НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ЭНЦИКЛОПЕДИЯ    ССЫЛКИ    КАРТА САЙТА    О САЙТЕ  



На Гавайских островах обнаружены кораллы, способные пережить глобальное потепление

Составлена трехмерная карта Марианской впадины

Джеймс Кэмерон побывал на дне Марианской впадины

Из-за шума корабельных двигателей речь дельфинов становится проще

Где поплавать с аквалангом в Таиланде и получить максимум удольствия

Обнаружен гигантский пресноводный заповедник под морским дном

Учёные разгадали тайну Бермудского треугольника




Вулкан Эребус в Антарктиде (остров Росса)

Украинские полярники нашли в Антарктиде затерянную пещеру с озерами и рекой

Официально открыта бразильская антарктическая станция

Представлена новая и самая детальная карта Антарктиды

Как крымчанин стал покорителем Арктики

Специалисты NASA обнаружили в Арктике миллионы горячих метановых «точек»

Ученые нашли источник Кровавого водопада Антарктиды




Открыто новое царство эукариотов

Одноклеточные существа изобрели гарпунные пулеметы

Интерфероны запускают раннее самоубийство клеток в ответ на инфекцию

Исследована нервная система существа возрастом 518 миллионов лет

Предок энтерококков появился 450 миллионов лет назад

Одни очень простые животные паразитируют внутри других

Многоклеточные организмы появились гораздо раньше, чем предполагалось


Народы мира    Растения    Лесоводство    Животные    Птицы    Рыбы    Беспозвоночные   

06.04.2018

Строение кратонов может меняться из-за взаимодействия их литосферы и мантийных плюмов

Теория тектоники плит неплохо объясняет глобальные тектонические процессы, наблюдаемые в океанах и на окраинах континентов: спрединг, рифтинг, субдукцию и т. д. Относительно центральных частей континентов — кратонов — считается, что они оставались холодными и стабильными в течение миллиардов лет. Новые результаты геофизических исследований и их компьютерной обработки показывают, что кратоны также могут подвергаться активизации. Это согласуется с гипотезой взаимодействия мантийных плюмов и литосферы, которая не противоречит теории тектоники плит, а, скорее, дополняет ее.

Самые древние горные породы на земной поверхности расположены в пределах кратонов — стабильных блоков древней континентальной коры, расположенных в глубине материков, вдали от активных континентальных окраин — зон, где поверхностные породы затягиваются в мантию, вовлекаясь в процесс вторичной переработки. Кратоны — это своеобразные «ядра» всех современных континентов. Сотни миллионов и даже миллиарды лет с ними ничего не происходило: они не раскалывались на части, в их пределах не проявлялась вулканическая или сейсмическая активность, слои пород не сминались в складки и не происходило горообразование. Обладая положительной плавучестью относительно подстилающей мантии, эти мощные, глубоко укоренившиеся блоки Земли в течение геологической истории то «расплывались» по поверхности планеты, то собирались в огромные суперконтиненты. Длительную стабильность кратонов обычно связывают с их нейтрально-положительной плавучестью и механической прочностью их литосферы, что защищает кору кратонов от динамических процессов, происходящих в подстилающей мантии.

Однако результаты недавних исследований группы геологов из США и Италии, опубликованные в журнале, показывают, что и в пределах кратонов были периоды активизации, горообразования, вулканизма и сейсмической активности. Исходным моментом послужили неожиданные геофизические данные, полученные учеными при анализе поведения сейсмических волн под неопротерозойскими кратонами Конго и Калахари (Африка) и кратоном Сан-Франциско (Южная Америка), составлявших в конце докембрия единый кратон Западной Гондваны.

Обычно для кратонов характерен низкий топографический рельеф. Это объясняется тем, что они в течение длительного времени оставались стабильными и только разрушались в результате эрозии. Однако именно эти три кратона, привлекшие внимание исследователей, характеризуются высоким рельефом. К тому же они претерпели значительные изменения в течение и после мезозойской эры, о чем свидетельствуют широко распространенные в их пределах поднятия и вулканизм, относящиеся к меловому периоду.

Исследователи обрабатывали геофизические данные с помощью суперкомпьютера Blue Waters в Национальном центре суперкомпьютерных приложений в Иллинойсе, надеясь лучше понять строение этих приподнятых областей. Компьютерная модель, созданная одним из авторов работы, профессором Лицзюнем Лю (Lijun Liu), объединяет в себе элементы модели тектоники плит и модели мантийно-литосферного взаимодействия (теория плюмов), позволяя восстанавливать историю развития территорий. Эта четырехмерная геодинамическая модель является уникальной и первой подобной моделью в мире. В ее основе заложен алгоритм, аналогичный алгоритмам цифровых моделей предсказания погоды. Главный принцип — рассматривать внутреннее строение Земли не как набор слоистых оболочек, а как сложную систему плотностных и термических неоднородностей.

В результате проведенного моделирования было выявлено следующее: под возвышенными кратонами Африки и Южной Америки в континентальной коре фиксируются отчетливые аномалии повышенных скоростей прохождения поперечных сейсмических волн (темно-синий цвет на рисунке). Ниже располагаются участки верхних слоев верхней мантии сложной конфигурации, сложенные веществом нейтральной плавучести, для которых характерны более низкие скорости прохождения волн (бирюзовый цвет). Неожиданным стало отсутствие под кратонами глубоких мощных литосферных корней. Ранее считалось, что именно наличие мощных корней литосферы, обладающей меньшей плотностью, чем подстилающая мантия, позволяет континентальным блокам плавать поверх плотной горячей мантии. Да и сама верхняя мантия под изученными кратонами по результатам моделирования оказалась не такой уж плотной. Более плотная область верхней мантии, зафиксированная в виде крупной отрицательной аномалии прохождения поперечных сейсмических волн, находится глубоко под Африканским континентом.

То есть наблюдается как бы отслоение нижних, более плотных слоев верхней мантии от верхних, обладающих нейтральной плавучестью и «припаянных» к корням континентальной коры.

Именно с процессом мантийной деламинации (расслоения), произошедшей в позднемеловое–раннекайнозойское время, авторы связывают активизацию стабильных до этого южно-атлантических кратонов. А отделение и погружение нижних, более плотных слоев верхней мантии в менее плотную астеносферную мантию увеличило плавучесть литосферы кратонов, что выразилось в их топографическом поднятии. Причиной же запуска механизма деламинации могло быть взаимодействие нижних слоев литосферы, в состав которой входит земная кора и верхняя мантия, с горячей магмой всплывающих мантийных плюмов.

Сначала всплывающие плюмы прогревали и ослабляли сплошность литосферы над ними. С этим периодом связан региональный метаморфизм, вулканизм и образование кимберлитов. Затем происходило изостатическое поднятие кратонов, следствием которого был запуск интенсивных эрозионных процессов, приводящих к истончению коры. Завершался цикл плюмово-литосферного взаимодействия восстановлением термической стабильности в корневой части литосферы и термическим «нарастанием» нового нижнего слоя верхней мантии. По сравнению с первичным новый нижний слой верхней мантии характеризуется меньшей плотностью и более высоким положением границы Мохо. Это еще больше увеличивало плавучесть, что приводило к формированию аномально высокого рельефа.

Это исследование демонстрирует, что гипотеза плюмово-литосферного взаимодействия хорошо дополняет широко принятую в геологии теорию тектоники плит, позволяя объяснить причины и механизмы процессов активизации древних кратонов, протекавшей без нарушения их сплошности и при сохранении стабильности верхних слоев их литосферы.

Владислав Стрекопытов


Источники:

  1. elementy.ru





Ученые предсказали несколько вариантов будущего объединения континентов

Подо льдом Гренландии нашелся гигантский кратер

Температура Мирового океана достигла исторического максимума

Brexit 450 тысяч лет назад

Геологи подтвердили, что древняя Земля могла быть покрыта океаном

Геологи наблюдали «всплытие» очага крупного землетрясения

Учёные «потеряли» здоровенный вулкан



Рождаемость в России продолжает снижаться, а возраст рожениц — повышаться

В Европе детей рождённых вне брака больше, чем в браке

Остров Пасхи, Америка и генетика

Племя индейцев-тсачила сохраняет обычаи благодаря туристам

Как зарабатывать на путешествиях

Оленина и коктейль из крови: чем питаются коренные народы Ямала

Географы создали карты, отражающие изменения поверхности Земли за последние 25 лет



Ученые разгадали тайну хиолитов — загадочных палеозойских животных

Загадка ставропольских слонов: кого нашли археологи в городской черте Ставрополя

В Аргентине обнаружили и описали самых больших сухопутных динозавров в мире

Открыты два новых вида древних южноамериканских млекопитающих

Открыт новый вид древних «кошек», которые были крупнее белых медведей

Гигантские наутилоидеи эндоцериды были мирными фильтраторами

Растения помогли древним бегемотам распространиться по Африке


© GEOMAN.RU, 2001-2021
При использовании материалов проекта обязательна установка активной ссылки:
http://geoman.ru/ 'Физическая география'

Рейтинг@Mail.ru

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь