Северная Америка опускается в мантию Земли, обнаружили учёные

Недавние исследования, проведенные группой ученых, выявили удивительные факты о древней плите земной коры, расположенной глубоко под Средним Западом Северной Америки. Согласно их выводам, эта плита активно засасывает огромные участки современной североамериканской коры в мантию, создавая гигантские «капли», которые свисают с нижней части континента на глубину около 640 километров. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Исследование показало, что эти капли находятся под территориями от Мичигана до Небраски и Алабамы, и, по всей видимости, их присутствие оказывает влияние на весь континент. Область, где происходит выветривание, напоминает огромную воронку, в которую притягиваются камни, прежде чем быть поглощенными мантийными недрами. Как следствие, обширные территории Северной Америки теряют материал с нижней части земной коры.

«В очень широком диапазоне наблюдается некоторое истончение», — заявил геолог, ведущий автор исследования Джунлин Хуа, проводивший исследование в Техасском университете (UT) в Остине. Сейчас Хуа является профессором Университета науки и технологий Китая.
Он добавил: «К счастью, мы также получили новое представление о том, что вызывает это истончение».

Исследователи обнаружили, что капли формируются в результате силы притяжения, направленной вниз, которая воздействует на кусок океанической коры, отколовшийся от древней тектонической плиты, называемой Фараллонской плитой. Эта плита и Северо-Американская плита когда-то образовывали зону субдукции вдоль западного побережья континента, где первая погружалась под вторую и перерабатывала её материал в мантию.

Схема, показывающая, как земная кора и верхняя мантия могут погружаться в мантию из-за Фараллонской плиты / Изображение: Nature Geoscience

Фараллонская плита раскололась примерно 20 миллионов лет назад из-за движения Тихоокеанской плиты, и остатки плит, погрузившихся под Северо-Американскую плиту, медленно отделились. В настоящее время одна из этих плит находится на границе между переходной зоной мантии и нижней мантией на глубине около 660 километров под Средним Западом.

Согласно новому исследованию, этот процесс называется «кратонным истончением». Кратон — это участок континентальной коры и верхней мантии Земли, который в основном сохранился нетронутым на протяжении миллиардов лет. Несмотря на свою стабильность, кратон может подвергаться изменениям, но это явление до недавнего времени не наблюдалось в действии из-за огромных геологических временных масштабов.

Теперь исследователи впервые задокументировали истончение кратона в процессе его формирования. Это открытие стало возможным благодаря более масштабному проекту под руководством Хуа по составлению карты подземных структур Северной Америки с помощью метода сейсмической томографии высокого разрешения, известного как «инверсия полной формы волны». Этот метод использует различные типы сейсмических волн для извлечения всей доступной информации о физических параметрах под землёй.

«Подобные исследования важны, если мы хотим понять, как развивалась планета в течение длительного времени», — отметил соавтор исследования, заведующий кафедрой геофизики в Университете Техаса в Остине Торстен Беккер. «Благодаря использованию этого метода с полной волной мы лучше представляем себе эту важную зону между глубинной мантией и более поверхностной литосферой».

Чтобы подтвердить свои результаты, исследователи смоделировали воздействие плиты Фараллон на кратон с помощью компьютерной модели. Когда плита находилась на месте, образовалась зона разлома, но она исчезла, когда плиты не стало, что подтверждает теоретическую возможность того, что погружающаяся плита может утягивать за собой породы на большую глубину.

По словам исследователей, в ближайшее время движение под Средним Западом не приведёт к изменениям на поверхности. Они добавили, что оно может даже прекратиться, поскольку плита Фараллона погружается глубже в нижнюю мантию, и её влияние на кратон ослабевает.

Полученные результаты могут помочь собрать воедино огромную головоломку о том, как Земля стала выглядеть так, как сейчас.

«Это помогает нам понять, как образуются континенты, как они разрушаются и как происходит их переработка», — заключил Беккер.

Источник

Еще по теме:

Ученые нашли разрыв океанической плиты между Евразией и Аравийским полуостровом

• Ключевые слова: америк,