Як Анди – найдовший гірський хребет в світі – досягли своїх величезних розмірів? Це лише один з геологічних питань, на який, можливо, зможе відповісти новий метод, розроблений дослідниками з Копенгагенського університету. З безпрецедентною точністю цей метод дозволяє дослідникам оцінити, як тектонічні плити Землі міняли швидкість за останні мільйони років.
Анди — найдовший надводний гірський хребет на Землі. Він простягається на 8900 кілометрів уздовж західної периферії Південної Америки, досягає 700 кілометрів завширшки і в деяких місцях піднімається майже на сім кілометрів на небо. Але як саме цей колосальний гірський масив виник з надр Землі, залишається неясним для геологів.
Дослідники з Копенгагенського університету висунули нову гіпотезу. Використовуючи новий метод, розроблений одним з дослідників, вони уважно вивчили тектонічну плиту, на якій розташований хребет. Їх знахідка пролила нове світло на те, як виникли Анди.
Тектонічні плити покривають поверхню Землі, як масивні шматочки головоломки. Вони зміщуються на кілька сантиметрів щороку, приблизно з тією ж швидкістю, з якою ростуть наші нігті. Час від часу ці пластини можуть раптово прискорюватися або сповільнюватися. Однак ми мало що знаємо про жорстокі сили, що стоять за цими подіями. Дослідники UCPH прийшли до оцінок, які є більш точними, ніж будь-коли, як щодо того, наскільки сильно і як часто плити міняли швидкість історично.
Нові розрахунки дослідників демонструють, що Американська плита раптово і вражаюче зрушила з місця і сповільнилася в двох значних випадках за останні 15 мільйонів років. І це, можливо, сприяло розширенню величезної ланцюжка. Результати дослідження були опубліковані в журналі Earth and Planetary Science Letters.
Примітно, що два раптових спаду відбулися між періодами, коли Андский хребет піддавався стисненню і швидко збільшувався у висоту:
“ В періоди, що передували двом уповільненням, плита безпосередньо на заході, плита Наска, врізалася в гори і стиснула їх, змусивши їх вирости вище. Цей результат може вказувати на те, що частина раніше існуючого хребта діяла як гальмо як для Наскі, так і для Американської плити. У міру того, як плити сповільнювали свою швидкість, гори замість цього ставали ширше ”, — пояснює перший автор і аспірантка Валентина Еспіноза з департаменту наук про землю і управління природними ресурсами.
Згідно з новим дослідженням, Американська плита сповільнилася на 13% протягом періоду, який стався 10-14 мільйонів років тому, і на 20% протягом іншого періоду 5-9 мільйонів років тому. Для геологічного часу це — дуже швидкі і різкі зміни. На думку дослідників, існують в основному дві можливі причини раптового уповільнення темпів зростання в Південній Америці.
Про тектоніку плит
Теорія тектоніки плит, вперше визнана в 1960-х роках, стверджує, що Земля покрита зовнішньої оболонкою ( літосферою ), розділеної на ряд жорстких плит, які плавають поверх верхньої частини земної мантії ( астеносфери ).
Спостереження показують, що плити бувають самих різних розмірів, від Тихоокеанської плити, що займає площу в 100 мільйонів квадратних метрів, до мікропліт в соту частку рази менших. Тектонічні плити можуть складатися з континентальної частини, товщина якої може досягати 350 кілометрів, і океанічної частини, товщина якої рідко перевищує 100 кілометрів.
Як уже згадувалося, це може бути пов’язано з розширенням Анд, де тиск ослабло і гори стали ширше. Гіпотеза дослідників полягає в тому, що взаємодія між розширенням гір і зниженням швидкості руху плити було викликано явищем, званим розшаруванням. Тобто велика кількість нестабільного матеріалу під Андами вирвалося на свободу і занурилося в мантію, викликавши значні зміни в конфігурації плити.
Цей процес привів до того, що Анди змінили форму і розширилися в бічному напрямку. Саме в ці періоди гірський ланцюг розширилася до Чилі на заході і Аргентини на сході. У міру того як плита накопичувала більше гірського матеріалу і ставала важче, рух плити сповільнювалося.
“ Якщо це пояснення правильне, то воно багато що говорить нам про те, як виник цей величезний гірський хребет. Але є ще багато, чого ми не знаємо. Чому він став таким великим? З якою швидкістю він формувався? Як гірський хребет підтримує сам себе? І впаде вона в кінці кінців? ” — говорить Валентина Еспіноза.
На думку дослідників, іншим можливим поясненням того, чому рух плити сповільнилося, є зміна структури потоку тепла з надр Землі, відомого як конвекція, який перемістився в самий верхній в’язкий шар мантії, на якому плавають тектонічні плити. Ця зміна проявилося як зміна в русі пластини.
Тепер у дослідників є інформація і інструменти, щоб почати перевірку своїх гіпотез за допомогою моделювання та експериментів.
“ Якщо ми зможемо краще зрозуміти зміни, які відбулися в русі плит з плином часу, у нас може з’явитися шанс відповісти на деякі з найвидатніших загадок нашої планети і її еволюції. Ми все ще так мало знаємо, наприклад, про температуру надр Землі або про те, коли почали рухатися плити. Наш метод, швидше за все, може бути використаний для пошуку шматочків цієї величезної головоломки ”, — пояснюють вчені.
