Ученые разгадали тайну, почему континенты поднимаются

Ученые из Саутгемптонского университета обнаружили, что при разломе тектонических плит в глубине Земли возникают мощные волны, способные поднять середину континента на высоту более километра. Это помогает понять происхождение обширных топографических объектов, называемых «большими уступами» и «плато», которые сильно влияют на климат и биологию. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Вертикальные движения стабильных частей континентов, называемых кратонами, остаются одной из наименее изученных аспектов тектоники плит. Исследование помогает объяснить, почему части континентов, считавшиеся «стабильными», испытывают значительное поднятие, и как такие процессы могут распространяться на сотни или даже тысячи километров, образуя обширные возвышающиеся регионы, такие как Центральное плато Южной Африки.

Команда использовала компьютерные модели и статистические методы для изучения реакции поверхности Земли на разлом тектонических плит. Они обнаружили, что когда континенты разрываются, растяжение континентальной коры вызывает перемешивание в мантии Земли (объемном слое между корой и ядром). Скорость движения «волн» в мантии под континентами в симуляциях хорошо соответствовала скорости крупных эрозионных событий, которые пронеслись по Южной Африке после разлома древнего суперконтинента Гондваны.

Горные системы, похожие на крутые стены африканского Большого Уступа, возникают на краях древних рифтовых долин (рифт — крупный тектонический разлом в земной коре протяженностью сотни километров, шириной десятки километров). Разлом запускает «глубинную мантийную волну», которая движется вдоль основания континента со скоростью около 15–20 километров за миллион лет. Эта волна конвективно удаляет, выталкивает слои породы от корней континента.

Профессор Саша Брун, руководитель секции моделирования геодинамики:  «Подобно тому, как воздушный шар сбрасывает вес, чтобы подняться выше, это удаление континентального материала вызывает подъем континентов — процесс, называемый изостазией».

Это  вызывает волну поверхностной эрозии, которая длится десятки миллионов лет и перемещается по континенту. В свою очередь, интенсивный процесс эрозии убирает огромный объем породы, что вызывает дальнейшее поднятие поверхности земли, образуя плато. Исследование команды предоставляет новое объяснение необъяснимым вертикальным движениям кратонов, находящихся далеко от краев континентов.

Таким, образом,разлом континентов нарушает не только глубокие слои Земли, но и оказывает влияние на поверхность в центре континентов, ранее считавшихся стабильными, а дестабилизация центра континентов влияла на древние климатические условия.