Континенты Земли вовсе не статичны и медленно перемещаются по поверхности планеты, движимые тектоникой плит и достигая кульминации в областях расширения и столкновения коры. В последнем случае высокие температуры и давления приводят к переработке коры, влияя на ее состав, а также на состав подстилающей мантии. Кроме того, во время столкновения континентальных плит образуются различные топографические особенности, например, горные хребты, пишет PHYS.org.
Отметим, что горные хребты являются поверхностными проявлениями утолщенной коры Земли. Три такие зоны столкновения образуют Гималайско-Тибетское плато, Европейские Альпы и горы Загрос в Иране, Ираке и Турции, возникшие в кайнозое — в течение последних 66 миллионов лет. В новом исследовании ученые впервые попытались количественно оценить количество континентальной коры, потерянной в земной мантии, когда происходит столкновение двух плит на границе каждой из них.
Исследование было проведено под руководством научного сотрудника Университета Монаша в Австралии, доктора Цзыи Чжу. Команда разработала теоретическую модель баланса массы и объема континентальной коры, а затем сравнила количество укороченной коры с той, которая вертикально утолщается. Во врем этого процесса кора выдавливается вбок и размывается на поверхности.
По словам ученых, континентальная кора может двигаться несколькими способами: перпендикулярно сжатию, что известно как выдавливание, а также подвергаться эрозии. Если масса коры сохраняется, масса укороченной коры должна уравновешиваться массой утолщенной коры или любой корой, потерянной в результате эрозии или боковой экструзии. При этом любой дисбаланс свидетельствует о том, что отсутствующая кора, вероятно, погружается в мантию Земли.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что не менее 30% континентальной коры было потеряно в мантии во время формирования Гималайско-Тибетского плато и гор Загрос. Более того, ученые полагают, что потенциально потери могли достигать рекордных 64%. При этом результаты указывают на то, что до 50% объема Альп в действительности могло быть разрушено.
Исследователи также полагают, что эта потеря в мантии в действительности имела значительно более разрушительный эффект, чем поверхностная эрозия. По словам доктора Чжу, их с коллегами работа важна по целому ряду причин. Во-первых, ученые впервые количественно определили потери земной коры в мантии во время континентальных столкновений. Во-вторых, результаты указывают на то, что эрозия массивных Гималайских гор создала крупнейший и вторые по величине осадочные конусы выноса на Земле — Бенгальский и Индский. Однако теперь нам известно, что потери коры в мантии в действительности были в разы больше.
Ученые предполагают, что за переработку коры во время формирования Гималайско-Тибетского плато, вероятно, ответственен механизм расслоения. Этот процесс включает несколько фаз:
Ключевым следствием расслоения плотных горных корней является быстрый подъем горного хребта выше. Результаты указывают на то, что в быстрый подъем Гималаев, вызванный расслоением, соответствует возрасту калийно-адакитовых пород и совпадает с началом усиленных муссонных дождей около 22 миллионов лет назад.
Авторы исследования также отмечают, что результаты их исследования подчеркивают связь между глубинными процессами земной коры и изменением климата на поверхности во время формирования горного пояса путем столкновения континентов.
