Skorupa ziemska pod Andami nieoczekiwanie „opróżnia się”

Kategorie: 

Źródło: 123rf.com

Pod Andami w Ameryce Południowej skorupa ziemska przenika głęboko w głąb planety. Co więcej, trwa to od milionów lat, długi proces geologiczny, który wytworzył zauważalne zmarszczki i inne cechy na powierzchni, które naukowcy zidentyfikowali poprzez modelowanie i eksperymenty. Pomoże nam to określić wewnętrzną aktywność geologiczną na innych planetach, które nie mają tektoniki płyt, takich jak Mars i Wenus. Zjawisko to nazywane jest kapaniem litosferycznym i zostało odkryte na Ziemi całkiem niedawno.

 

Kiedy skalista skorupa zostanie podgrzana do określonej temperatury, zaczyna gęstnieć i spływać do płaszcza. To trochę jak ekstremalny spadek wysokości, ale formowanie i wyrzucanie kropelek skorupy ziemskiej ma wpływ na otaczającą powierzchnię planety. Po pierwsze, przyciąganie tworzącej się poniżej kropli tworzy kałużę na powierzchni powyżej. Następnie, gdy kropla odrywa się, powierzchnia reaguje sprężystym ruchem w górę, którego efekty są szeroko rozłożone.

 

Ze względu na swoją dużą gęstość, podobnie jak zimny syrop lub miód wpływa głębiej do wnętrzności planety i prawdopodobnie jest odpowiedzialna za dwa główne wydarzenia tektoniczne w Andach Środkowych - przesunięcie topografii powierzchni regionu o setki kilometrów a jednocześnie pękanie i rozciąganie samej skorupy powierzchniowej.

 

Ponieważ naukowcy dopiero niedawno zaczęli rozumieć, czym jest dryf litosfery, reakcja powierzchni na ten proces nie jest szczególnie dobrze poznana. Są jednak pewne cechy płaskowyżu środkowego andyjskiego, które są trudne do wyjaśnienia. 

 

Sam płaskowyż został utworzony przez strefę subdukcji, w której krawędź jednej płyty tektonicznej przesuwa się pod krawędzią sąsiedniej płyty. To deformuje skorupę, wypychając ją w górę i tworząc góry i inne cechy geologiczne. Istnieją jednak powody, by sądzić, że formowanie się Andów Środkowych nie było procesem długim i powolnym, ale nastąpiło impulsowo w całej erze kenozoicznej, współczesnym okresie geologicznym Ziemi, począwszy od około 66 milionów lat temu. Ponadto czasy wzrostu nie pokrywają się w całym regionie, jak można by się spodziewać po subdukcji. Płaskowyż Puna jest średnio wyższy niż płaskowyż Altiplano i zawiera centra wulkaniczne i izolowane baseny, takie jak baseny Arizaro i Atacama.

 

Wcześniejsze badania sugerowały, że w ten proces może być zaangażowany dryf litosfery, ale naukowcy chcieli bardziej konkretnych dowodów. Zaprojektowano zatem eksperyment laboratoryjny, w którym zbudowali modele skorupy ziemskiej i górnego płaszcza, aby obserwować, co dzieje się na powierzchni, gdy skorupa zaczyna "kapać" w dół.

 

Model składał się ze zbiornika i materiałów warstwowych. Gęsty, lepki płyn z polimeru silikonowego zwany polidimetylosiloksanem utworzył dolny płaszcz. Twardy górny płaszcz był mieszaniną polidimetylosiloksanu i gliny modelarskiej. Wreszcie warstwa piaskowych kulek krzemionki i ceramiki była analogiczna do skorupy ziemskiej. Kroplówka „nasiona” została umieszczona w górnej warstwie płaszcza. Pod wpływem grawitacji powoli opadał, a proces ten trwał kilka godzin. W tym czasie kamera monitorowała cały proces, robiąc zdjęcia w wysokiej rozdzielczości co około minutę, aby uchwycić deformację skorupy.

Obrazy te zostały następnie porównane z rzeczywistymi cechami geologicznymi w Andach. Wyniki z zastosowania modelu zestawiono z badaniami geofizycznymi i geologicznymi prowadzonymi w środkowych Andach, w szczególności w basenie Arizaro, i stwierdzono, że zmiany wysokości skorupy ziemskiej spowodowane przez przepływ kroplowy w modelach bardzo dobrze pasują do zmian wysokości w Arizaro.

 

Eksperymenty pokazały również inne sposoby, w jakie ściekanie litosfery może deformować skorupę ziemską. Nie wszystkie z nich zaobserwowano w Andach, co sugeruje, że mogą istnieć inne regiony świata, w których można zaobserwować różne rodzaje formowania się kropli. To z kolei sugeruje, że procesy nie zwiażane z subdukcją mogą odgrywać większą rolę niż sądziliśmy w kształtowaniu powierzchni naszej planety.

 

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Communications Earth & Environment.

Ocena: 

Nie ma jeszcze ocen
Dodaj komentarz

loading...

Skomentuj