Научници решавају дугогодишњу мистерију надморске висине континента

Студија сугерише да распад континената узрокује дубоке таласе земље, што доводи до топографских карактеристика као што су литице и висоравни.

Тим научника предвођен Универзитетом Саутемптон је одговорио на једно од најзагонетнијих питања у тектоници плоча: како и зашто „стабилни“ делови континената постепено расту и формирају неке од највећих топографских карактеристика планете.

У њиховој студији недавно објављеној у природаИстраживачи су испитивали ефекте глобалних тектонских сила на еволуцију пејзажа током стотина милиона година. Открили су да када се тектонске плоче одвоје, дубоко у Земљи се ослобађају снажни таласи који могу узроковати да се континенталне површине уздигну за више од једног километра.

Загонетка падина и платоа

Ова открића помажу у решавању дугогодишње загонетке о динамичким силама које обликују и везују неке од најдраматичнијих облика рељефа на Земљи – огромне топографске карактеристике које се називају „литицама“ и „висоравни“ које дубоко утичу на климу и суседства.

„Научници су дуго сумњали да се стрме, километарске топографске карактеристике које се називају велике литице – попут класичног примера око Јужне Африке – формирају када се континенти расцепе и на крају се поделе, међутим, објашњење зашто се унутрашњост континената диже далеко је од „Јесте овај процес који се односи на формирање ових високих литица, једноставно нисмо знали“, рекао је главни аутор Том Гернон, професор геонаука на Универзитету Саутемптон.

Вертикална кретања стабилних делова континената, званих кратони, остају један од најмање схваћених аспеката тектонике плоча.

Тим са Универзитета у Саутемптону, укључујући др Теу Хинкс, др Дерека Кера и Алис Канингем, сарађивао је са колегама из Хелмхолц центра Потсдам – ​​ГФЗ немачког истраживачког центра за геонауке и… Универзитет у Бирмингему Да одговорим на ово основно питање.

Њихови налази помажу да се објасни зашто делови континената за које се раније сматрало да су „стабилни“ пролазе кроз значајно подизање и ерозију, и како такви процеси могу да мигрирају стотинама или чак хиљадама километара у унутрашњост, формирајући огромна узвишења позната као висоравни, као што је централна висораван. у јужној Африци.

Моделирање издизања и ерозије континента

На основу њихове студије која повезује ерупције дијаманата са распадом континента, Објављено прошле године у природаТим је користио напредне компјутерске моделе и статистичке методе да би проучавао како површина Земље реагује на распад континенталних плоча током времена.

Открили су да када се континенти поделе, ширење континенталне коре изазива кинематичка кретања у Земљином омотачу (масивном слоју између коре и језгра).

„Овај процес се може упоредити са брзим кретањем које се креће ка континентима и ремети њихове дубоке темеље“, рекао је професор Саша Брун, који води Одељење за геодинамичко моделирање у ГФЗ Потсдаму.

Професор Брун и др Ен Глерум, које такође раде у Потсдаму, спровеле су симулацију како би истражиле како је овај процес еволуирао. Тим је приметио занимљив образац: брзина „таласа“ плашта који се крећу испод континената у њиховој симулацији блиско одговара брзини великих догађаја ерозије који су захватили јужноафрички пејзаж након распада древног суперконтинента Гондване.

Научници су прикупили доказе да су велике литице настале на ивицама древних долина расцепа, баш као и стрми зидови које данас видимо на маргинама пукотина у источној Африци. У исто време, догађај рифтинга је такође покренуо „талас дубоког плашта“ који путује дуж основе континента брзином од 15 до 20 километара на милион година.

Они верују да овај талас ради на уклањању слојева стена са корена континената услед конвекције.

„Баш као што ваздушни балони губе на тежини да би се подигли више, губитак континенталног материјала узрокује подизање континената – процес који се зове изоелевација“, рекао је професор Брун.

На основу овога, тим је моделирао како ће пејзаж реаговати на ово подизање изазвано плаштем. Открили су да нестабилност миграционог плашта доводи до таласа површинске ерозије који траје десетинама милиона година и креће се широм континента сличном брзином. Ова интензивна ерозија уклања огромну тежину са стена, узрокујући да се површина Земље даље уздиже, стварајући високе висоравни.

„Наши модели еволуције пејзажа показују како низ догађаја везаних за рифтинг може довести до стрмине као и до стабилног, равног платоа, иако од ерозије слоја од неколико хиљада метара стене.

Студија тима пружа ново објашњење за збуњујуће вертикалне покрете континената далеко од континенталних маргина, где је подизање чешће.

Др Стив Џонс, ванредни професор за земаљске системе на Универзитету у Бирмингему, додао је: „Оно што имамо овде је убедљив аргумент да рифтинг може, под одређеним условима, директно да генерише дуговечне конвекцијске ћелије у горњем плашту, а ове рифтинг- индуковани конвективни системи имају „Дубоко дејство на топографију Земљине површине, ерозију, седиментацију и дистрибуцију природних ресурса.“

Закључак и будући правци

Тим је закључио да иста каскада поремећаја плашта који покрећу дијаманте да брзо излазе из дубине Земље такође фундаментално обликује континенталне пејзаже, утичући на низ фактора од регионалне климе и биодиверзитета до образаца људских насеља.

Професор Гернон, који је добио велики филантропски грант од ВоодНект Фоундатион, којим управља Фондација Греатер Хоустон Цоммунити Фоундатион, за проучавање глобалног хлађења, објаснио је да распад континента не само да ремети дубоке слојеве Земље, већ има и ефекте који одјекују широм површина континената, за које се раније мислило да није тако.

„Дестабилизација континенталних језгара мора да је утицала и на древну климу“, закључио је професор Гернон.

Референца: „Коеволуција маргина и унутрашњости континената током континенталног раздвајања“ Томаса М. Гернон и Тиа К. Хинкс, Саша Брон, Џејн Браун и Стивен М. Џонс, Дерек Кер, Алис Канингем и Ени Глерум, 7. августа 2024. природа.
дои: 10.1038/с41586-024-07717-1