Исследователи рассчитали скорость доисторического роста Анд по погребенному под вулканическими породами древнему ландшафту

Исследователи из Университетского колледжа Лондона (UCL) выяснили скорость подъема Андских гор до их погребения под гигантским слоем вулканических пород 21,9 миллиона лет назад. Моделирование древнего рельефа показало, что горы в этом регионе формировались медленно, увеличиваясь в высоту не более чем на 260 метров за один миллион лет. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Геологи изучили последствия масштабного извержения кальдеры Лаука на севере современного Чили. Огромный объем вулканической породы, называемой игнимбритом, накрыл территорию, площадь которой почти в три раза превышает размер Большого Лондона. Слой раскаленного пепла, фрагментов горных пород и газа толщиной до одного километра буквально законсервировал древний ландшафт, сработав по принципу извержения Везувия в Помпеях, но в масштабах целого горного региона.

Поскольку раскопать погребенный ландшафт для прямых измерений невозможно, авторы работы создали сотни двухмерных компьютерных симуляций. Они использовали модели речной эрозии, чтобы понять, как вода формировала склоны гор до извержения. Опираясь на то, что застывший слой игнимбрита образует предсказуемый пологий уклон, ученые рассчитали максимально возможную крутизну скрытых под ним гор. Анализ показал, что полностью исчезнуть под таким вулканическим слоем могли только ландшафты со сглаженным рельефом, напоминающие пологие предгорья.

Из полученных геометрических ограничений исследователи вычислили скорость поднятия тектонических пород. Она составила менее 0,26 километра каждый миллион лет (около 2,5 сантиметра в 100 лет). Если бы порода в этом регионе выталкивалась наверх быстрее, сформировались бы более крутые склоны, которые не смогли бы полностью уместиться под зафиксированным объемом отложений. Для сравнения, в активных зонах Гималаев скорость поднятия пород достигает нескольких миллиметров или даже сантиметров в год.

В научной среде долгие годы шли дебаты о механизме формирования Анд: росли ли они постепенно на протяжении 40-50 миллионов лет, или же их высота резко увеличилась в ходе быстрого скачка за последние 6-10 миллионов лет. Полученные данные охватывают середину этого исторического периода и прямо подтверждают гипотезу медленного и устойчивого роста горной системы.

Новый геометрический подход к анализу ландшафтов позволяет оценивать рост гор за длительные периоды. Ранее ученые полагались в основном на химические «часы» в минералах, которые фиксируют изменения температуры породы при ее движении вверх, но этот метод ограничен конкретными моментами времени. Авторы отмечают, что их модель требует наличия масштабных игнимбритовых отложений, однако в будущем она может быть применена для реконструкции историй других погребенных вулканами ландшафтов по всему миру.

Источник: Science Advances