infa.lt

Šiaurės Amerikos laukia kolapsas, teigia ABC. Tačiau šį kartą ne ekonominis ar politinis, o geologinis. Žemynas pamažu „skverbiasi“ po žemėmis. Tačiau kol kas nėra ko nerimauti, ramina mokslininkai. Šis procesas trunka milijonus ar net milijardus metų.

Naujas seisminis žemėlapis atskleidė: senovinė tektoninė plokštė, pasislėpusi 600 km po paviršiumi, traukia paskui save uolienas iš viso žemyno.

Amerika „skęsta“, ir šį kartą ne dėl dar vienos prezidento Donaldo Trampo užgaidos. Tai tikrai ne ekonominis, politinis ar socialinis, o galimas geologinis kolapsas. Kalbama apie didelės tektoninės plokštės, ant kurios stovi Jungtinės Valstijos, dalies suirimą.

Neseniai žurnale „Nature Geoscience“ paskelbtame straipsnyje Teksaso universiteto Ostine tyrėjų vadovaujama geologų komanda padarė stulbinantį atradimą. Jis gali pakeisti mūsų žinias apie Žemės dinamiką.

Šiaurės Amerikos žemynas tiesiogine to žodžio prasme „skverbiasi žemyn ir tirpsta“. Po Jungtinėmis Amerikos Valstijomis esanti senovinė litosferos plokštė traukia didžiulius Žemės plutos ruožus į mantijos gelmes – 3 000 kilometrų storio magminį sluoksnį, esantį tarp žaižaruojančio branduolio ir planetos paviršiaus.

Kas yra uolienų „skverbimasis“ ir kur jis vyksta?

Savo tyrime mokslininkai aprašo, kaip didžiuliai uolienų „gabalai“ atitrūksta nuo žemyninės plutos pagrindo ir nugrimzta į mantiją. Tokios „dėmės“ labiausiai paplitusios didžiuliame regione nuo Mičigano iki Nebraskos ir Alabamos, tačiau jų įtaka tikriausiai apima visą žemyną.

Šį reiškinį galime vaizdžiai modeliuoti įsivaizduodami didelį piltuvą. Uolienos iš visos Šiaurės Amerikos iš pradžių pritraukiamos prie jo kaklo, o paskui „įsiurbiamos“ žemyn. Dėl to didžiuliai žemyno plotai netenka kietų uolienų iš apatinės plutos dalies.

„Dideliame plote, – aiškina pagrindinis tyrimo autorius, geologas Junlinas Hua, – vyksta plonėjimas. Tačiau turime naują įžvalgą, kas visa tai lėmė”.

„Vaiduokliška” tektoninė plokštė

Junlinui Hua ir jo kolegoms pavyko išsiaiškinti pagrindinį tokio intriguojančio gamtos reiškinio „kaltininką”. Paaiškėjo, kad tai dabar mantijoje paskendusios senovinės vandenyno plokštės, geriau žinomos kaip Faralono plokštė, fragmentas. Kažkuriuo metu ji buvo suformavusi subdukcijos zoną su Šiaurės Amerikos plokšte palei dabartinio žemyno vakarinę pakrantę.

Subdukcijos procesas yra analogiškas dviejų konvejerių juostų susitikimui. Viena iš jų (šiuo atveju Faralono plokštė) slenka po kita (Šiaurės Amerikos plokšte) ir grimzta į Žemės mantiją, kur jos medžiaga perdirbama giliai planetos viduje. Tiksliau – dideliame gylyje po vandenyno dugnu.

Tačiau, maždaug prieš 20 mln. metų Faraloną suspaudė ant jo užgriuvusios didžiulės Ramiojo vandenyno plokštės masės. Likę senosios litosferos fragmentai suskilo ir ėmė grimzti dar giliau. Vienas iš šių fragmentų, vadinamas Faralono plokšte, dabar yra maždaug 660 km gylyje po JAV vidurio vakarų dalimi, prie pat ribos tarp viršutinės ir apatinės Žemės mantijos pereinamųjų zonų.

Kratoninis plonėjimas: pirmieji įrodymai

Faralono plokštė skatina procesą, vadinamą kratoniniu plonėjimu. Kratonai yra seniausios, stipriausios ir stabiliausios žemyninės plutos ir viršutinio Žemės mantijos sluoksnio dalys. Jie yra tikrieji žemynų „pamatai“, o geologine prasme – sritys, kurios milijardus metų išliko santykinai nepakitusios.

Kratonus galime laikyti pagrindinėmis visų žemynų pagrindo dalimis. Tai senovinės ir patvarios uolienos, atlaikiusios laiko išbandymą. Tačiau net ir jos gali keistis, nors ir per milžinišką geologiniu mastu laiko tarpą. Tai reiškia, kad mokslininkams praktiškai neįmanoma šių pokyčių stebėti „gyvai“.

Dėl to Junlin Hua atradimas toks svarbus: pirmą kartą mokslininkai realiu laiku užfiksavo kratonų plonėjimą. Reiškinį, apie kurį iki šiol buvo galima spręsti tik iš senovinių geologinių radinių.

Šiuolaikinis seisminis vaizdavimas

Neįprastas atradimas tapo įmanomas vykdant didesnį geologinį projektą, kuriam vadovavo Hua ir kuriame buvo naudojamas didelės skiriamosios gebos seisminio vaizdavimo metodas, dar vadinamas „visų bangų inversija”. Kažkas panašaus į ultragarsinį Žemės vaizdavimą, tik milžinišku mastu.

Vienas iš būdų „pamatyti“ nepermatomo objekto vidų – siųsti į jį garso bangas ir analizuoti, kaip jos atsispindi, kad būtų sukurtas jo vidinės struktūros vaizdas. Pilnutinė bangų inversija veikia panašiai, tačiau naudoja seismines bangas – Žemėje sklindančius virpesius, kuriuos sukelia žemės drebėjimai ar sprogimai.

Seisminės bangos sklinda skirtingu greičiu, priklausomai nuo medžiagų, per kurias jos sklinda, tankio. Analizuodami atoveiksmio greitį ir elgseną, mokslininkai gali sudaryti išsamų požeminių geologinių struktūrų žemėlapį. Taip buvo atrasta senovinė Faralono plokštė arba nuo kratono atitrūkusios uolienų „sankaupos“.

Ką visa tai reiškia Šiaurės Amerikai?

Nors „įsiskverbimas“ koncentruojasi Vidurio Vakaruose, t. y. teritorijoje, kuri prilygsta siauram to paties ‚piltuvo‘ kakleliui, mokslininkai tikina, kad bent jau trumpuoju laikotarpiu nėra pagrindo nerimauti dėl visuotinio žemyno „nuniokojimo“.

Procesai mantijoje, sukeliantys „prasisunkimą“, yra itin lėti, jie vyksta geologiniais šimtų milijonų ar net milijardų metų laiko mastais.

Tačiau reikia nepamiršti, kad Žemės planeta yra dinamiška ir nuolat kintanti ekosistema. Nors pokyčiai vyksta tokiu tempu, kurį sunku suvokti žmogaus egzistencijos masteliu.

Be to, Teksaso geologai mano, kad „įsiskverbimas“ gali sulėtėti ar net visai sustoti, nes Faralono plokštė grimzta vis giliau į mantiją, mažindama savo įtaką kratono sritims.

Žemynų raida

Taigi tikroji atradimo vertė yra nedidelis indėlis į mūsų supratimą apie planetos, kurioje gyvename, istoriją ir raidą. Kaip aiškina vienas iš tyrimo bendraautorių geofizikas Torstenas Bekeris (Torsten Becker): „Tokie dalykai yra svarbūs, jei norime suprasti, kaip planeta evoliucionavo ilgą laiką. Tai padeda suprasti, kaip formuojasi žemynai, kaip jie skyla ir kaip vėliau juos perdirba Žemės mantija.”

Be to, šis atradimas – dešimtmetį trukusių Žemės mantijos struktūros tyrimų rezultatas, tarp kurių buvo novatoriškas Džeksono žemės mokslų mokyklos profesoriaus emerito Stiveno Grando darbas.

Jis vienas pirmųjų XX a. 9-ajame dešimtmetyje gavo Faralono plokštės seismines nuotraukas. Ankstesniuose tyrimuose taip pat buvo užsiminta apie plonėjančių kratonų galimybę kitose pasaulio dalyse, pavyzdžiui, Šiaurės Kinijoje. Tačiau nė vienas iš jų iki šiol nepateikė tiesioginių neabejotinai įdomaus geologinio proceso veikimo įrodymų.