Чрез анализиране на химията на над 200 геотермални извора, изследователи са идентифицирали къде свършва Индийската плоча под Тибет, развенчавайки някои дълго дискутирани теории за процеса на континенталния сблъсък.
В класическия пример за издигането на планините е сблъсъка на индийската и азиатската континентални плочи – и продължават да се сблъскват и днес – за да образуват най-големите и най-високи геоложки структури в света: Хималайските планини и Тибетското плато.
Въпреки важността на тези образувания, които влияят на глобалния климат чрез атмосферната циркулация и сезонните мусони, експертите предлагат противоречиви теории за това как тектонските плочи под повърхността са създали емблематичните планински вериги.
Сега, използвайки геохимични данни от 225 горещи извора, учени са картографирали границата между индийската и азиатската континентална плоча, хвърляйки светлина върху процесите, протичащи дълбоко под повърхността. Констатациите, които имат значение за образуването на минералите, са публикувани в последния брой на Proceedings of the National Academy of Sciences.
„Основният дебат сред геолозите е дали сблъсъкът на континенталните плочи изглежда като сблъсъка на океанските или не“, отбелязва водещият автор на изследването Саймън Клемперер (Simon Klemperer), професор по геофизика в Станфордското факултет по земни, енергийни и екологични науки (Stanford Earth). „Тъй като има твърде малко измервания, сеизмологията не ни дава отговора – затова приех геохимията като напълно различен начин за измерване на нещата.“
Индийската плоча се сблъсква с азиатската плоча
Тази карта показва индийската плоча, която се сблъсква с азиатската плоча под Хималаите и Тибет. Жълтите точки представят мястото на горещи извори с изотопи на хелий, показващи, че газът идва от горещата мантия, където азиатската плоча е под повърхността. Сините точки представляват по-студената индийска плоча. Тънката бяла плътна линия лежи точно над границата, разделяща пробите на индийската плоча от пробите от азиатската плоча. Кредит: Simon Klemperer et al.
Клемперер е прекарал по-голямата част от десетилетие, пътувайки до Тибет и Индия, за да събере проби, за да подкрепи теорията си, че могат да бъдат използвани химичните вещества, които излизат на повърхността, за да се разбере какво се случва на я00 км по-надолу. Той и колегите му проследяват отдалечени геотермални извори на стотици километри през планините и платото.
Използвайки благородния газ хелий, който не реагира с други химични вещества, авторите на изследването определят кои извори произлизат от индийската континентална плоча и кои от азиатската. Един подпис на хелиевия изотоп разкрива, когато газът идва от горещата мантия - азиатската плоча - докато различен подпис показва много по-студената индийска плоча. Изследването показва, че по-студената плоча се открива само на юг, под Хималаите, докато по-на север индийската континентална плоча вече не докосва Тибет над нея – тя е разделена от Тибет с клин от гореща мантия. Резултатите показват, че старата теория, според която индийската плоча лежи плоско под Тибет, вече не е валидна.
„Удивително е, че сега имаме тази забележително добре дефинирана граница, широка само няколко километра на повърхността над границата на плочата, която е дълбока 100 километра“, коментира Клемперер.
Субдукция или сблъсък
При океанска субдукция материалът в подземния слой се рециклира в мантията на Земята, когато по-хладната, по-тежка плоча се гмурка под континентална плоча и потъва. Процесът се случва в зони като Огнения пръстен, който е известен с чести земетресения и активни вулкани.
 В така наречените зони на субдукция ръбът на океанската плоча се подпъхва под континенталната плоча като едновременно я избутва, докато потъва в земната мантия. |
При сблъсък на две континентални плочи изследователите предполагат, че субдукцията на океанската кора е привлякла двата континента по-близо един до друг, докато не се сблъскат, затваряйки зоната на субдукция, което предизвиква издигане на планини. Това доказателство за континенталната граница под Тибет въвежда възможността континенталната кора да отделя течности и да се топи – точно както би се случило при океанска субдукция.
„Това показва, че не трябва да гледаме на континенталния сблъсък и океанската субдукция като на два различни процеса – трябва да ги гледаме като на едно и също нещо с малко различни нюанси, защото геометрично изглеждат еднакво“, обяснява Клемперер.
Тектонски океански промени
През 60-те години на миналия век теорията на тектониката на плочите направи революция в науките за Земята, като обяснява как геоложките плочи дрейфват една спрямо друга, причинявайки издигане на планини, вулканични изригвания и земетресения. Но се изяснява малко за това защо плочите се движат по начина, по който се движат.
"Въпреки че тектониката на плочите обяснява субдукцията на океанската кора, деформацията, наблюдавана при континентален сблъсък, изисква по-сложни обяснения на геометричното взаимодействие на два сблъскващи се континента и механиката на формирането на платото", пишат изследователите. "Дълбоката структура на континенталния сблъсък между Индия и Азия и дали долната кора на Индия е подложена под Тибет или е потопена в мантията остават спорни."
Клемперер смята, че новите открития добавят важен елемент в знанията, с потенциални последици за това какво контролира конвекцията, която задвижва тектоника на плочите. Въпреки че това е континентален сблъсък, индийската плоча, гмуркаща се в мантията, помага да се контролира моделът на конвекция - това променя начина, по който разбираме как елементите и видовете скали се разпределят и преразпределят на Земята, обяснява геофизикът.
Проучването се основава на предишни изследвания, в които Клемперер и колегите му изобразяват зоната на сблъсък в Хималаите, използвайки сеизмични данни и установяват, че докато индийската тектонична плоча се движи от юг, най-дебелата и здрава част от плочата се потапя под Тибетското плато и причинява разкъсвания в индийската плоча. Те са на същото място като хелиевите потоци в горещите извори.
„Виждаме едни и същи процеси през тези различни лещи и трябва да разберем как да ги съберем заедно“, добавя Клемперер.
Последици за минералите
Откакто испанците завладяват Южна Америка в търсене на злато, цивилизациите узнават за богати минерални находища на места като Андите, които са част от Огнения пръстен. Напоследък Южен Тибет също е определен като богата провинция на минерали, злато, мед, олово, цинк и други находища, чието наличие е трудно за обяснение, като се използват само старите модели на континентален сблъсък.
„Най-големите залежи на мед се намират в гранити, които се получават от топенето вследствие на горещия мантиен клин – това не трябва да се случва при сблъсък на континенти, ако изглежда като стария модел, но знаем, че се е случило, защото всички тези минерали са в Тибет“, коментира Клемперер. „Нашата работа разказва за широкомащабната тектоника на континенталния сблъсък и предполага, че може да очакваме да видим същия вид минерални находища в зоните на континентален сблъсък като зоните на океанска субдукция.
Като единственият активен континентален сблъсък на нашата планета, Хималаите и Тибет също предлагат поглед върху това как други планински вериги са се формирали в миналото и могат да се образуват в бъдеще.
„Австралия в момента започва да се сблъсква с индонезийския блок – това е континентален сблъсък, който започва да се случва“, разказва Клемперер. „Тибет е типичният пример, който трябва да бъде решен и се надяваме, че е аналог за това как се случва това навсякъде другаде на Земята.“
Справка: Restricted underthrusting of India beneath Tibet: He/He evaluation of thermal springs locates the mantle suture in continental collision, Proceedings of the Nationwide Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2113877119.
Източник: Hot Springs Reveal Where Continental Plates Collide Beneath Tibet – Long-Debated Theories Debunked
Stanford University
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари