Naučnici sa Univerziteta Sautempton odgovorili su na jedno od najzagonetnijih pitanja u tektonici ploča: kako i zašto „stabilni“ delovi kontinenata postepeno rastu i formiraju neke od najvećih topografskih karakteristika planete.
Otkrili su da kada se tektonske ploče raspadnu, duboko unutar Zemlje se pokreću snažni talasi koji mogu uzrokovati da se kontinentalne površine uzdignu za više od jednog kilometra.
Njihova otkrića pomažu u razrešavanju dugogodišnje misterije o dinamičkim silama koje oblikuju i povezuju neke od najdramatičnijih oblika Zemljine površine – ekspanzivne topografske karakteristike koje se nazivaju ‘eskarpi’ i ‘visoravni’ koji duboko utiču na klimu i biologiju.
Novo istraživanje, koje je vodio Univerzitet u Sautemptonu, ispitalo je efekte globalnih tektonskih sila na evoluciju pejzaža tokom stotina miliona godina. Nalazi su objavljeni 8. avgusta u časopisu Priroda.
Tom Gernon, profesor nauke o Zemlji na Univerzitetu u Sautemptonu i vodeći autor studije, rekao je: „Naučnici su dugo sumnjali da se strme topografske karakteristike visoke kilometarske visine zvane Veliki padovi — poput klasičnog primera koji okružuju Južnu Afriku — formiraju kada se kontinenti rascepe i Međutim, objašnjenje zašto se unutrašnji delovi kontinenata, daleko od takvih strmina, pokazalo mnogo izazovnijim .“
Vertikalna kretanja stabilnih delova kontinenata, zvanih kratoni, ostaju jedan od najmanje shvaćenih aspekata tektonike ploča.
Tim sa Univerziteta u Sautemptonu, uključujući dr Teu Hinks, dr Dereka Keira i Alis Kaningem, sarađivao je sa kolegama iz Helmholc centra Potsdam—GFZ Nemačkog istraživačkog centra za geonauke i Univerziteta u Birmingemu kako bi se pozabavili ovim fundamentalnim pitanjem.
Njihovi rezultati pomažu da se objasni zašto delovi kontinenata za koje se ranije smatralo da su „stabilni“ doživljavaju značajno izdizanje i eroziju, i kako takvi procesi mogu da migriraju stotinama ili čak hiljadama kilometara u unutrašnjost, formirajući široke uzvišene regione poznate kao visoravni, poput Centralne visoravni Juga Afrika.
Nadovezujući se na svoju studiju koja povezuje erupcije dijamanata sa raspadom kontinenta, objavljenu prošle godine u časopisu Nature, tim je koristio napredne kompjuterske modele i statističke metode da ispita kako je površina Zemlje reagovala na raspad kontinentalnih ploča tokom vremena.
Otkrili su da kada se kontinenti razdvoje, rastezanje kontinentalne kore izaziva uzburkana kretanja u Zemljinom omotaču (volumenski sloj između kore i jezgra).
Profesor Saša Brune, koji vodi sekciju za geodinamičko modeliranje u GFZ Potsdamu, rekao je: „Ovaj proces se može uporediti sa brzim kretanjem koje se kreće ka kontinentima i remeti njihove duboke temelje.“
Profesor Brune i dr Anne Glerum, takođe sa sedištem u Potsdamu, sprovele su simulacije da bi istražile kako se ovaj proces odvija. Tim je primetio zanimljiv obrazac: brzina „talasa“ plašta koji se kreću ispod kontinenata u njihovim simulacijama blisko je odgovarala brzini velikih događaja erozije koji su zahvatili pejzaž u južnoj Africi nakon raspada drevnog superkontinenta Gondvane.
Naučnici su sakupili dokaze kako bi predložili da Velike strmine potiču na ivicama drevnih dolina rascepa, slično strmim zidovima koji se danas vide na marginama istočnoafričkog rascepa. U međuvremenu, događaj riftinga takođe pokreće „talas dubokog plašta“ koji putuje duž baze kontinenta brzinom od oko 15–20 kilometara na milion godina.
Oni veruju da ovaj talas konvektivno uklanja slojeve stena sa kontinentalnih korena.
„Slično kako balon na vrući vazduh gubi težinu da bi se povećao, ovaj gubitak kontinentalnog materijala uzrokuje da se kontinenti dižu – proces koji se zove izostazija“, rekao je profesor Brune.
Nadovezujući se na ovo, tim je modelirao kako pejzaži reaguju na ovo podizanje koje pokreće plašt. Otkrili su da migrirajuće nestabilnosti plašta dovode do talasa površinske erozije koji traje desetinama miliona godina i kreće se širom kontinenta sličnom brzinom. Ova intenzivna erozija uklanja ogromnu težinu stene koja uzrokuje da se površina zemlje dalje uzdiže, formirajući povišene visoravni.
„Naši modeli evolucije pejzaža pokazuju kako niz događaja povezanih sa riftingom može rezultirati strminom kao i stabilnim, ravnim platoom, iako je sloj od nekoliko hiljada metara stena erodiran“, objasnio je Jean Braun, prof. modeliranja procesa Zemljine površine u GFZ Potsdamu, takođe sa sedištem na Univerzitetu u Potsdamu.
Studija tima pruža novo objašnjenje za zbunjujuće vertikalne pokrete kratona daleko od ivica kontinenata, gde je podizanje češće.
Dr Stiv Džons, vanredni profesor zemaljskih sistema na Univerzitetu u Birmingemu, dodao je: „Ono što imamo ovde je ubedljiv argument da rifting može, u određenim okolnostima, direktno da generiše dugovečne konvekcijske ćelije gornjeg omotača kontinentalne skale, a ove pukotine -inicirani konvektivni sistemi imaju dubok uticaj na topografiju Zemljine površine, eroziju, sedimentaciju i distribuciju prirodnih resursa.“
Tim je zaključio da isti lanac poremećaja plašta koji pokreću dijamante da se brzo uzdižu iz duboke unutrašnjosti Zemlje takođe suštinski oblikuju kontinentalne pejzaže, utičući na niz faktora od regionalne klime i biodiverziteta do obrazaca ljudskih naselja.
Profesor Gernon, koji je dobio veliki filantropski grant od VoodNekt Foundation, kojim upravlja Fondacija Greater Houston Communiti Foundation, za proučavanje globalnog hlađenja, objasnio je da raspad kontinenta ometa ne samo duboke slojeve Zemlje, već ima i efekte koji odjekuju širom površine kontinenti, za koje se ranije smatralo da su stabilni.
„Destabilizacija jezgra kontinenata mora da je uticala i na drevnu klimu“, zaključio je profesor Gernon.
