Исследователи обнаружили, что нижняя часть североамериканского континента стекает вниз в виде каменных глыб, и причиной этого могут быть остатки тектонической плиты, погружающейся в мантию Земли.
В статье, опубликованной в Nature Geoscience, описывается явление, обнаруженное в Техасском университете в Остине. Впервые «кратонное истончение» можно запечатлеть в действии.
«Мы сделали наблюдение, что под кратоном может быть что-то еще», — сказал ведущий автор исследования Цзюньлинь Хуа, который проводил исследование во время постдокторской стажировки в Школе геонаук Джексона Техасского университета. «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 не стоит беспокоиться о том, что континент опустеет или капание изменит ландшафт в ближайшее время. Мантийные процессы, приводящие к капанию, могут влиять на то, как тектонические плиты развиваются с течением времени, но они очень медленные. Более того, ожидается, что капание в конечном итоге прекратится, поскольку остатки тектонической плиты погружаются глубже в мантию, и ее влияние на кратон ослабевает.
По словам соавтора Торстена Беккера, профессора кафедры наук о Земле и планетах и Института геофизики Школы имени Джексона, 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]».
Капающее открытие стало результатом более крупного проекта под руководством Хуа, который сейчас является профессором в Университете науки и технологий Китая, который создал новую полноволновую сейсмическую томографическую модель для Северной Америки с использованием подхода, разработанного соавтором Стивеном Грандом, который сейчас является почетным профессором в Школе Джексона, и его командой. Эта компьютерная модель , которая использует сейсмические данные , собранные проектом EarthScope, раскрыла новые подробности о геологических процессах, происходящих в коре и мантии, лежащих в основе Северной Америки.
«Благодаря использованию метода полной формы волны мы имеем более четкое представление о важной зоне между глубокой мантией и более мелкой литосферой, где мы могли бы получить подсказки о том, что происходит с литосферой», — сказал Беккер.
Эта модель впервые позволила увидеть капли таким образом. Она также помогла исследователям сделать вывод, что плита Фараллон, океаническая тектоническая плита, которая погружалась под Северную Америку в течение последних 200 миллионов лет, могла быть движущей силой процесса, несмотря на то, что она отделена от кратона примерно 600 километрами.
Плита, впервые сейсмически отображенная в 1990-х годах Грандом, сыграла важную роль в формировании Североамериканской плиты. Исследователи полагают, что теперь она разрушает континент снизу, перенаправляя поток мантийного материала так, что он сдвигает дно кратона и высвобождает летучие соединения, которые ослабляют его основание.
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 ограничения. Но 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?» — сказал Беккер. «Но похоже, что во многих местах эти пятна появляются и исчезают, и это [показывает нам] что-то реальное».
