Атлантическое побережье США деформировано неизвестным процессом

Геологи только начинают подбираться к пониманию того, что область, кажущаяся стабильной, в действительности подталкивается вверх движением материала в мантии.

По сравнению с западной частью Северной Америки — гористой, вулканической и сейсмоопасной — геологически спокойное восточное побережье получило наименование «пассивной континентальной окраины».

Однако новые геологические модели говорят о том, что бурлящие недра Земли деформируют и искривляют эту и многие другие так называемые стабильные области.
 

Три миллиона лет назад Земля была на несколько градусов теплее, чем сегодня, и примерно такая же температура ждёт нас в 2100 году. Геологи хотят знать, как береговые линии континентов выглядели в плиоцене, дабы прогнозировать грядущее изменение уровня моря. Учёные предполагали, что пассивные континентальные окраины вроде равнин атлантического побережья и близлежащего морского дна не подталкиваются вверх геологическими силами. Считалось, что, напротив, побережье плавно и неумолимо опускается, ибо порода под ним охлаждается, но песок и почва, смытые с суши, заполняют пространство, освобождаемое тонущей континентальной окраиной. Следовательно, древние береговые линии должны оставаться ровными и горизонтальными, отмечая колебания уровня моря. Одна из таких линий — пляж эпохи плиоцена Оранджбург-Скарп, протянувшийся от Флориды до Северной Каролины. Но он не ровный, а комками и складками, что твой ковёр.

Может, что-то всё же подталкивает сушу вверх? Геолог Дэвид Роули из Чикагского университета (США) и его коллеги разработали модель движения горячего вещества в земной мантии — очень вязком, хотя и твёрдом слое породы между корой и расплавленным ядром. Именно такие плюмы (восходящие потоки в мантии) несут ответственность за гейзеры Йеллоустоуна и вулканы Гавайев. Весь этот процесс очень напоминает то, что происходит в гелевой лампе.

Группа г-на Роули обнаружила едва различимое движение мантии под восточной частью Северной Америки, включив в модели слой относительно жидкой породы непосредственно под жёсткой оболочкой Земли — астеносферу. А модель, не учитывавшая астеносферу, показала, что Оранджбург должен тонуть. Однако очевидно, что он поднимается, причём неравномерно — то тут, то там. По словам г-на Роули, подобный эффект он моделировал для Африки и плато Колорадо на юго-западе США. «Вся Земля едет на динамической мантии», — говорит он.

Динамическая мантия могла настолько перекосить пассивные окраины, что исследователи неверно прочитали геологическую запись об изменениях уровня моря в плиоцене и сочли их более резкими, чем они были в действительности. По-видимому, авторам климатических моделей придётся пересмотреть прогноз повышения уровня моря в условиях глобального потепления. (Динамическая топография, отметим ещё раз, не меняет уровня моря, но передвигает отметки, по которым судят о климате Земли в прошлом.)

Сделанные выводы говорят о том, что атлантическое побережье больше не может считаться пассивной окраиной. «Она пассивно-агрессивна, — уточняет геолог Кеннет Миллер из Ратгерского университета (США), не принимавший участия в исследовании. — И новые модели позволяют судить о механизме этой агрессии». Но работа г-на Роули нуждается в проверке на соответствие геологической летописи, подчёркивает г-н Миллер. Он считает, что нынешние крупномасштабные модели следует улучшить: при современном разрешении в сотни километров они практически не поддаются такой проверке.

Палеонтолог Гарри Доусетт из Геологической службы США, тоже не вовлечённый в исследование, видит свидетельство правоты модели г-на Роули в распространении поверхностного обнажения горных пород: «Она очень хорошо соответствует геологии, объясняя то, что мы наблюдаем».

Более точная оценка уровня моря в плиоцене поможет геологам понять, насколько сильно ледяные щиты растаяли в ту эпоху, говорит г-н Доусетт, и тем самым заглянуть в наше собственное будущее.

«Но моя работа от этого проще не станет, — улыбается специалист по реконструкции береговых линий плиоцена на основе микрофоссилий. — Наоборот, усложнится».

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.