Новый анализ топографии центральных Анд показывает, что поднятие второго по высоте континентального плато Земли частично было вызвано огромной зоной расплавленной породы в земной коре, известной как магматическое тело.
Плато Альтиплано-Пуна - это высокий сухой регион в центральных Андах, который включает в себя части Аргентины, Боливии и Чили, с обширными равнинами, перемежающимися впечатляющими вулканами. В исследовании, опубликованном 25 октября в Nature Communications, исследователи использовали данные дистанционного зондирования и методы топографического моделирования, чтобы выявить огромный купол на плато.
Около 1 километра (3 300 футов) в высоту и сотни миль в поперечнике, купол находится прямо над самым большим активным магматическим телом на Земле. По словам Ноя Финнегана, доцента кафедры наук о Земле и планет Калифорнийского университета в Санта-Крузе и старшего автора статьи, поднятие купола является результатом утолщения коры из-за инжекции магмы снизу.
«Купол - это реакция Земли на то, что этот огромный магматический очаг с низкой плотностью закачивается в земную кору», - сказал Финнеган.
Поднятие купола составляет примерно одну пятую высоты центральных Анд, сказал первый автор Джонатан Перкинс, который руководил исследованием в качестве аспиранта Калифорнийского университета в Санта-Круз, а сейчас работает в Геологической службе США. в Менло-Парке, Калифорния.
«Это большая часть эволюции Анд, которая ранее не оценивалась количественно», - сказал Перкинс.
Другие силы, поднимающие Анды, являются тектоническими, возникающими в результате того, что Южноамериканская континентальная плита подавляет океаническую плиту Наска. Зона субдукции, где плита Наска погружается под западную окраину Южной Америки, является источником магмы, поступающей в кору и питающей вулканическую активность в регионе. Вода, высвобождаемая из погружающейся плиты океанической коры, изменяет температуру плавления вышележащего клина мантийной породы, заставляя его плавиться и подниматься в преобладающую плиту.
Перкинс и Финнеган работали с исследователями из Университета Аризоны, которые использовали сейсмическую визуализацию, чтобы выявить поразительные размеры и протяженность магматического тела Альтиплано-Пуна в статье, опубликованной в 2014 году. В этом исследовании была обнаружена огромная зона расплавленного материал толщиной около 11 километров и диаметром 200 километров, что намного больше, чем предыдущие оценки.
«Люди знали о магматическом теле, но его количество не было точно определено», - сказал Перкинс. «В новом исследовании мы смогли показать тесную пространственную связь между этим магматическим телом и этим большим куполом высотой в километр».
Основываясь на топографическом анализе и моделировании, исследователи рассчитали количество расплавленного материала в магматическом теле, получив оценку, близкую к предыдущей расчетной сейсмической визуализации. «Это обеспечивает прямую и независимую проверку размера и протяженности магматического тела», - сказал Финнеган. «Это показывает, что вы можете использовать топографию, чтобы узнать о глубинных процессах в земной коре, которые трудно поддаются количественной оценке, например, о скорости производства расплава и о том, сколько магмы было закачано в земную кору снизу».
Вулканический комплекс Альтиплано-Пуна был одним из самых вулканически активных мест на Земле, начиная примерно 10 миллионов лет назад, когда несколько супервулканов вызвали массивные извержения и создали большой комплекс обрушившихся кальдер в регионе. Хотя крупных извержений не происходило в течение нескольких тысяч лет, в регионе все еще есть действующие вулканы и геотермальная активность. Кроме того, спутниковые исследования деформации поверхности с 1990-х годов показали, что в нескольких местах продолжает происходить относительно быстрое поднятие поверхности. У вулкана Утурунджу, расположенного прямо в центре купола, подъем составляет около 1 сантиметра (менее половины дюйма) в год.
«Мы думаем, что продолжающееся поднятие связано с телом магмы», - сказал Перкинс. «Присяжные все еще не знают, что именно вызвало это, но мы не думаем, что это связано с супервулканом».
Рост земной коры под плато Альтиплано-Пуна, вызванный вторжением магмы снизу, является фундаментальным процессом в строительстве континентов. «Это дает нам представление о фабрике, где производятся континенты», - сказал Перкинс. «Эти большие магматические системы формируются в периоды, называемые магматическими вспышками, когда в земную кору попадает большое количество расплава. Это аналогично процессу, создавшему Сьерра-Неваду 90 миллионов лет назад, но мы наблюдаем это сейчас в режиме реального времени».
Помимо Перкинса и Финнегана, соавторами статьи являются Кевин Уорд, Джордж Зандт и Сьюзен Бек из Аризонского университета и Шанака де Сильва из Орегонского государственного университета. Это исследование финансировалось Национальным научным фондом.