Этот странный процесс, называемый литосферным капанием, предположительно происходит под Андами, в Центральной Азии, на Тихоокеанском северо-западе США и вдоль западного побережья Канады. Теперь исследователи обнаружили, что аналогичный процесс происходит и на Анатолийском плато в Турции.
Полученные данные могут рассказать о том, как строятся горы и бассейны на таких планетах, как Венера или Марс, где нет подвижных тектонических плит, подобных тем, что врезаются друг в друга, создавая рельеф на Земле.
«Речь идет о том, чтобы понять, как тектоника может работать на планетах, где нет плит», — говорит автор исследования А. Джулия Андерсен, докторант тектонофизики в Университете Торонто. «Земля — единственная известная нам планета с плитами в Солнечной системе, но другие планеты не плоские».
Вулканические извержения могут выливать лаву на эти планетарные поверхности. Но формы суши могут возникать и тогда, когда литосфера, состоящая из коры и относительно хрупкого верхнего слоя мантии, становится особенно толстой. Горы создают сильное давление на нижнюю часть литосферы. В зонах высокого давления под высокими пиками может происходить новая минерализация, рассказал Андерсен в интервью Live Science. Некоторые из этих минералов плотнее, чем находящаяся под ними мантия.
Похожие: Еще много древних структур ждут своего открытия: Утерянный кусок морского дна, скрытый в мантии Земли, найден у острова Пасхи
«В любой физической системе, если материал с более высокой плотностью находится поверх материала с более низкой плотностью, то он тонет или капает», — говорит она.
Но эта идея все еще спорна, говорит Митчелл Макмиллан, геофизик из Технологического института Джорджии, который не принимал участия в исследовании. Макмиллан также считает, что литосферное капание, скорее всего, происходит на Земле, но бывает трудно отделить признаки возможного капания от геологии, созданной горизонтальными движениями тектонических плит.
Одним из возможных признаков является то, что литосферная капля может втягивать кору в морщинистые хребты и долины, образуя небольшие горы. Однако в Турции таких признаков скрытого каплеобразования не было. Предыдущие исследования показали, что сейсмические волны, проходящие через кору под массивным Анатолийским плато, двигаются быстрее, чем в среднем, что говорит о разнице в плотности и температуре в этих районах. На поверхности единственным признаком того, что происходит что-то странное, была котловина Конья — нечетко очерченная круглая котловина площадью около 1620 квадратных миль (4196 квадратных километров) в южной части плато.
Андерсен и ее команда провели геофизический анализ рельефа бассейна и поставили эксперимент на лабораторном стенде, чтобы имитировать образование этой большой впадины.
Они использовали густой, липкий полимер, чтобы представить среднюю мантию, и смесь глины и полимера для более жесткой верхней мантии, завершая все это кремнеземно-керамической «коркой». Если оставить его в покое, глиняно-полимерный слой начал просачиваться в искусственную мантию. Примечательно, что «корка» сверху не была нарушена. Со временем начался второй капельный процесс, в результате которого поверхность осталась неповрежденной.
По словам Андерсена, анализ реальной котловины Конья показывает, что там происходит то же самое. «Полученные данные указывают на то, что да, там происходит капание, даже если мы не обязательно видим множество особенностей в коре, которые бы указывали на это», — сказала она.
Макмиллан рассказала Live Science, что этот метод позволяет получить больше деталей, чем может показать компьютерное моделирование. «Физические модели, как у доктора Андерсена, замечательны тем, что они показывают некоторые результаты, которые наши численные модели не смогли бы разрешить», — сказал он. «Это важно для интерпретации существующих данных».
По словам Андерсен, исследование, опубликованное 13 сентября в журнале Nature Communications, предполагает, что подобный процесс может происходить вокруг многих горных хребтов по всему миру. В дальнейшем она хотела бы изучить литосферное капание под Аппалачскими горами, которые когда-то были не менее высокими, чем современные Гималаи.
Исследование литосферного капания под Анатолийским плато может изменить наше понимание геологических процессов на других планетах. Поскольку на Венере и Марсе отсутствуют тектонические плиты, механизмы формирования рельефа на этих телах остаются загадкой. Андерсен и ее команда надеются, что их открытия помогут ученым лучше понять, каким образом эта формация может происходить в условиях, отличных от земных.
Помимо интереса к другим планетам, результаты исследования также могут иметь значение для оценки земной тектоники. Изучение литосферного капания под Анатолийским плато может выявить новые механизмы, которые влияют на рельеф Земли и могут быть связаны с сейсмической активностью в регионе.
В будущем исследователи планируют дальнейшие эксперименты над другими горными системами, чтобы изучить основные процессы, которые приводят к образованию гор и котловин. Таким образом, тектоника литосферы продолжает оставаться фокусом внимания, предлагая новые перспективы в области геонаук и планетарной геологии.
