Исследователь из Университета Вайоминга и его коллеги показали, что большая часть юго-запада Соединенных Штатов когда-то была обширным высокогорным плато, похожим на современный Тибет.
Эта работа имеет отношение к распределению природных ресурсов, таких как медь, и дает представление о формировании гор во время субдукции тектонических плит.
"Обычно мы думаем о юге Аризоны и прилегающих районах как о жарких, заросших кактусами пустынях с относительно низкими базовыми отметками, ниже 3000 футов", - говорит Джей Чепмен, доцент кафедры геологии и геофизики Университета Вашингтона..«Однако наши недавние исследования показывают, что в период от позднего мела до раннего палеогена (80-50 миллионов лет назад) этот регион мог иметь высоту более 10 000 футов и больше походить на Тибетское плато к северу от Гималаев. Горы или Альтиплано в Андах в Южной Америке."
Чепмен является ведущим автором статьи под названием «Геохимические доказательства орогенного плато на юге США и в северных мексиканских Кордильерах во время Ларамидского орогенеза», которая была опубликована в Интернете 22 ноября в журнале Geology. Печатная версия будет опубликована в феврале.
Рой Грейг, доктор философии. соавторами статьи являются студент факультета геолого-геофизических исследований Аризонского университета и Гордон Хаксель, научный сотрудник Геологической службы США из Флагстаффа, штат Аризона. Чепмен и его коллеги проанализировали химический состав магматических пород, чтобы определить, насколько толстой была земная кора в прошлом, а затем соотнесли толщину с высотой.
«Земная кора плавает в мантии точно так же, как айсберг плавает в воде, немного выступая над поверхностью», - говорит Чепмен. «Когда земная кора толще, высота гор и высота поверхности земли выше, точно так же, как высота айсберга, торчащего из воды, выше, если айсберг в целом больше».
Исследование показало, что толщина земной коры в южной Аризоне когда-то была почти 60 километров, что в два раза больше, чем сегодня, и сравнимо с толщиной земной коры в некоторых частях Гималаев.
«Пока формировались древние горы, магма вторглась в земную кору и образовала скалы, похожие на гранит», - говорит Чепмен. «Когда земная кора была действительно толстой, магмы испытывали сильное давление веса всех горных пород над ними, что вызывало характерные изменения в типах и химическом составе минералов, из которых образовались эти породы».
Один из интересных вопросов, поднятых в исследовании, заключается в том, как земная кора в южной Аризоне стала такой толстой в прошлом.
«Самый распространенный способ создать действительно толстую кору - это схождение или столкновение тектонических плит, что приводит к сильным землетрясениям и разломам, которые накладывают массивы горных пород друг на друга», - говорит он. «В южной Аризоне преобладает мнение, что в этом районе никогда не было достаточно разломов, чтобы образовалась толщина коры, которую мы наблюдаем. Это немного загадка, как образовалась такая толстая кора».
Адам Трзински, первокурсник доктора философии. студент Университета Вашингтона сейчас занимается этой проблемой и ищет древние разломы в южной части Аризоны, которые могли бы помочь объяснить, как толстая кора стала такой толстой. В дополнение к пониманию процессов тектонических плит, исследование может помочь объяснить, почему медь так богата в южной Аризоне.
«В нескольких предыдущих исследованиях была отмечена корреляция между крупными месторождениями медной руды и областями толстой коры», - говорит Чепмен.«Например, в Андах в Чили есть много медных рудников. Результаты этого исследования подтверждают эту взаимосвязь и могут помочь в разведке».
Колледж искусств и наук UW и Национальный научный фонд (NSF) финансировали исследование. Чепмен получил грант в размере 270 000 долларов от NSF в августе, чтобы продолжить свою работу.