Земля трещит под грузом Гималаев: что скрывает пластичный йогурт глубин

Представьте: огромные Гималаи и Тибетское нагорье весят миллиарды тонн, но как Земля выдерживает этот груз? Новое исследование бросает вызов 100-летней теории, предлагая неожиданный ответ из глубин планеты.

Как возникли Гималаи

Гималайские горы сформировались около 50 миллионов лет назад из-за столкновения Азиатского и Индийского континентов. Тектонические силы сжали Тибет, уменьшив его площадь почти на 1000 километров. Индийская плита пододвинулась под Евразийскую, утолщив земную кору под Гималаями и Тибетским нагорьем в два раза и вызвав их подъём.

В течение века доминировала идея, что именно эта удвоенная кора несёт весь вес гор. Теория, выдвинутая швейцарским геологом Эмилем Арганом в 1924 году, предполагает, что индийская и азиатская коры накладываются друг на друга, простираясь на 70-80 км в глубину.

Почему старая теория рушится

Но теперь учёные утверждают, что она несостоятельна: породы в коре плавятся на глубине около 40 км из-за жара.

"Если у вас есть 70 км земной коры, то самая нижняя часть становится пластичной… она становится похожей на йогурт, и вы не сможете построить гору поверх йогурта", — рассказал ведущий автор нового исследования Пьетро Стернаи из Миланского университета Бикокка в Италии.

Исторически данные интерпретировали как единый двойной слой коры, игнорируя противоречия, отметил Стернай. Но идея двух аккуратно наложенных кор оказалась слишком привлекательной.

Новая модель: роль мантии

Новое исследование, опубликованное 26 августа в журнале Tectonics, показывает, что между азиатской и индийской корой зажат участок мантии. Это объясняет высоту Гималаев и их устойчивость.

Мантия — слой под корой, плотный и устойчивый к плавлению. Она ведёт себя как айсберг: чем толще, тем выше поднимается.

Команда Стернаи смоделировала столкновение на компьютере. Модель показала, что по мере скольжения Индийской плиты под Евразийскую её части поднимаются и крепятся к основанию литосферы — жёсткому слою из коры и верхней мантии.

Это ключевой момент: жёсткая мантия между корой обеспечивает прочность, а кора — плавучесть для подъёма и поддержки веса.

"У нас есть всё необходимое для поднятия рельефа и поддержания веса Гималаев и Тибетского нагорья", — сказал Стернай.

Проверка модели

Учёные сравнили результаты с сейсмическими данными и образцами пород. Модель с мантийной "вставкой" объясняет загадки, которые старая теория игнорировала.

"Теперь всё действительно начинает обретать смысл", — сказала соавтор исследования Симона Пилия из Университета нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда в Саудовской Аравии.

Наблюдения, которые казались загадочными, теперь легче объяснить, имея модель, в которой есть кора, мантия, кора.

Реакция экспертов

Исследование спорно, так как оспаривает устоявшуюся теорию Аргана.

"Я думаю, авторы правы, что это спорный вопрос", — говорит Адам Смит из Университета Глазго в Шотландии, не принимавший участия в исследовании.

Все предыдущие исследования в целом сходились во мнении, что весь материал под Гималаями имеет земное происхождение.

Но результаты правдоподобны и объясняют геологические аномалии, отметил Смит. Авторы проводят множество симуляций, используя разную толщину всех слоёв, и, похоже, им всегда удаётся обнаружить этот кусочек мантии, зажатый между корой двух плит.

Доуве ван Хинсберген, профессор глобальной тектоники и палеогеографии Утрехтского университета (Нидерланды), не согласился с тем, что результаты противоречивы.

"Это интересное новое открытие и элегантная интерпретация", — пояснил он.

Если континент задвигается под другой континент, можно ожидать, что получится сэндвич, состоящий сверху донизу из коры и мантии (литосферы) верхней (Тибетской) плиты, а затем коры нижней (Индийской) плиты.