Щось дивне відбувається під Італією: вчені заявили про «розстібання» земної кори

Глибоко підІталією може відбуватися незвичайний геологічний процес, який вчені порівнюють із «розстібанням» земної кори. Нижні її шари поступово відокремлюються і занурюються в мантію, тоді як фронт цього процесу повільно зміщується під Апеннінами.

Про це повідомило видання Science Alert.

Такого висновку дійшла група геологів на чолі зі Стефано Тавані з Флорентійського університету. Науковці вважають, що їхня модель може пояснити давню загадку Апеннін: чому земна кора в межах одного гірського поясу одночасно розтягується і стискається.

Що відбувається під Італією

Апеннінські гори простягаються приблизно на 1200 км уздовж Італійського півострова. Як і багато інших гірських систем, вони сформувалися внаслідок взаємодії тектонічних плит. Протягом мільйонів років рух плит стискав і потовщував земну кору, що сприяло утворенню гір.

Однак геологічні процеси в цьому регіоні виявилися складнішими. Вздовж зовнішньої частини Апеннін кора зазнає стиснення, тоді як далі в межах гірського поясу вона, навпаки, розтягується. Одні ділянки поверхні при цьому піднімаються, інші — опускаються.

У минулому одночасне стиснення та розтягнення пов’язували передусім із так званим відкочуванням плити. Плита, що занурювалася в мантію, поступово відступала і сприяла розтягуванню кори позаду гірського фронту. Саме цей процес був пов’язаний із розкриттям Тірренського моря.

Приблизно від 10 до 2 млн років тому близько 100 км скорочення в центральних Апеннінах супроводжувалося приблизно таким самим розширенням у Тірренському регіоні позаду них.

Однак близько 2 млн років тому ситуація змінилася. Основний етап розширення, пов’язаний із формуванням Тірренського моря, завершився, а скорочення вздовж фронту Апеннін згодом суттєво сповільнилося. Попри це, суперечлива деформація гірського поясу не припинилася.

Саме тому вчені почали шукати інший механізм, який міг би пояснити сучасні процеси.

Земна кора може «розстібатися»

Тавані та його колеги припускають, що ключову роль відіграє розшарування. Під час цього процесу щільна нижня частина земної кори та пов’язана з нею літосфера відокремлюються від розташованої вище кори й занурюються в мантію.

Під Апеннінами, за версією дослідників, це відбувається не одночасно вздовж усього гірського хребта. Існує своєрідний рухомий фронт, або «шарнір», де нижні шари відокремлюються. Він поступово переміщується під Італією в напрямку Адріатичного узбережжя.

Саме цей механізм науковці образно порівнюють із розстібанням блискавки або відклеюванням стрічки від поверхні.

Щоб перевірити свою гіпотезу, команда об’єднала дані, отримані різними методами. Вчені проаналізували десятиліття спостережень за землетрусами, GPS-вимірювання, супутникові радарні дані, а також карти межі між земною корою та мантією — так званої поверхні Мохоровичича, або Мохо.

Результати показали спільну закономірність: різні прояви деформації концентруються навколо однієї структури глибоко під Апеннінами.

Що показали землетруси та GPS

На ділянці завдовжки понад 500 км уздовж гірського хребта дослідники виявили зону, де структури поверхні Мохо під Тірренським і Адріатичним схилами перетинаються.

Саме її автори роботи інтерпретують як район, де відбувається відшарування нижньої кори.

На користь цієї версії, за їхніми словами, свідчить і розподіл землетрусів. Позаду та над рухомим фронтом механізми землетрусів переважно вказують на розтягнення земної кори. Попереду нього домінують ознаки стиснення.

Подібну картину показали й GPS-вимірювання. У межах гірського поясу дослідники зафіксували приблизно 4 мм розширення на рік. Ближче до зовнішнього краю Апеннін частина цього руху компенсується приблизно 2 мм стиснення на рік.

Науковці порівнюють таку поведінку Апеннін з акордеоном: одна частина гірського поясу розтягується, тоді як інша одночасно скорочується.

Чому кора одночасно розтягується і стискається

Запропонована дослідниками модель пояснює, як ці протилежні процеси можуть відбуватися поруч.

Перед рухомим фронтом розшарування нижня кора та літосферна мантія залишаються прикріпленими до плити, що занурюється. Через це кора продовжує зазнавати спрямованого вниз навантаження.

Коли фронт проходить далі й нижні шари відокремлюються, це навантаження зменшується. Кора, що залишається вище, може підніматися та розтягуватися, оскільки щільніший матеріал під нею заміщується більш плавучою мантією.

Таким чином, позаду рухомого фронту виникає розтягнення та підняття, тоді як попереду нього кора, яка ще не відокремилася від нижніх шарів, продовжує стискатися і просідати.

Водночас автори дослідження наголошують, що запропонована модель є спрощеною. Точна будова плити під Апеннінами все ще залишається предметом досліджень, а для повного розуміння процесів у мантії та земній корі знадобляться складніші моделі.