Гигантские волны в мантии Земли могут заставить континенты подняться

Когда континенты распадаются, вблизи границ, где кора раздвигается, могут возвышаться массивные скалы. Этот разлом вызывает волну в среднем слое Земли, мантии, которая медленно откатывается внутрь в течение десятков миллионов лет, подпитывая рост плато, говорится в новом исследовании.

Ученые давно знают, что континентальные разломы вызывают рост массивных уступов, таких как скалы, отделяющие Восточно-Африканскую рифтовую долину от Эфиопского плато, говорит ведущий автор исследования Томас Гернон, геофизик из Саутгемптонского университета (Великобритания). Эти крутые скалы иногда окаймляют внутренние плато, которые поднимаются из прочных, стабильных ядер континентов, известных как кратоны.

Но поскольку эти две ландшафтные особенности обычно формируются с разницей в десятки миллионов — до 100 миллионов лет, многие ученые считали, что разные образования обусловлены разными процессами, рассказал Гернон в электронном письме Live Science.

В новом исследовании, опубликованном 7 августа в журнале Nature, Гернон и его коллеги изучили три знаковых прибрежных уступа, которые образовались во время распада последнего суперконтинента Земли — Гондваны. Один из них, расположенный вдоль побережья Индии, окаймляет Западные Гаты на протяжении около 1200 миль (2000 км); другой, в Бразилии, огибает высокогорное плато на протяжении 1900 миль (3000 км); а Большой уступ в Южной Африке опоясывает Центральное плато и простирается на огромные 3700 миль (6000 км), говорится в исследовании. По словам Гернона, внутренние плато в этих регионах могут подниматься на километр и более.

Команда использовала топографические карты, чтобы показать, что уступы совпадают с границами континентов, что позволяет предположить, что они возникли в результате рифтинга. Компьютерное моделирование показало, что континентальные разломы нарушают мантию, вызывая глубокие волны, которые катятся внутрь к сердцу континента.

Затем они проанализировали имеющиеся данные о полезных ископаемых, чтобы показать, что подъем и эрозия на плато мигрировали вглубь континента примерно в то же время и с той же скоростью, что и мантийные волны, прокатившиеся милями ниже. Это говорит о том, что эти две особенности ландшафта, скорее всего, были вызваны одним и тем же процессом разрушения континента.

В случае с тремя эскарпами, о которых идет речь в настоящем исследовании, разрыв происходил крайне медленно, со скоростью всего 9-12 миль (15-20 км) за миллион лет, говорится в исследовании. Однако эта медленная мантийная волна кардинально изменила ландшафт. Продвигаясь внутрь, она постепенно отрывала прочные корни, скрепляющие континенты на границе коры и мантии. Без этих якорей кратоны стали более плавучими и поэтому поднялись.

Ветер и дождь в течение веков еще больше размывали их, делая более легкими и плавучими. Кульминацией этого процесса стали устойчивые высокие плато, которые мы видим сегодня.

Теоретически этот же процесс может объяснить и другие эскарпы/плато, например, в Северной и Южной Каролине или к югу от Камеруна, говорит Гернон. Утесы и плато в Каролине менее впечатляющие, чем три, изученные в статье, вероятно, потому, что они образовались на 100 миллионов лет раньше, чем те три, которые исследовала команда Гернона. Это дало эрозии десятки миллионов лет, чтобы стереть следы как мантийной перестройки, так и поднятия.

«Уступы от гораздо более ранних событий распада вряд ли сохранились в геологической летописи, — говорит Гернон.

Тот же самый распад суперконтинента и мантийная волна являются катализатором других геологических процессов, включая извержение алмазов из центра Земли, как ранее выяснила команда Гернона.

«Захватывает мысль о том, что бриллиант на обручальном кольце может быть лишь одним из результатов тех же геологических процессов, которые формируют некоторые из самых драматических форм рельефа Земли», — сказал Гернон.