Дырка в Америке? Геологи выяснили, что фундамент Северной Америки буквально «стекает» в мантию
Казалось бы, что может быть надежнее континента, верно? Огромная, стабильная плита суши, на которой мы строим города, возделываем поля… В общем, живем. Этакая каменная твердь под ногами, незыблемая на протяжении миллионов, даже миллиардов лет. А что если я скажу вам, что глубоко под нашими ногами, в раскаленных недрах планеты, часть этой самой «тверди»… медленно отваливается и капает вниз, словно очень густая смола?
Звучит как сценарий для фантастического фильма, но именно такой удивительный процесс недавно зафиксировали геоученые из Техасского университета в Остине. Они обнаружили, что нижняя часть Североамериканского континента, его древнее ядро, буквально «стекает» в мантию Земли гигантскими каплями-глыбами. И, похоже, им впервые удалось поймать этот процесс, что называется, с поличным.
А что там внизу вообще происходит?
Чтобы понять всю соль открытия, нужно вспомнить, что такое «кратон». Если по-простому, это самые древние и устойчивые блоки континентальной коры. Представьте себе фундамент континента, заложенный миллиарды лет назад. Эти штуки славятся своей прочностью. Они пережили бесчисленные геологические катаклизмы и, казалось бы, должны стоять вечно.
Однако, как показывает практика, даже у кратонов бывают свои «проблемы со здоровьем». Иногда они могут меняться, терять часть своей массы. Классический пример — Северо-Китайский кратон, который давным-давно лишился своего глубокого «корня». Но одно дело — находить следы древних событий, и совсем другое — наблюдать нечто подобное прямо сейчас! Именно это и делает открытие техасских ученых таким особенным. Они видят, как кратон «худеет» в реальном времени (ну, в геологическом реальном времени, конечно).
Виновник найден? Призрак древней плиты
Но что же заставляет эту твердыню «капать»? Самое интересное, что виновником может быть структура, которая находится на сотни километров ниже! Исследователи связывают это явление с остатками древней океанической плиты Фараллон. Эта плита уже почти 200 миллионов лет медленно погружается (геологи говорят «субдуцирует») под Северную Америку. Она давно исчезла с поверхности, но ее «призрак» продолжает влиять на происходящее в глубине.
Удивительно, правда? Плита находится глубоко в мантии, а эффект от нее достает до основания континента! Как это возможно? Ученые предполагают два основных механизма. Во-первых, погружающаяся плита Фараллон изменяет потоки горячего, вязкого вещества в мантии Земли. Представьте, как большой объект, тонущий в густом сиропе, создает вокруг себя течения. Эти течения, направленные плитой, могут буквально «подтачивать» или срезать нижнюю кромку кратона.
Во-вторых, по мере погружения плита нагревается и выделяет различные летучие вещества (вроде воды или углекислого газа). Эти вещества могут проникать в породы кратона снизу, ослаблять их, делать более пластичными и, так сказать, «податливыми» для стекания.
Как увидели невидимое?
Вы спросите: как вообще можно разглядеть то, что творится на глубине сотен километров? Ведь туда не пробуришь скважину и камеру не опустишь. Здесь на помощь приходят современные технологии, а именно — сейсмическая томография. Если очень упрощенно, это метод, похожий на медицинское УЗИ или КТ, только для всей планеты.
Ученые анализируют, как сейсмические волны от землетрясений (или искусственных источников) проходят сквозь недра Земли. Разные породы и структуры по-разному пропускают и преломляют эти волны. Обработав огромный массив данных с тысяч сейсмодатчиков (в данном случае использовались данные проекта EarthScope), можно построить трехмерную модель внутреннего строения планеты. И вот новая, более совершенная модель, созданная командой под руководством Цзюньлинь Хуа, и позволила разглядеть эти самые «капли» под Северной Америкой. Более того, компьютерное моделирование подтвердило: если в модель добавить плиту Фараллон, кратон начинает «капать». Убираем плиту — процесс останавливается. Выглядит убедительно!
Стоит ли волноваться жителям Среднего Запада?
Сейчас процесс «капания» наиболее заметен под Средним Западом США. Но, честно говоря, поводов для паники нет совершенно. Сразу успокою: паковать чемоданы и срочно переезжать не нужно. Во-первых, процесс этот невероятно медленный. Речь идет о миллионах лет. На поверхности Земли мы этого никак не ощущаем, и ландшафт от этого в обозримом будущем не изменится.
Во-вторых, по прогнозам ученых, это «капание» не будет вечным. По мере того как остатки плиты Фараллон будут погружаться все глубже в мантию, их влияние на кратон будет ослабевать, и процесс, скорее всего, затухнет.
Зачем нам это знать?
Ну капает и капает себе континент где-то там в глубине, скажете вы. Какое нам до этого дело? На самом деле, огромное! Для геологов это открытие — как найти недостающий фрагмент в огромной мозаике истории Земли.
Понимание таких процессов помогает ответить на фундаментальные вопросы: как вообще формируются континенты? Почему одни из них стабильны миллиарды лет, а другие меняются? Как происходит «переработка» континентальной коры, ее возвращение обратно в мантию? Это всё части глобального круговорота вещества на нашей планете. Изучая то, что происходит сейчас под Северной Америкой, мы получаем ключ к пониманию прошлого и будущего не только этого континента, но и всей Земли.
Так что в следующий раз, стоя на твердой, как кажется, земле, вспомните: под нашими ногами — не просто камень, а целый мир медленных, но поистине грандиозных и непрерывных геологических драм. Наша планета живет, дышит и постоянно меняется, даже если мы этого не замечаем в суете повседневной жизни. И это, согласитесь, довольно захватывающе!
