Що відбувається в земних надрах і як наша планета "переробляє" континенти, які занурюються

Глибоко під величними гірськими масивами нашої планети тривають процеси, які протягом мільярдів років формували вигляд суші. Вчені мають докази того, що земна кора не просто деформується при зіткненні плит, а проходить складний цикл перетворення в розпечених глибинах мантії.

Що відбувається з частинами континентів після їхнього занурення в мантію?

Континенти Землі постійно переробляються глибоко під її поверхнею. Ми знаємо це завдяки відкриттю дослідників Портсмутського університету, які виявили докази. Їхнє відкриття дає нове розуміння того, як земна суша еволюціонувала протягом мільярдів років. 24 Канал дослідив це питання, щоб розповісти детальніше.

Дивіться також Тисячі тонн золота витікають на поверхню Землі прямо з її ядра: де його можна знайти

Робота науковців, яка з'явилася у журналі Nature Geoscience, зосереджена на процесах, що відбуваються після зіткнення двох континентальних плит, результатом яких є формування таких великих гірських хребтів, як Гімалаї чи Альпи. Хоча геологи давно знали, що такі зіткнення будують гори, нове дослідження доводить: частини континентальної кори можуть затягуватися глибоко в надра Землі під час субдукції, після чого вони знову піднімаються та змішуються з породами мантії.

Цей унікальний механізм отримав назву "реламінація". Він передбачає відшарування плавучої, багатої на кремнезем верхньої кори від більш щільної нижньої частини літосфери. Завдяки своїй плавучості цей матеріал піднімається й інтегрується в основу перекриваючої плити.

Якщо оперативні новини для вас важливі Додайте 24 Канал у вибрані в Google Додати

Наші результати показують, що континентальні зіткнення роблять набагато більше, ніж просто піднімають гори. Вони також створюють глибокі гібридні зони, де матеріали кори та мантії змішуються, утворюючи магму, яка фактично будує континенти,
– прокоментував провідний автор дослідження Даніель Гомес Фрутос зі Школи навколишнього середовища та наук про життя Портсмутського університету.

Під час реламінації створюється гібридне джерело з суміші кори та мантії, яке згодом генерує постколізійну магму – плутонічні породи, що з'являються через мільйони років після завершення зіткнення континентів.

Плутонічні породи – це тип магматичних порід, які утворюються, коли розплавлена магма охолоджується та застигає глибоко під поверхнею планети.

Щоб довести існування цього механізму, вчені використали комплексний підхід:

Ми застосували комбінацію передових термомеханічних комп'ютерних симуляцій та лабораторних експериментів з плавлення, щоб продемонструвати, що магма, отримана з цього гібридного джерела, точно відповідає хімічному складу постколізійних магматичних порід, знайдених по всьому світу,
– зазначив Даніель Гомес Фрутос, який працював над цим проєктом ще під час перебування в Національному музеї природничих наук у Мадриді.

Це дослідження також допомагає розгадати давню геологічну загадку: чому багато молодих постколізійних порід за своїм складом нагадують стародавні породи, відомі як санукітоїди. Санукітоїди сформувалися в архейський еон приблизно 3 мільярди років тому. Подібність між сучасними та древніми зразками вказує на те, що гібридизація кори та мантії була фундаментальним процесом протягом мільярдів років, пише Phys.org.

Це може допомогти визначити найбільш ранні етапи тектоніки плит на Землі, що досі є предметом суперечок у науковому співтоваристві.

Це означає, що складні взаємодії плит, які включають субдукцію континентів і змішування кори з мантією, могли бути активними набагато раніше в історії Землі, ніж вважалося раніше,
– додав Даніель Гомес Фрутос.

Моделювання показало, що реламінація ініціюється на глибині близько 100 кілометрів. Об'єм реламінованої кори досягає піку приблизно через 16 мільйонів років (з похибкою в 5 мільйонів років) після зіткнення. Це узгоджується з так званою магматичною паузою – часовим проміжком, який спостерігається в природних умовах, коли магматизм починається лише через певний час після завершення основної фази горотворення.

Вчені також встановили, що навіть невеликі порції реламінованого матеріалу здатні суттєво змінити ізотопний склад магми. Наприклад, при зіткненні Індії та Євразії в Гімалаях зафіксовано значне збагачення ізотопами неодиму саме завдяки переробці древньої архейської кори.

Таким чином, глибока переробка кори відіграє ключову роль в еволюції континентів і залишає чіткий хімічний відбиток, який вчені тепер можуть ідентифікувати в древніх породах по всьому світу.