Severní Amerika může kapat hluboko pod Středozápadem

Severní Amerika může kapat hluboko pod Středozápadem
Vědci říkají dlouho ztracenou desku zemské kůry
Victor Josan/Alamy Reklamní fotografie
Zdá se, že se děje něco velmi zvláštního, hluboko pod údolím Středozápadu a Ohio.
Geologické jádro Severní Ameriky přetrvávalo po miliardy let – to je to, co vědci nazývají Craton, masivní blok Continental Rock To odolává přirozenému recyklačnímu systému tektoniky desky. Vědci obvykle považují Cratons za neměnné, téměř na věčné. Nový výzkum však zveřejněn 28. března v Geoscience přírody naznačuje, že a Dlouho ztracená geologická deska může být sifonická skála od dna severoamerického kratonueroduje to zespodu, přímo pod nohama.
Takový scénář by nebyl bezprecedentní – vědce by měl důkazy o tom, že Craton v severní Číně se dramaticky ztenčil před miliony let – ale určitě by bylo překvapivé a zajímavé studovat v reálném čase. „Kratony jsou nejstarší jádra kontinentů, takže sedí po celém zemském povrchu po dobu miliard let,“ říká Claire Currie, geofyzika na Albertě University, která se nezúčastnila nového výzkumu. „Přetrvávali časem, takže je to docela neobvyklé.“
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Vědci za novým výzkumem neměli v úmyslu najít erodující Craton, podle studijního spoluautora Junlina Hua, geofyzika na University of Science and Technology v Číně. Tým chtěl pouze aplikovat novou, přesnější techniku analýzy na data shromážděná bohatou sítí Severní Ameriky více než 6 000 seismometrů v naději, že bude kontinent podrobněji vidět než kdy předtím.
Práce se spoléhala na pozorování sítě seismometru o více než 200 zemětřesení, z nichž každá produkovala několik typů seismických vln. Tyto vlny jsou ovlivněny konkrétními způsoby změnami materiálu, kterým procházejí – například existují zvláštní účinky, když je tento materiál relativně chladný, teplý nebo silný nebo slabý. Analýzou vln mohou vědci obrátit mapu Z zemí zemských vnitřností, říká Hua. A vědci se snažili tuto práci provést způsobem, který by odpovídal za každé kroucení v podobě seismických dat, pracný proces.

Mapa vytvořená autory nové studie v Geoscience přírody ukazuje relativní seismickou rychlost materiálu, který je 200 kilometrů pod zemským povrchem a umístěný kolem základny severoamerického Cratonu. Kratony se vyznačují vysokou seismickou rychlostí. Na této mapě modrá představuje skálu, skrze kterou seismické vlny cestují rychleji; Červená představuje skálu, skrz který seismické vlny cestují pomaleji. Černá přerušovaná čára nastiňuje hranice severoamerického Cratonu.
Nature Geoscience, Hua et al.
Bylo to měsíce po analýze, když Hua začala uvědomovat, že práce se objevila něco překvapivého. Samotný Craton vypadal dostatečně normálně: deska husté horniny, asi 200 kilometrů tlustá, skrz které seismické vlny cestovaly relativně rychle-to, co vědci označují jako vysoce seismickou rychlostí-tato náhle se přecházela do materiálu s nižší seismickou rychlostí, když se Craton stavěl mladším hornině.
Ale pod částí Cratonu – až po většině Midwest a Ohio Valley – se něco stalo. Zde se nejednotný vzorec materiálu se stejnou vysokou seismickou rychlostí prohloubil do hloubky téměř 600 kilometrů, téměř do níže plášť. Tato měření, jak říká Hua, naznačují, že v této oblasti Craton v Severní Americe kape dolů do pláště způsobem, jak on a jeho kolegové neočekávali a nemohli úplně vysvětlit.
To, co je rozdrtilo, bylo zvažování relikvie geologické historie, která leží skrytá pod Severní Amerikou: pozůstatky Farallon Plate. To byla oceánský talíř, který se táhl mezi tichomořskými a severoamerickými deskami asi před 100 miliony let, kdy dinosauři byli na jejich vrcholu. Většina desek Farallon byla nakonec strčena pod Severní Ameriku. Jeho zbytky přetrvávají ve spodním plášti, asi 800 kilometrů pod zemským povrchem, a ve skutečnosti se objevily v průřezů seismických rychlostí, které Hua a jeho kolegové vytvořili.

Schéma demonstruje teorii vědců pro to, co se děje pod severoamerickým Cratonem. Materiál na výše uvedeném mapě se nachází poblíž horní části oblastí ilustrovaných v tomto diagramu, kde tVrstva označila „cratonic litosféra“ vyboulí dolů do horního pláště. Farallonská deska (fialová), klesá dolů přes spodní plášť. Mezi těmito dvěma protahuje relativně úzká oblast, kde kapající kratonický materiál kapají, krmený horizontálním pohybem na základně celého Cratonu.
Nature Geoscience, Hua et al.
Když vědci použili počítačové modelování k testování teorií toho, co by mohlo vytáhnout kratonický materiál dolů, byla klíčová deska Farallon: kapely vytvořené pouze tehdy, když byla deska začleněna do modelu. Hua nazývá desku „velkým platinovým“, která vytáhne materiál z Cratonu a dolů na Zemi.
Právě teď Currie říká, že je to jen hypotéza – ale ta, kterou nazývá „zajímavá“. Currie by ráda viděla další signály kratonického kapání – například je povrch Země stažen po celé této oblasti? Také by ráda viděla silnější vysvětlení toho, jak se Craton stáhne do hustšího materiálu, než je to proto, že by měla vznášet nad takovým materiálem.
Přesto je výzkum překvapivým pohledem na činnost v prostředí, o kterém vědci dlouho považovali za neměnné, říká Hua. „Kontinent není něco statického,“ říká. „Má dynamickou komponentu.“