Zemljina kora 'kaplje' ispod Anda

Dugo godina smatralo se da planine nastaju isključivo ‘penjanjem’ jedne litosferne ploče na drugu, no nova istraživanja otkrivaju nove pojedinosti o njihovoj formaciji.

Recentno otkriće dugotrajnog procesa

Znanstvenici su otkrili da se Zemljina kora ‘kaplje poput meda’ u vruću unutrašnjost našeg planeta ispod planina Anda. Postavljanjem jednostavnog eksperimenta u kutiji s pijeskom i usporedbom rezultata sa stvarnim geološkim podatcima, istraživači su pronašli uvjerljive dokaze da je Zemljina kora prenijela eksperimentalnu ‘kutiju’ stotinama kilometara nakon što ju je progutao Zemljin plašt.

Proces, nazvan litosfersko kapanje, događa se milijunima godina i na više lokacija diljem svijeta – primjerice, na prostoru središnje Anatolijske visoravni u Turskoj ili pak Velikog bazena na zapadu Sjedinjenih Država – no znanstvenici su za njega saznali tek posljednjih godina.

Novo istraživanje

„Potvrdili smo da je deformacija na površini područja Anda izazvala pomicanje velikog dijela litosfere ispod (Zemljine kore i gornjeg plašta). Zbog svoje velike gustoće, litosfera se topila ili ‘kapala’ poput hladnog sirupa ili meda dublje u unutrašnjost planeta i vjerojatno je odgovorna za dva velika tektonska događaja u središnjim Andama – pomicanje površinske topografije regije za stotine kilometara i krckanje i rastezanje sama površinska kora,“ rekli su u izjavi autori nove studije koja prezentira podatke o otkriću.

Vanjska područja Zemlje mogu se raščlaniti na dva dijela – kora i gornji plašt koji tvore krute ploče čvrste stijene (tj. litosferu) te toplije stijene nižeg plašta pod pritiskom nalik na plastiku. Litosferne (ili tektonske) ploče plutaju na ovom donjem plaštu koji također utječe na njih – približava ih, udaljava, sudara ili ‘trlja’ jednu o drugu.

Dugo se smatralo da se planine formiraju isključivo sudaranjem, tj. kada jedna ploča ‘tone’ ispod druge pa se gornja uzdiže. No, kada su znanstvenici počeli detaljnije promatrati otkrili su da ovo nisu jedini načini na koje se planine mogu formirati.

‘Kapanje litosfere’

Kapanje litosfere događa se kada se dvije sudarene i zgužvane litosferne ploče zagriju do te točke da se zgusnu, stvarajući dugačku, tešku ‘kapljicu’ (odakle i naziv procesa) koja curi u donji dio plašta planeta. Dok kapljica nastavlja curiti prema dolje njezina rastuća težina povlači gornju koru stvarajući bazen na površini. Na kraju, težina kapljice postaje prevelika da bi ostala netaknuta te dolazi do pucanja, a kora iznad nje izvire uvis formirajući planine.

Prikaz procesa 'kapanja' na primjeru eksperimenta kojeg su proveli članovi istraživačkog tima (©Julia Andersen et al./Tectonophysics Lab/University of Toronto). — Prikaz procesa ‘kapanja’ na primjeru eksperimenta kojeg su proveli članovi istraživačkog tima (©Julia Andersen et al./Tectonophysics Lab/University of Toronto).

Središnja andska visoravan nastao je subdukcijom, ili klizanjem ispod, teže tektonske ploče Nazca ispod južnoameričke tektonske ploče. No, izgleda kako je subdukcija tek pola priče! Naime, i ranije studije uočile su da se neke značajke Anda ne mogu objasniti sporim procesom subdukcije. Umjesto toga dijelovi Anda izgledaju kao da su iznikli iz iznenadnih uzlaznih impulsa u kori tijekom kenozojske ere – tj. dokazi koji govore u prilog procesu ‘litosfernog kapanja’.

Shematski prikaz procesa subdukcije (©WikipediaCommon).

Provjera teze eksperimentom

Međutim znanstvenici su htjeli biti sigurno pa su proces morali provjeriti eksperimentom. Napunili su spremnik od pleksiglasa materijalima koji su simulirali Zemljinu koru i plašt. Kako bi simulirali kako bi ‘kap’ mogla nastati u Zemljinoj litosferi, tim je stvorio malu nestabilnost visoke gustoće točno iznad donjeg sloja plašta svog modela, snimajući kako se kapljica polako formira i kreće s procesom ‘kapanja’ za koje su rekli da se „događa satima, tako da ne biste vidjeli mnogo toga što se događa od jedne minute do druge. No, kad biste provjeravali svakih nekoliko sati, jasno biste vidjeli promjenu.“

Geološka karta bazena Arizaro na Andama (lijevo). Na slici su vidljiva nabiranja rasjeda i potiska unutar bazena. Slične karakteristike vidljive su i na desnoj slici eksperimenta kojeg su proveli članovi istraživačkog tima (©DeCelles et al., Andersen et al., University Toronto). — Karta bazena Arizaro na Andama (lijevo). Na slici su vidljiva nabiranja rasjeda i potiska unutar bazena. Slične karakteristike vidljive su i na desnoj slici eksperimenta kojeg su proveli članovi istraživačkog tima (©DeCelles et al., Andersen et al., University Toronto).

Uspoređujući slike površine svog modela sa snimkama geoloških obilježja Anda iz zraka, istraživači su uočili značajnu sličnost što, dakako, sugerira da su obilježja u Andama doista nastala kapanjem litosfere. Istraživači kažu da njihovo istraživanje ne samo da pruža čvrste dokaze o tome kako su se formirale neke ključne značajke Anda, već također naglašava značajnu ulogu drugih geoloških procesa – a ne samo subdukcije – u oblikovanju krajolika Zemlje.

Otkriveni najstariji dokazi Zemljine tektonike

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr

Izvori:

Julia Andersen et al., „Symptomatic lithospheric drips triggering fast topographic rise and crustal deformation in the Central Andes,“ Communications Earth & Environment 3 (2022).

Ben Turner (28. srpnja 2022.), „Earth’s crust is dripping ‘like honey’ into its interior under the Andes,“ space.com (pristup 29. srpnja 2022).

Joel E.Saylor, Brian K.Horton, „Nonuniform surface uplift of the Andean plateau revealed by deuterium isotopes in Miocene volcanic glass from southern Peru,“ Earth and Planetary Science Letters 387 (2014).

Sean Bettam (19. srpnja 2022.), „The Earth’s crust has been ‘dripping’ beneath the Andes Mountains for millions of years: Researchers,“ utoronto.ca (pristup 29. srpnja 2022).