Завдяки майже чотирьом десятиліттям сейсмічних даних, зібраних зі станцій у північній, центральній та південній частинах Сьєрра-Невади, геологи виявили ознаки критичного розділення між охолодженою континентальною корою та мантією нижче.
Ці знахідки – робота дослідників Вери Шульт-Пелькум з Університету Колорадо в Боулдері та Дебори Кілб з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго – допомагають вирішити складну загадку того, як наша планета утворює легші частини своєї кори з густої суміші мінералів, що крутяться під поверхнею.
Завдяки вищим пропорціям мінералів, таких як силікати, алюміній і калій, шматки порід, на яких ми живемо, зазвичай піднімаються трохи вище, ніж занурені частини океанічної кори, яка, в порівнянні, багатша на важчі елементи, такі як залізо та магній.
Як ці матеріали утворюються і чому вони так відрізняються – це питання, яке дослідники поступово розгадують. Важкі елементи в океанічній корі є частиною базальтової суміші в верхній мантії, що припускає, що склад континентальної кори може бути результатом відокремлення більш щільних компонентів.
Один із способів, як це може статися, полягає в тому, що щільний базальт плавиться вологим і під великим тиском, дозволяючи його мінералам розділятися на відносно чітко виражені шари. Через свою велику вагу нижній шар може “відшаровуватися” і повільно занурюватися в циркулюючі потоки розплавленої породи мантії.
Це приваблива гіпотеза, яка потребує надійних доказів, тому Шульт-Пелькум і Кілб почали шукати знаки в місці, яке деякі припускали, що поступово позбувається своїх важких магматичних коренів.
Сьєрра-Невада знаходиться в сейсмічно активному регіоні західних США, що дозволяє дослідникам використовувати швидкість і відображення хвиль, що проходять від постійних дрібних поштовхів, щоб “намалювати” глибину під гірським хребтом.
Сигнали від цих хвиль, а також приклади мінеральних фрагментів одного виду, які оточують породи іншого виду, вже переконали деяких геологів у тому, що цей регіон зазнав деламінації (розділення шарів) у минулому.
На жаль, ті ж самі ознаки можна трактувати як залишки давно похованої частини кори, що вимагало додаткових вимірювань для уточнення сейсмічних аномалій регіону.
Порівняння сейсмічних даних з різних глибин під Сьєрра-Невадою підтвердило наявність великої зони зсуву в південних та центральних районах на глибинах, близьких до межі мантії. Ця зона стає все більш виразною на південь від гірського хребта.
“Напрямок зсуву відповідає заходу або південному заходу зняття літосфери,” – пишуть дослідники в своїй статті, підтверджуючи теорії про те, що важка основа каліфорнійської кори повільно занурюється протягом мільйонів років, рвучи себе на сотні кілометрів у процесі, який може відбуватися в подібних шматках континентів по всьому світу.
Те, що ми бачимо на поверхні – від підйому та спаду гір до занурення величезних басейнів і формування цілих континентів – відображається в складному зсуві, капанні, плавленні та зношуванні, що відбувається під поверхнею на глибинах від кількох до сотень кілометрів.
Однак, якщо ми прислухаємось належним чином, ми можемо почути, як шкіра нашої планети м’яко ворушиться, повільно змінюючись.
Це дослідження було опубліковано в журналі Geophysical Research Letters.