Что-то огромное и горячее движется под США — и это не вулкан

Глубоко под Аппалачами скрывается горячее пятно, которое, по мнению учёных, может объяснить не только текущее состояние горной системы, но и влияние древнего распада континентов на геологию планеты. Новое исследование показало: аномально горячая область породы, известная как Северо-Аппалачская аномалия, возникла не 180 миллионов лет назад, как предполагалось раньше, а гораздо позже — примерно 80 миллионов лет назад, когда Гренландия начала отделяться от Северной Америки.

Загадка под спокойной землёй

Это геологическое образование уже давно вызывало недоумение у исследователей. Ведь оно располагается под частью континента, где тектоническая активность отсутствует более 180 миллионов лет. Предыдущая гипотеза связывала происхождение аномалии с распадом Северной Америки и Африки, но новые данные её опровергли.

"Этот тепловой подъём давно является загадочной особенностью геологии Северной Америки", — отметил профессор наук о Земле из Саутгемптонского университета Томас Гернон.

По его словам, он находится под частью континента, которая находилась в тектоническом спокойствии на протяжении 180 миллионов лет, поэтому идея о том, что это всего лишь остаток от распада суши, так и не была полностью обоснована.

Мантийные волны и "капли" из недр Земли

Команда исследователей обратила внимание на другой период — на эпоху, когда Гренландия и Канада начали распадаться. Именно тогда, по их мнению, и сформировался этот гигантский ком горячей мантии. Размеры его впечатляют: глубина около 200 километров, а ширина достигает 350 километров.

Ранее в журнале Nature учёные уже описывали механизм появления подобных "сгустков". В результате рифтогенеза — процесса раскола литосферной плиты — из мантии поднимается горячий материал, который заполняет пустоты в земной коре. Со временем он охлаждается и начинает опускаться обратно, формируя плотные структуры. Эти образования провоцируют цепные реакции в мантии — так называемые мантийные волны.

"Тепло у основания континента может ослабить и частично разрушить его плотные корни, сделав континент легче и плавучее, подобно воздушному шару, поднимающемуся после сброса балласта", — объяснил Гернон.

Почему Аппалачи всё ещё высоки

Один из главных выводов исследования — горячий сгусток мог быть причиной вторичного поднятия Аппалачей. Моделирование показало, что сгусток сформировался в 1800 километрах к северо-востоку и за миллионы лет сдвинулся на юго-запад со скоростью около 20 км в миллион лет. Сегодня он находится под Новой Англией.

Этот процесс помогает объяснить, почему, несмотря на миллионы лет эрозии, горы Аппалачи по-прежнему сохраняют высоту. Как только горячее пятно покинет регион, земная кора начнёт оседать, а сами горы постепенно будут разрушаться под действием внешних сил.

Близнец под Гренландией

Исследователи также изучили второе горячее пятно — под северной частью Гренландии. Оно, по мнению авторов работы, возникло в результате того же раскола, но на противоположной стороне. Сегодня оно оказывает влияние на таяние ледникового щита, формируя тепловые потоки снизу.

"Древние тепловые аномалии продолжают играть ключевую роль в формировании динамики континентальных ледяных щитов снизу", — отметил Гернон.

Хотя на поверхности Земли эти процессы практически незаметны, в недрах они до сих пор продолжают оказывать влияние на геологию планеты.

Новый взгляд на прошлое планеты

Полученные данные меняют представление о последствиях рифтогенеза. Учёные предполагают, что распад континентов может запускать долгосрочные процессы в мантии, проявляющиеся даже спустя десятки миллионов лет.

"Идея о том, что рифтогенез континентов может приводить к образованию на глубине капель и ячеек циркулирующей горячей породы, распространяющихся на тысячи километров вглубь суши, заставляет нас переосмыслить то, что мы знаем о краях континентов как сегодня, так и в далеком прошлом Земли", — сказал доцент Университета Саутгемптона и Университета Флоренции Дерек Кир.

Исследование показывает: чтобы по-настоящему понять строение Земли, нужно смотреть глубже — и в буквальном, и в историческом смысле.