Η μελέτη υποδηλώνει ότι η διάσπαση των ηπείρων προκαλεί βαθιά κύματα εδάφους, δημιουργώντας τοπογραφικά χαρακτηριστικά όπως βράχους και οροπέδια.
Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον απάντησε σε μια από τις πιο μπερδεμένες ερωτήσεις στην τεκτονική των πλακών: πώς και γιατί «σταθερά» μέρη ηπείρων σταδιακά αναδύονται για να σχηματίσουν μερικά από τα μεγαλύτερα τοπογραφικά χαρακτηριστικά του πλανήτη.
Στη μελέτη τους που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο φύσηΟι ερευνητές εξέτασαν τις επιπτώσεις των παγκόσμιων τεκτονικών δυνάμεων στην εξέλιξη των τοπίων για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Διαπίστωσαν ότι όταν οι τεκτονικές πλάκες χωρίζονται, ισχυρά κύματα απελευθερώνονται βαθιά μέσα στη Γη που μπορεί να προκαλέσουν την άνοδο των ηπειρωτικών επιφανειών κατά περισσότερο από ένα χιλιόμετρο.
Το παζλ των πλαγιών και των οροπέδων
Αυτά τα ευρήματα βοηθούν στην επίλυση ενός μακροχρόνιου παζλ σχετικά με τις δυναμικές δυνάμεις που διαμορφώνουν και δεσμεύουν μερικές από τις πιο δραματικές οροπέδια στη Γη – τεράστια τοπογραφικά χαρακτηριστικά που ονομάζονται «βράχοι» και «οροπέδια» που επηρεάζουν βαθιά το κλίμα και τις γειτονιές.
«Οι επιστήμονες υποψιάζονταν εδώ και καιρό ότι τα απότομα, ύψους χιλιομέτρων τοπογραφικά χαρακτηριστικά που ονομάζονται μεγάλοι βράχοι – όπως το κλασικό παράδειγμα που περιβάλλει τη Νότια Αφρική – σχηματίζονται όταν οι ήπειροι σχίζονται και τελικά χωρίζονται, ωστόσο, η εξήγηση για το γιατί το εσωτερικό των ηπείρων υψώνεται απέχει πολύ από το «Είναι αυτή η διαδικασία που σχετίζεται με το σχηματισμό αυτών των πανύψηλων βράχων, απλά δεν ξέραμε», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Tom Gernon, καθηγητής γεωεπιστημών στο Πανεπιστήμιο του Southampton.
Οι κάθετες κινήσεις σταθερών τμημάτων των ηπείρων, που ονομάζονται κρατώνες, παραμένουν μία από τις λιγότερο κατανοητές πτυχές της τεκτονικής πλακών.
Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον, συμπεριλαμβανομένων των Δρ. Thea Hincks, Dr Derek Kerr και Alice Cunningham, συνεργάστηκε με συναδέλφους από το Helmholtz Center Potsdam – το γερμανικό ερευνητικό κέντρο GFZ για τις γεωεπιστήμες και… Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ Για να απαντήσω σε αυτό το βασικό ερώτημα.
Τα ευρήματά τους βοηθούν να εξηγήσουν γιατί τμήματα των ηπείρων που προηγουμένως θεωρούνταν «σταθερά» υφίστανται σημαντική ανύψωση και διάβρωση, και πώς τέτοιες διεργασίες μπορούν να μεταναστεύσουν εκατοντάδες ή και χιλιάδες χιλιόμετρα στην ενδοχώρα, σχηματίζοντας τεράστιες υπερυψωμένες περιοχές γνωστές ως οροπέδια, όπως το κεντρικό οροπέδιο στη νότια Αφρική.
Μοντελοποίηση ηπειρωτικής ανύψωσης και διάβρωσης
Με βάση τη μελέτη τους που συνδέει τις εκρήξεις διαμαντιών με την ηπειρωτική διάλυση, Δημοσιεύθηκε πέρυσι στο φύσηΗ ομάδα χρησιμοποίησε προηγμένα μοντέλα υπολογιστών και στατιστικές μεθόδους για να μελετήσει πώς η επιφάνεια της Γης ανταποκρίνεται στη διάσπαση των ηπειρωτικών πλακών με την πάροδο του χρόνου.
Ανακάλυψαν ότι όταν οι ηπείροι χωρίζονται, η διαστολή του ηπειρωτικού φλοιού προκαλεί κινηματικές κινήσεις στον μανδύα της Γης (το τεράστιο στρώμα μεταξύ του φλοιού και του πυρήνα).
«Αυτή η διαδικασία μπορεί να συγκριθεί με μια σαρωτική κίνηση που κινείται προς τις ηπείρους και διαταράσσει τα βαθιά θεμέλιά τους», δήλωσε ο καθηγητής Sascha Brun, ο οποίος ηγείται του Τμήματος Γεωδυναμικής Μοντελοποίησης στο GFZ Potsdam.
Ο καθηγητής Brun και η Dr Anne Glerum, που εργάζονται επίσης στο Πότσνταμ, έκαναν μια προσομοίωση για να διερευνήσουν πώς μπορεί να εξελιχθεί αυτή η διαδικασία. Η ομάδα παρατήρησε ένα ενδιαφέρον μοτίβο: Η ταχύτητα των «κυμάτων» του μανδύα που κινούνται κάτω από τις ηπείρους στην προσομοίωσή τους ταιριάζει πολύ με την ταχύτητα των μεγάλων γεγονότων διάβρωσης που σάρωσαν το τοπίο της νότιας Αφρικής μετά τη διάλυση της αρχαίας υπερηπείρου Gondwana.
Οι επιστήμονες έχουν συγκεντρώσει στοιχεία ότι μεγάλοι βράχοι προέκυψαν στις άκρες των αρχαίων κοιλάδων σχισμάτων, ακριβώς όπως τα απότομα τείχη που βλέπουμε σήμερα στα περιθώρια ρωγμών στην Ανατολική Αφρική. Ταυτόχρονα, το γεγονός ριφτών πυροδότησε επίσης ένα «βαθύ κύμα μανδύα» που ταξιδεύει κατά μήκος της βάσης της ηπείρου με ταχύτητα 15 έως 20 χιλιομέτρων ανά εκατομμύριο χρόνια.
Πιστεύουν ότι αυτό το κύμα λειτουργεί για να αφαιρέσει στρώματα βράχου από τις ρίζες των ηπείρων λόγω μεταφοράς.
«Ακριβώς όπως τα αερόστατα χάνουν βάρος για να ανέβουν ψηλότερα, η απώλεια ηπειρωτικού υλικού προκαλεί την άνοδο των ηπείρων – μια διαδικασία που ονομάζεται ισοχεισμός», είπε ο καθηγητής Brun.
Με βάση αυτό, η ομάδα μοντελοποίησε πώς το τοπίο θα ανταποκρινόταν σε αυτή την ανάταση που προκαλείται από τον μανδύα. Διαπίστωσαν ότι η αστάθεια του μεταναστευτικού μανδύα οδηγεί σε ένα κύμα επιφανειακής διάβρωσης που διαρκεί για δεκάδες εκατομμύρια χρόνια και κινείται σε όλη την ήπειρο με παρόμοια ταχύτητα. Αυτή η έντονη διάβρωση αφαιρεί τεράστιο βάρος από τα πετρώματα, με αποτέλεσμα η επιφάνεια της Γης να ανυψωθεί περαιτέρω, δημιουργώντας ψηλά οροπέδια.
«Τα μοντέλα μας για την εξέλιξη του τοπίου δείχνουν πώς μια σειρά γεγονότων που σχετίζονται με το rifting μπορούν να οδηγήσουν σε ένα γκρεμό καθώς και σε ένα σταθερό, επίπεδο οροπέδιο, αν και από τη διάβρωση ενός στρώματος πολλών χιλιάδων μέτρων βράχου.
Η μελέτη της ομάδας προσφέρει μια νέα εξήγηση για τις περίεργες κάθετες κινήσεις των ηπείρων μακριά από τα ηπειρωτικά περιθώρια, όπου η ανύψωση είναι πιο κοινή.
Ο Δρ Steve Jones, Αναπληρωτής Καθηγητής στα Συστήματα Γης στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ, πρόσθεσε: «Αυτό που έχουμε εδώ είναι ένα συναρπαστικό επιχείρημα ότι το rifting μπορεί, υπό ορισμένες συνθήκες, να δημιουργήσει άμεσα μακρόβια κύτταρα μεταφοράς στον άνω μανδύα και Τα επαγόμενα συστήματα μεταφοράς έχουν «μια βαθιά επίδραση στην τοπογραφία της επιφάνειας της Γης, τη διάβρωση, την καθίζηση και την κατανομή των φυσικών πόρων».
Συμπέρασμα και μελλοντικές κατευθύνσεις
Η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο ίδιος καταρράκτης διαταραχών του μανδύα που ωθεί τα διαμάντια να αναδύονται γρήγορα από βαθιά μέσα στη Γη διαμορφώνει επίσης θεμελιωδώς τα ηπειρωτικά τοπία, επηρεάζοντας μια σειρά παραγόντων από το περιφερειακό κλίμα και τη βιοποικιλότητα έως τα πρότυπα ανθρώπινης εγκατάστασης.
Ο καθηγητής Gernon, ο οποίος έλαβε μια μεγάλη φιλανθρωπική επιχορήγηση από το WoodNext Foundation, υπό τη διαχείριση του Greater Houston Community Foundation, για τη μελέτη της παγκόσμιας ψύξης, εξήγησε ότι η ηπειρωτική διάσπαση όχι μόνο διαταράσσει τα βαθιά στρώματα της Γης, αλλά έχει επίσης επιπτώσεις που αντηχούν σε την επιφάνεια των ηπείρων, που προηγουμένως πίστευαν ότι δεν ήταν έτσι.
«Η αποσταθεροποίηση των ηπειρωτικών πυρήνων πρέπει να έχει επηρεάσει και τα αρχαία κλίματα», κατέληξε ο καθηγητής Gernon.
Αναφορά: «Συνεξέλιξη περιθωρίων και εσωτερικών ηπείρων κατά τη διάρκεια του διαχωρισμού των ηπείρων» από τον Thomas M. Gernon και Tia K. Hincks, Sascha Bron, Jane Brown και Stephen M. Jones, Derek Kerr, Alice Cunningham και Annie Glerum, 7 Αυγούστου 2024, φύση.
doi: 10.1038/s41586-024-07717-1
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”