
Виновник – древняя плита Фараллон
Главной причиной этого “капания”, по мнению исследователей, являются остатки древней океанической плиты Фараллон. Эта плита миллионы лет погружалась под западную окраину Северной Америки. Этот процесс называется субдукцией. Остатки этой плиты, достигнув основания Североамериканской плиты, взаимодействуют с ней. Это взаимодействие, вероятно, и вызывает уплотнение нижних слоев континента. А затем и их последующее “капание”.
Как это обнаружили?
Ученые использовали метод сейсмической томографии. Он похож на медицинское КТ, но для всей планеты. Они анализировали скорость прохождения сейсмических волн от землетрясений через недра Земли. Это позволило построить 3D-карту плотности и температуры под континентом. Именно так были обнаружены необычно плотные и холодные области. Их интерпретировали как “капли”, погружающиеся в мантию Земли. Особенно ярко этот процесс проявляется под плато Колорадо на юго-западе США. Геохимические данные и особенности рельефа (например, значительный подъем плато) также подтверждают эту гипотезу.
Последствия “капания”
Этот процесс идет очень медленно. Он растягивается на миллионы лет. Однако он имеет заметные последствия для поверхности. Отрыв плотной “капли” делает вышележащую часть континента легче. Поэтому она может подниматься над уровнем моря. Это объясняет, например, значительную высоту плато Колорадо. Кроме того, на место оторвавшегося материала поднимается горячее вещество астеносферы. Это может вызывать вулканическую активность. А также изменять состав земной коры в регионе.
Глобальное явление?
Хотя исследование сфокусировано на Северной Америке, подобные процессы могут происходить и под другими континентами. Понимание литосферного капания помогает лучше объяснить эволюцию континентов. Оно также объясняет формирование горных хребтов и распределение вулканической активности. Это еще один ключ к разгадке сложной динамики нашей планеты. Здесь поверхностные процессы тесно связаны с глубинными течениями в мантии Земли.