Гігантське виверження у кальдері Лаука на півночі Чилі 21,9 мільйона років тому накрило цілий регіон товстою ковдрою вулканічних порід. Як повідомляє SciTechDaily, цей «природний саркофаг» зберіг форму давнього рельєфу й дав змогу вченим відтворити, як повільно зростали Анди в цьому районі.
Новий аналіз показав, що перед виверженням тут простягалися м’яко хвилясті передгір’я, а не круті високогірні схили. З цього дослідники оцінили, що породи в цій частині Анд піднімалися зі швидкістю не більш як 0,26 кілометра за мільйон років — це приблизно 2,5 сантиметра, або один дюйм, за століття.
Повільне й рівномірне зростання гір
Автори роботи, опублікованої в журналі Science Advances, підкреслюють, що такі темпи значно менші, ніж у багатьох активних гірських системах. Наприклад, у деяких районах Гімалаїв швидкість підняття порід і ерозії сягає кількох міліметрів або навіть сантиметрів на рік.
За словами провідного автора дослідження, доктора Байрона Адамса (Byron A. Adams) з кафедри наук про Землю Університетського коледжу Лондона, їхній підхід дає змогу оцінювати швидкість росту гір за дуже тривалі проміжки часу, а не лише за окремі «миттєві» інтервали, як це роблять традиційні методи з використанням хімічних «годинників» у породах.
Отримані результати вписуються у гіпотезу «повільного, але сталого» підняття Анд протягом десятків мільйонів років. Це суперечить альтернативній ідеї, що гори дуже довго залишалися низькими, а потім «підскочили» в останні 6–10 мільйонів років.
«Помпеї» для цілої гірської країни
Ключем до реконструкції минулого став гігантський шар пірокластичних відкладів — ігнімбрит, який утворився під час виверження Лауки. Ці гарячі суміші попелу, уламків порід і газів розтікалися по схилах, накриваючи всю місцевість, подібно до того, як виверження Везувію поховало Помпеї, але в незрівнянно більших масштабах.
Ігнімбрит Лауки вкрив площу, що приблизно в шість разів перевищує розміри столиці Чилі Сантьяго, і майже втричі більшу за Велику Лондонську агломерацію. У деяких місцях його товщина сягала кілометра.
Хоча геологи не можуть фізично дістатися до похованого рельєфу, сама форма цієї «ковдри» дає обмеження на те, яким був давній ландшафт. Команда використала знання про те, як річки розрізають і моделюють гірські масиви, щоб за непрямими ознаками відновити приховані під уламковими породами форми поверхні.
Сотні віртуальних ландшафтів
Дослідники створили сотні моделей можливих давніх рельєфів, керуючись законами того, як річки формують гори. Кожен варіант перевіряли: чи може він «поміститися» під реальним шаром ігнімбриту, враховуючи його поточну поверхню.
З’ясувалося, що умові відповідають лише варіанти з відносно невеликими перепадами висот. Якби підняття порід було швидшим, схили стали б крутішими, і така поверхня вже не узгоджувалася б із формою вулканічного покриву. Так моделювання дозволило встановити верхню межу швидкості тектонічного підняття.
Оцінка, отримана цим методом, добре узгоджується з попередніми даними за мінералами, які «записали» зміни температури за останні 50 мільйонів років. Ці мінеральні «літописи» показують охолодження порід у міру їхнього повільного підняття крізь земну кору, даючи незалежний спосіб відстежити історію формування Анд.
Клімат і нові можливості для геологів
Співавторка роботи, докторка Франсіс Купер (Frances J. Cooper), також з Університетського коледжу Лондона, наголошує, що Анди сильно впливають як на регіональний, так і на глобальний клімат. Тому відновлення історії їхнього росту важливе для розуміння довготривалих змін кліматичної системи Землі.
Дослідники вважають особливо цінним те, що їхній підхід можна застосувати й до інших великих вулканічних покривів у світі. Подібні ігнімбрити, які колись поховали цілі ландшафти, можуть приховувати важливі підказки про минуле гірських систем, збережені в деталях їхньої форми навіть через десятки мільйонів років.