Учені вперше кількісно оцінили кількість континентальної кори, втраченої в мантії, коли дві тектонічні плити стикаються.

Континенти Землі зовсім не статичні й повільно переміщаються поверхнею планети, рухомі тектонікою плит, досягаючи кульмінації в областях розширення і зіткнення кори. В останньому випадку високі температури та тиск призводять до перероблення кори, впливаючи на її склад, а також на склад підстильної мантії. Крім того, під час зіткнення континентальних плит утворюються різні топографічні особливості, наприклад, гірські хребти, пише PHYS.org.

Зазначимо, що гірські хребти є поверхневими проявами потовщеної кори Землі. Три такі зони зіткнення утворюють Гімалайсько-Тибетське плато, Європейські Альпи та гори Загрос в Ірані, Іраку та Туреччині, що виникли в кайнозої — протягом останніх 66 мільйонів років. У новому дослідженні вчені вперше спробували кількісно оцінити кількість континентальної кори, втраченої в земній мантії, коли відбувається зіткнення двох плит на кордоні кожної з них.

Дослідження було проведено під керівництвом наукового співробітника Університету Монаша в Австралії, доктора Цзиї Чжу. Команда розробила теоретичну модель балансу маси та об'єму континентальної кори, а потім порівняла кількість укороченої кори з тією, яка вертикально потовщується. Під час цього процесу кора видавлюється убік і розмивається на поверхні.

За словами вчених, континентальна кора може рухатися кількома способами: перпендикулярно стисненню, що відомо як видавлювання, а також піддаватися ерозії. Якщо маса кори зберігається, маса вкороченої кори повинна врівноважуватися масою потовщеної кори або будь-якою корою, втраченою в результаті ерозії або бічної екструзії. При цьому будь-який дисбаланс свідчить про те, що відсутня кора, ймовірно, занурюється в мантію Землі.

Результати дослідження свідчать про те, що щонайменше 30% континентальної кори було втрачено в мантії під час формування Гімалайсько-Тибетського плато і гір Загрос. Ба більше, вчені вважають, що потенційно втрати могли досягати рекордних 64%. При цьому результати вказують на те, що до 50% обсягу Альп насправді могло бути зруйновано.

Концептуальні моделі скорочення земної кори в Гімалайсько-Тибетському нагір'ї (A), Європейських Альпах (B) і горах Загрос (C). Фото: Dr. Ziyi Zhu

Дослідники також вважають, що ця втрата в мантії насправді мала значно більш руйнівний ефект, ніж поверхнева ерозія. За словами доктора Чжу, їхня з колегами робота важлива з цілої низки причин. По-перше, вчені вперше кількісно визначили втрати земної кори в мантії під час континентальних зіткнень. По-друге, результати вказують на те, що ерозія масивних Гімалайських гір створила найбільший і другі за величиною осадові конуси виносу на Землі — Бенгальський та Індський. Однак тепер нам відомо, що втрати кори в мантії насправді були в рази більшими.

Вчені припускають, що за перероблення кори під час формування Гімалайсько-Тибетського плато, ймовірно, відповідальний механізм розшарування. Цей процес включає кілька фаз:

•     швидке занурення або відділення нижньої континентальної літосфери;
•     утворення калійно-адакітових порід;
•     розшарування коренів гір.

Ключовим наслідком розшарування щільних гірських коренів є швидкий підйом гірського хребта вище. Результати вказують на те, що швидкий підйом Гімалаїв, спричинений розшаруванням, відповідає віку калійно-адакітових порід і збігається з початком посилених мусонних дощів близько 22 мільйонів років тому.

Автори дослідження також зазначають, що результати їхнього дослідження підкреслюють зв'язок між глибинними процесами земної кори та зміною клімату на поверхні під час формування гірського поясу шляхом зіткнення континентів.