Куда исчезают горы? 30% коры исчезло при рождении Гималаев: новая теория тектоники плит

Горы — величественные исполины, царящие над земными просторами. Их формирование — сложный и длительный процесс, связанный с движением тектонических плит и перераспределением вещества в земной коре и мантии. Но что, если значительная часть вещества, участвующего в этом процессе, попросту исчезает?

Новое исследование, опубликованное в Earth and Planetary Science Letters, посвящено количественной оценке потери континентальной коры в мантию Земли в процессе формирования современных горных систем. Ученые проанализировали три региона: Гималаи-Тибетское плато, Европейские Альпы и горы Загрос. В основе исследования лежит метод объемно-массового баланса, который позволяет сравнить объем коры, вовлеченной в процесс горообразования (укорочение коры), с объемом сохранившейся утолщенной коры, объемом эродированного материала и объемом коры, выдавленной в стороны.

Результаты оказались поразительными: по крайней мере, 30% укороченной коры в исследуемых регионах не находит отражения в существующих формах рельефа. Эта «пропавшая» кора, по мнению ученых, погружается в мантию Земли. Этот процесс, названный «орогенной потерей», играет ключевую роль в эволюции коры и мантии, влияя на состав и динамику этих слоев.

В случае Гималаев-Тибетского плато объем потерянной коры превышает объем эродированной породы более чем в два раза. Авторы исследования связывают это с процессом деламинации — отслоения и погружения нижней части литосферы в мантию. Это явление сопровождается подъемом поверхности, вулканической активностью и изменением климата, что подтверждается геологическими данными и палеоклиматическими реконструкциями.

Для Альп величина орогенной потери колеблется от 15% до 50% в зависимости от используемых параметров. Предполагается, что потеря коры в этом регионе связана с субдукцией — погружением одной тектонической плиты под другую.

В горах Загрос орогенная потеря оценивается в 30-64%. Здесь, вероятно, действует комбинация механизмов, включая субдукцию, деламинацию и капельное отделение литосферы.

Исследование также рассматривает геохимические последствия орогенной потери. Предполагается, что погружающаяся кора может взаимодействовать с мантийным веществом, влияя на его состав. Это, в свою очередь, может отражаться в составе магматических пород, образующихся при извержениях вулканов.

Авторы выдвигают гипотезу о том, что подобные процессы происходили и в далеком прошлом, во времена существования древних суперконтинентов Нуна и Родиния. Погружение коры в те эпохи могло стать источником геохимических аномалий, наблюдаемых в некоторых океанических базальтах.

Таким образом, исследование орогенной потери открывает новые горизонты в понимании эволюции Земли. Этот процесс, ранее недооцененный, играет важную роль в формировании горных систем, изменении климата и геохимической эволюции мантии. Дальнейшие исследования позволят уточнить механизмы орогенной потери и ее влияние на глобальные геологические процессы.