Что-то странное происходит под Италией: ученые заявили о «расстегивании» земной коры

Глубоко подИталиейможет происходить необычный геологический процесс, который учёные сравнивают с «расстегиванием» земной коры. Её нижние слои постепенно отделяются и погружаются в мантию, в то время как фронт этого процесса медленно смещается под Апеннинами.

Об этом сообщило издание Science Alert.

К такому выводу пришла группа геологов во главе со Стефано Тавани из Флорентийского университета. Учёные считают, что их модель может объяснить давнюю загадку Апеннин: почему земная кора в пределах одного горного пояса одновременно растягивается и сжимается.

Что происходит под Италией

Апеннинские горы простираются примерно на 1200 км вдоль Итальянского полуострова. Как и многие другие горные системы, они сформировались в результате взаимодействия тектонических плит. На протяжении миллионов лет движение плит сжимало и утолщало земную кору, что способствовало образованию гор.

Однако геологические процессы в этом регионе оказались более сложными. Вдоль внешней части Апеннин кора подвергается сжатию, тогда как дальше, в пределах горного пояса, она, напротив, растягивается. При этом одни участки поверхности поднимаются, другие — опускаются.

В прошлом одновременное сжатие и растяжение связывали прежде всего с так называемым откатыванием плиты. Плита, погружавшаяся в мантию, постепенно отступала и способствовала растяжению коры позади горного фронта. Именно этот процесс был связан с образованием Тирренского моря.

Примерно от 10 до 2 млн лет назад сжатие на протяжении около 100 км в центральных Апеннинах сопровождалось примерно таким же расширением в Тирренском регионе, расположенном позади них.

Однако около 2 млн лет назад ситуация изменилась. Основной этап расширения, связанный с формированием Тирренского моря, завершился, а сжатие вдоль фронта Апеннин впоследствии существенно замедлилось. Несмотря на это, противоречивая деформация горного пояса не прекратилась.

Именно поэтому учёные начали искать другой механизм, который мог бы объяснить современные процессы.

Земная кора может «расстегиваться»

Тавани и его коллеги предполагают, что ключевую роль играет расслоение. В ходе этого процесса плотная нижняя часть земной коры и связанная с ней литосфера отделяются от расположенной выше коры и погружаются в мантию.

Под Апеннинами, по версии исследователей, это происходит не одновременно вдоль всего горного хребта. Существует своеобразный подвижный фронт, или «шарнир», где нижние слои отделяются. Он постепенно перемещается под Италией в направлении Адриатического побережья.

Именно этот механизм учёные образно сравнивают с расстегиванием молнии или отклеиванием ленты от поверхности.

Чтобы проверить свою гипотезу, команда объединила данные, полученные различными методами. Учёные проанализировали данные десятилетий наблюдений за землетрясениями, GPS-измерения, спутниковые радиолокационные данные, а также карты границы между земной корой и мантией — так называемой поверхности Мохоровичича, или Мохо.

Результаты выявили общую закономерность: различные проявления деформации сосредоточены вокруг одной структуры глубоко под Апеннинами.

Что показали землетрясения и GPS

На участке протяженностью более 500 км вдоль горного хребта исследователи обнаружили зону, где пересекаются структуры поверхности Мохо под Тирренским и Адриатическим склонами.

Именно эту работу её авторы интерпретируют как область, в которой происходит отслоение нижней коры.

В пользу этой версии, по их словам, свидетельствует и распределение землетрясений. Позади и над подвижным фронтом механизмы землетрясений преимущественно указывают на растяжение земной коры. Впереди него преобладают признаки сжатия.

Аналогичную картину показали и GPS-измерения. В пределах горного пояса исследователи зафиксировали расширение примерно на 4 мм в год. Ближе к внешнему краю Апеннин часть этого движения компенсируется сжатием примерно на 2 мм в год.

Учёные сравнивают такое поведение Апеннин с аккордеоном: одна часть горного пояса растягивается, в то время как другая одновременно сжимается.

Почему кора одновременно растягивается и сжимается

Предложенная исследователями модель объясняет, как эти противоположные процессы могут происходить одновременно.

Перед движущимся фронтом расслоения нижняя кора и литосферная мантия остаются прикрепленными к погружающейся плите. Из-за этого кора продолжает испытывать направленную вниз нагрузку.

Когда фронт продвигается дальше и нижние слои отделяются, эта нагрузка уменьшается. Оставшаяся выше кора может подниматься и растягиваться, поскольку более плотный материал под ней заменяется более плавучей мантией.

Таким образом, позади движущегося фронта возникает растяжение и подъем, тогда как впереди него кора, которая ещё не отделилась от нижних слоёв, продолжает сжиматься и проседать.

В то же время авторы исследования отмечают, что предложенная модель является упрощенной. Точное строение плиты под Апеннинами по-прежнему остается предметом исследований, а для полного понимания процессов в мантии и земной коре потребуются более сложные модели.