Ледяной веер Гондваны: подо льдами Антарктиды скрывается гигантская структура

Ученые обнаружили гигантскую веерообразную структуру, которая связывает несколько хорошо известных бассейнов глубоко под Восточно-Антарктическим ледяным щитом — и, возможно, она образовалась при распаде древнего суперконтинента Гондвана.

Эта структура является результатом тектонического процесса, известного как распределенное вращательное растяжение, при котором земная кора деформируется наружу от фиксированной центральной точки, подобно пальцам, расходящимся на человеческой руке. Промежутки между этими «пальцами» в Восточной Антарктиде представляют собой треугольные бассейны, которые были описаны ранее, но не идентифицировались как части единой системы, сообщают исследователи в новом исследовании.

«Вращательное растяжение известно и по другим тектоническим обстановкам, но обнаружить структуру такого масштаба, скрытую под Восточно-Антарктическим ледяным щитом, — это весьма примечательно», — рассказал Live Science по электронной почте первый автор исследования Эджидио Армадилло, доцент и научный сотрудник Лаборатории прикладной геофизики Университета Генуи в Италии. «Если наша интерпретация верна, это может быть один из крупнейших и самых наглядных примеров распределенного вращательного растяжения, когда-либо обнаруженных в континентальной коре».

Открытие началось с простого наблюдения: многие погребенные бассейны в Восточной Антарктиде, кажется, расходятся лучами из одного и того же места. Отталкиваясь от этого, Армадилло и его коллеги изучили подледный ландшафт и геологию региона, а также гравитационные, магнитные и сейсмические данные. Они также использовали модели для симуляции формирования структуры, которую они назвали Восточно-Антарктической веерообразной бассейновой провинцией.

Результаты, опубликованные 3 июня в журнале Nature Geoscience, подтверждают идею о том, что некоторые из самых известных объектов Восточной Антарктиды — включая бассейны Уилкса и Авроры, а также бассейн, в котором находится озеро Восток, крупнейшее известное подледное озеро на Земле, — были сформированы распределенным вращательным растяжением. Однако, по словам Армадилло, точное время, когда это произошло, пока неясно.

«Структура могла развиваться более чем в одну фазу, — сказал он. — Тем не менее, мы полагаем, что она, вероятно, связана с длительной тектонической эволюцией, которая предшествовала и сопровождала распад Гондваны, в особенности разделение Антарктиды и Австралии».

Гондвана раскололась около 180 миллионов лет назад, создав те массивы суши и континенты, которые мы знаем сегодня. Разрыв между Антарктидой и Австралией произошел примерно 70 миллионов лет назад, ближе к концу мелового периода (145–66 миллионов лет назад). Восточно-Антарктическая веерообразная бассейновая провинция, возможно, способствовала этому позднему разделению, ослабив зону к северу от провинции, которая в итоге разорвалась, однако провинция, вероятно, продолжала «раскрываться веером» и после того, как Антарктида и Австралия разошлись, отметил Армадилло.

Точный механизм, который привел в движение распределенное вращательное растяжение в Восточной Антарктиде, остается неизвестным. «На мой взгляд, это один из самых захватывающих аспектов исследования: оно не закрывает проблему, а открывает новое направление для изысканий», — сказал Армадилло.

В целом результаты показывают, что Восточная Антарктида имеет гораздо более динамичную тектоническую историю, чем ученые предполагали ранее. «Восточную Антарктиду часто считают старым, холодным и относительно стабильным кратонным регионом [древним и глубоко укоренившимся участком коры], — пояснил Армадилло. — В нашей модели формирование веерообразной бассейновой провинции сильно повлияло на окружающий ландшафт».

Структура открыла несколько огромных бассейнов, которые сейчас скрыты под более чем тремя километрами льда. К западу формирование структуры могло способствовать поднятию гор Гамбурцева, которые по масштабу и форме похожи на европейские Альпы, но полностью погребены подо льдом. А к востоку расхождение «пальцев», вероятно, помогло повернуть и раздробить Трансантарктические горы, разделяющие Восточную и Западную Антарктиду, добавил Армадилло.

Будущее под толщей льда

«Главный посыл в том, что значительная часть Восточной Антарктиды может быть не просто набором отдельных подледных бассейнов, а целостной тектонической провинцией, созданной процессом деформации континентального масштаба, — сказал он. — В то же время наша модель — это гипотеза, которую можно и нужно проверять дальше. В частности, решающее значение будет иметь более точное определение временных рамок деформации».

Это открытие способно пролить свет на то, как Восточно-Антарктический ледяной щит отреагирует на изменение климата, поскольку тектонические процессы влияют на пути, по которым движутся ледники и ледовые потоки при таянии. Скрытые под километрами льда геологические шрамы служат своего рода «трамплинами» или «стопорами» для движения льда: понимание геометрии этих древних бассейнов критически важно для прогнозирования того, куда и с какой скоростью устремится вода. Однако более широкое значение полученных результатов заключается в том, что Антарктида до сих пор скрывает множество геологических тайн, подчеркнул Армадилло.

«Более 99% коренной породы скрыто подо льдом, поэтому объединение данных о подледной топографии, гравитации, магнетизме, структуре коры и наблюдений за ледяным щитом абсолютно необходимо», — резюмировал он. Фактически, карта Антарктиды без льда — это пока что детективная головоломка, в которой каждая новая находка способна переписать учебники. И кто знает, какие еще структуры, сравнимые по масштабу с Альпами или Гималаями, дремлют под бескрайней белой пустыней, дожидаясь своего исследователя.