Pretēji tradicionālajai pārliecībai par garozas grumbu veidošanos un blīvēšanu, jauns pētījums liecina, ka kalnu veidošanos, īpaši tādās subdukcijas zonās kā Itālijas dienvidu daļa, var būtiski ietekmēt tektoniskās plāksnes nogrimšana caur Zemes apvalku un izmainīta mantijas plūsma, nodrošinot precīzāku informāciju. izpratne par kalnu veidošanas procesu.
Jauns Kolorādo štata universitātes pētījums norāda uz atbildēm uz to, kā un kāpēc kalni tiek aprakti dziļāk, nekā tika uzskatīts iepriekš.
“Kalnu celtniecība ir būtisks Zemes uzvedības process, un šis pētījums liecina, ka mēs to nevaram saprast tik labi, kā domājām,” sacīja Šons Gallens, Kalifornijas štata universitātes vadošais autors un zemes zinātņu docents.
Galens un viņa komanda ir izstrādājuši jaunas datu kopas un metodoloģijas ainavu izmantošanai, lai rekonstruētu plašu kalnu ēku vēsturi Itālijas dienvidos. Viņu unikālā pieeja radīja to, ko Gallens sauca par “satraucošus” rezultātus.
Subdukcijas zonās, piemēram, Kalabrijā Itālijas dienvidos, viena tektoniskā plāksne nogrimst zem otras. Tiek uzskatīts, ka kalni šajās vietās radušies zemes garozas saburzīšanā un kondensācijā.
Komanda savāca mērījumus, kas reģistrēja ģeoloģiski īsus un garus laika posmus no tūkstošiem gadu līdz desmitiem miljonu gadu. Tāpat kā tektoniskās vēstures “ģeoloģiskais reģistrētājs”, ainava piepildīja pārējo.
Skats uz Kalabriju ar skatu uz Tirēnu jūru ar jūras terasi priekšplānā (līdzena zona). Kredīts: Šonam Gallenam
“Dienviditālijā ainava faktiski ir tilts starp šiem dažādajiem stiliem, ko mēs parasti izmantojam,” sacīja Gallens.
Plakanie, augstie ainavas plankumi gar Itālijas pussalas “pirkstu” ir laiks, kad kalnu veidošanās bija lēna, un strauja nobīde uz leju norāda uz strauju paātrinājumu. Šīs ainavas norādes ļāva pētniekiem izveidot ilgstošu, nepārtrauktu klinšu augstuma ierakstu, kas ir visilgākais un pilnīgākais šāda veida ieraksts.
“Mēs sagaidām korelāciju starp ātrumu, kādā viena plāksne laika gaitā nogrimst zem otras, un mūsu iežu celšanās vēsturi, un mēs to neredzam,” sacīja Galens.
Šķiet, ka garozas krokošanās un kondensācija ir sekundāra parādība saistībā ar citu Kalabrijas kalnu veidošanās procesu. Dati norāda uz zemāku plātņu nolaišanos caur Zemes apvalku un mantijas plūsmas lauka maiņu kā galveno faktoru, kas kontrolē iežu pacēlumu.
CSU absolventi ņem paraugus no termohistoķīmijas pamatiežiem Kalabrijā, Itālijā. No kreisās Nikija Seimūra, pētījuma otrā autore Džoanna Edmena un Eila Mārdere. Kredīts: Šonam Gallenam
“Rezultāti liecina, ka tipiskais veids, kā mēs skatāmies uz kalnu apbūvi, neattiecas uz Itālijas dienvidiem,” sacīja Gallens. “Šķiet, ka to kontrolē lietas, kas atrodas daudz dziļāk Zemes sistēmā. Šāda uzvedība ir novērota modeļos, bet nekad dabā. Šī ir pirmā reize, kad mēs domājam, ka esam to novērojuši.”
Galens brīdināja, ka ir nepieciešams vairāk datu, lai apstiprinātu, vai to interpretācija ir pareiza, taču to atbalsta esošie skaitliskie modeļi. Zinātnieki iepriekš saistīja kalnu augstumu ar tektonisko plākšņu mijiedarbību Zemes plastiski plūstošajā apvalkā, taču šis pētījums pirmo reizi norāda, ka šis mehānisms ir dominējošais spēks kalnu veidošanā subdukcijas zonās.
“Mūsu iesniegtie ieraksti liecina, ka dziļi Zemes signāli dominē virspusē notiekošajā,” sacīja Galens. “Es esmu strādājis Vidusjūrā 15 gadus, un šis atklājums ir būtiski mainījis veidu, kā es domāju par šīm subdukcijas zonām.”
Skats uz Kalabriju ar skatu uz Tirēnu jūru ar jūras terasi priekšplānā (līdzena zona). Kredīts: Šonam Gallenam
Pārveidojoši un caurspīdīgi pētījumi
Šim pētījumam izstrādātās jaunās metodes piedāvā izrāvienu klinšu celšanas ilgtermiņa vēstures veidošanā.
Komanda izveidoja vienotu sistēmu, kuras pamatā ir standarta ģeomorfoloģijas mērījumu kopums – termohronoloģija, kosmiskie nuklīdi, upju iežu profili un jūras terasēs atrastā pagātnes jūras līmeņa ieraksts. Jaunā pieeja sniedzas tālāk nekā citas, un tajā tiek izmantotas dažādas datu kopas, lai ierobežotu modelēšanu unikālā veidā.
Šo metodi vislabāk var izmantot aktīvām sistēmām, kur nesenās ainavas sniedz norādes par to vēsturi. Jo aktīvāka sistēma ir bijusi ģeoloģiskajā laikā, jo grūtāk ir pārliecinoši rekonstruēt tās vēsturi.
Pētījuma programma tika izstrādāta un publicēta DOI: 10.1038/s41561-023-01185-4
The study was funded by the National Science Foundation.
