Плюмы покорежили побережье Америки

Американские геологи и специалисты по изменению климата пребывают в некоторой панике — теперь им придется пересматривать многие тектонические и климатические модели. И все из-за того, что восточное побережье Америки, прежде считавшееся геологически пассивным, на самом деле таковым совсем не является. Это показали недавние исследования геологов.

Фото:  

Вообще-то восточное побережье Северной Америки всегда считалось тектонически спокойной зоной — в отличие от западного с его постоянными землетрясениями и сдвигами. Среди геологов оно даже получило название "пассивной континентальной окраины". Однако последние наблюдения показали, что подобное определение совершенно некорректно — даже в этой части континента происходят какие-то тектонические процессы, которые деформируют атлантический берег. И, что самое интересное, ученые не совсем понимают, в чем тут дело.

Читайте также:  Ученые заглянули под земную кору

А началось все с того, что ученые захотели посмотреть, какими были береговые линии этого континента в далеком плиоцене, то есть 5,3 — 2,5 миллиона лет тому назад. И ими двигал вовсе не праздный интерес — дело в том, что именно в этом периоде наблюдалось самое сильное потепление на Земле со времени появления человека. Ученые просто хотели посмотреть, как это повлияло на очертания побережий и попытаться понять, насколько может повысится уровень моря при нынешнем росте температуры.

Однако оказалось, что сделать это не так-то  просто. Так, выбранный для исследований пляж Оранджбург-Скарп, протянувшийся от Флориды до Северной Каролины, по мнению геологов должен был обладать совершенно ровными и горизонтальными береговыми линиями. Однако он наоборот оказался весь в комках и складках, что свидетельствует о тектонической активности в данном месте. Ученые были весьма удивлены — они предполагали, что эти древние береговые линии могли только лишь плавно и неумолимо опускаться, поскольку порода под ними постоянно охлаждалась, а песок и почва, смытые с суши, заполняли пространство, освобождаемое тонущей континентальной окраиной. Но вдруг выяснилось, что существуют какие-то силы, которые подталкивают эту породу вверх — отсюда и складки.

В итоге геолог Дэвид Роули из Чикагского университета (США) и его коллеги разработали модель движения горячего вещества в земной мантии под восточной окраиной Американского континента. И оказалось, что во всем виноваты находящиеся под ним плюмы — восходящие мантийные потоки, несущие расплавленное вещество от ядра к земной коре. Следует заметить, что именно они несут ответственность за гейзеры Йеллоустоуна и вулканы Гавайев. Однако, как выяснилось, этим их деятельность не ограничивается — влияние плюмов может распространятся на весьма большую территорию.

 

Кроме того, при составлении модели группа профессора Роули использовала один фактор, который прежде не учитывали — в расчеты была включена динамика слоя относительно жидкой породы, находящегося прямо под литосферой. Ученые называют его астеносфера. И вот что получилось — если движение астеносферы учитывалось моделью, то выходило, что пляж Оранджбург-Скарп должен был неравномерно подниматься (что и наблюдается в действительности). А если не учитывать астеносферу — то равномерно тонуть.

По мнению ученых,  на восточном побережье происходит следующий процесс — восходящий плюм на тихоокеанском побережье Америки воздействует на астеносферу, колебания которой становятся неравномерными. В результате она в некоторых местах начинает давить снизу на породу, которая поднимается. Таким образом и появляются удивившие геологов складки. При этом все может происходить и достаточно далеко от тектонически активных участков — астеносфера способна переносить напряжение, созданное плюмом, на весьма большие расстояния.

Сделанные группой г-на Роули выводы говорят о том, что атлантическое побережье Америки уже больше не может считаться пассивной окраиной. "Получается, что это побережье является пассивно-агрессивным. И новые модели позволяют судить о механизме этой агрессии" — так прокомментировал работу коллег геолог Кеннет Миллер из Ратгерского университета (США), не принимавший непосредственного участия в данном исследовании. В тоже время он отметил, что эта работа нуждается в проверке на соответствие геологической летописи. Другой крупный специалист, палеонтолог Гарри Доусетт из Геологической службы США, тоже не вовлеченный в исследование, видит свидетельство правоты этой модели в распространении поверхностного обнажения горных пород. "Она очень хорошо соответствует геологии, объясняя то, что мы наблюдаем" — говорит ученый.

Впрочем, выводам группы Роули рады далеко не все ученые — ведь теперь многие климатические модели придется корректировать. Дело в том, что многие из них строились из расчета того, что восточное побережье Америки представлялось совершенно пассивным и, соответственно, хранило в себе информацию о том, каким был уровень моря в отдаленные геологические эпохи. Однако если астеносфера, передавая напряжение, что создали плюмы, могла сильно "покорежить" пассивные окраины, то получается, что исследователи неверно прочитали геологическую запись об изменениях уровня моря в плиоцене и сочли их более резкими, чем они были в действительности.

Читайте также: Ураганы потрясли Америку до основания

Тем не менее исследование группы Роули все-таки сильно улучшило саму методику моделирования — оно показало, что нельзя недооценивать влияние астеносферы на верхний слой нашей планеты. По словам самого руководителя работы, подобное он уже наблюдал, делая расчеты для Африки и плато Колорадо на юго-западе США. "Вся Земля едет на динамической мантии, и мы вместе с ней" — смеется Дэвид Роули. Ну, а раз так, то вряд ли какое-нибудь место на нашей планете можно считать совершенно пассивным в геологическом отношении…