Dziļi zem Zemes virsmas nepārtraukti norisinās ļoti lēni procesi, kas veido kontinentus, kalnus un ieplakas. Tektoniskās plātnes saduras, viena plātne slīd zem otras un iegrimst mantijā, bet konvekcijas kustības pārveido planētas iekšieni tādā tempā, ka cilvēka dzīves laikā pasaule šķiet nemainīga.
Šo dziļo procesu rekonstrukcija pēc virspusē redzamās ģeoloģijas ir līdzīga mēģinājumam atjaunot filmu pēc viena kadra. Īpaši sarežģītu “kadru” ģeologiem piedāvā Apenīni — aptuveni 1200 kilometru garā kalnu grēda, kas stiepjas gar Itālijas pussalu.
Pretrunīgās kustības vienā kalnu grēdā
Apenīnu apvidū Zemes garoza gar kalnu grēdu tiek stiepta, bet tās ārējā malā vienlaikus saspiesta. Daļa reģiona paceļas, cita daļa grimst, un zemestrīces abās kalnu grēdas pusēs liecina par atšķirīgiem deformācijas veidiem.
Apenīni sākotnēji izveidojās, tektoniskajām plātnēm miljoniem gadu spiežoties kopā un sabiezinot garozu. Vēlāk grimstošā plātne sāka atkāpties, un garoza aiz augošās kalnu grēdas tika izstiepta, atverot Tirēnu jūru. Tādējādi kalnu ārējā mala turpināja saspiesties, kamēr tālākais reģions aiz tās stiepās.
Aptuveni pirms 10 līdz 2 miljoniem gadu centrālajos Apenīnos ap 100 kilometru saīsināšanās tika līdzsvarota ar līdzīgu izplešanos Tirēnu reģionā. Iepriekš šo vienlaicīgo saspiešanos un stiepšanos skaidroja ar grimstošās plātnes atkāpšanos. Taču pirms aptuveni 2 miljoniem gadu Tirēnu jūru veidojošā izplešanās būtiski palēninājās, un samazinājās arī Apenīnu priekšējās malas saīsināšanās. Pretrunīgās deformācijas tomēr turpinājās.
“Rāvējslēdzēja” fronte zem Apenīniem
Stefano Tavani vadītā pētnieku grupa apvienoja gadu desmitiem vāktus zemestrīču un GPS mērījumus ar satelītu radara novērojumiem un datiem par robežu starp Zemes garozu un mantiju — tā dēvēto Moho jeb Mohorovičiča nepārtrauktību.
Dažādie dati norādīja uz vienu un to pašu dziļo struktūru. Vairāk nekā 500 kilometru garumā zem Apenīniem pētnieki konstatēja, ka Moho robeža Tirēnu jūras pusē pārklājas ar Moho robežu Adrijas puses reģionā. Viņi uzskata, ka šī dubultā garozas zona iezīmē vietu, kur garozas apakšējā daļa atdalās un sāk iegrimt mantijā.
Šo procesu sauc par delamināciju. Tā laikā blīvā apakšējā garoza kopā ar tai pievienoto litosfēru atdalās no virsējiem slāņiem un grimst mantijā. Zem Apenīniem atdalīšanās nenotiek visur vienlaikus. Tai ir viena fronte jeb “eņģe”, kur notiek lobīšanās, un šī fronte lēnām pārvietojas Adrijas priekšzemes virzienā — līdzīgi vietai, kur, atraujot līmlenti, no virsmas paceļas tās mala.
Zemestrīces koncentrējas ap šo struktūru. Aiz tās un virs tās zemestrīču mehānismi galvenokārt liecina par garozas stiepšanos, bet frontes priekšā — par saspiešanos. GPS mērījumi rāda aptuveni 4 milimetru izplešanos gadā pāri kalnu joslai, savukārt tās ārējā malā daļu šīs kustības līdzsvaro aptuveni 2 milimetru saīsināšanās gadā. Pētnieki šo modeli raksturo kā “akordeonam līdzīgu” deformāciju.
Delaminācija var izskaidrot, kāpēc šīs kustības turpinās arī pēc galvenās Tirēnu jūras atvēršanās fāzes beigām. Pirms atdalīšanās frontei apakšējā garoza un litosfēras mantija joprojām ir savienotas ar grimstošo plātni, kas velk garozu lejup. Kad fronte pārvietojas tālāk un apakšējie slāņi atlūzt, šī slodze zūd. Atlikusī garoza var iztaisnoties un pacelties, bet frontes priekšā vēl pievienotā garoza tiek saspiesta un nosēžas.
Pētnieki uzsver, ka piedāvātais modelis ir vienkāršots un neatbild uz visiem jautājumiem par plātnes precīzo uzbūvi zem Apenīniem. Lai izprastu mantijas un garozas deformāciju pilno sarežģītību, būs vajadzīgi detalizētāki modeļi. Tomēr pētījums sniedz retu, ar ģeodēziskiem datiem pamatotu piemēru tam, kā delaminācijas fronte pārvietojas reāllaikā. Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā Communications Earth & Environment.
Zinātne
Zinātne
Zinātne
Zinātne