KansainvÀlinen tiimi on tunnistanut uudenlaisen mekanismin: "pisaroita" kiveÀ irtoaa maapallon kuoresta ja syöksyy vaippaan. TÀmÀ löytö valaisee mantereiden dynamiikkaa laajoilla aikaskaalalla.
Tuntematon geologinen prosessi
Kratonit, nÀmÀ useita miljardeja vuosia vanhat mannerkappaleet, muodostavat mantereiden jÀykÀn rungon. Niiden poikkeuksellinen vakaus mahdollistaa niiden kestÀvÀn geologisia aikakausien aikana tapahtuvia tektonisia liikkeitÀ. Kuitenkin Yhdysvaltojen Midwestin alla seismiset tiedot paljastavat epÀnormaalin ohenemisen pohjoisamerikkalaisen kratonin perustassa, mikÀ viittaa syvÀÀn hÀiriöön.
Tutkimuksen kuva, joka nÀyttÀÀ kalliopisaroita cratonin alla uppoamassa vaippaan. Tutkijat esittÀvÀt hypoteesin, ettÀ nÀmÀ virtaukset johtuvat Farallon-levyn jÀÀnnöksistÀ, jotka uppoavat cratonin alle. Kuva: Hua et al., Nature Geoscience.
"Pisara" kuvaa tarkkaa fysikaalista ilmiötÀ: lÀmmön ja mekaanisten rasitusten vaikutuksesta kratonin perusta pehmenee ja muodostaa pullistumia, jotka lopulta irtoavat oman painonsa vuoksi. TÀmÀ prosessi muistuttaa viskoosisten materiaalien, kuten hunajan, kÀyttÀytymistÀ, joka valuu tippa kerrallaan, mutta satojen kilometrien mittakaavassa ja miljoonien vuosien aikana.
Toisin kuin vanhat tapahtumat, kuten Pohjois-Kiinan kratonin tuhoutuminen, tÀmÀ ilmiö on havaittavissa suoraan nykyaikaisten tekniikoiden avulla. Tutkijat ovat pystyneet mittaamaan, ettÀ tÀmÀ sisÀinen eroosio, vaikka hidas, muuttaa pysyvÀsti mantereen rakennetta. NÀmÀ havainnot tarjoavat ainutlaatuisen mahdollisuuden ymmÀrtÀÀ, miten mantereet kehittyvÀt erittÀin pitkÀllÀ aikavÀlillÀ.
Vanhan merilevyn keskeinen rooli
Farallon-levy, joka katosi noin 200 miljoonaa vuotta sitten, jatkaa yllÀttÀvÀÀ vaikutustaan Pohjois-Amerikan geologiaan. Vaikka se on lÀhes tÀysin alistettu, sen jÀÀnteet, jotka ovat 600 kilometrin syvyydessÀ, hÀiritsevÀt kratonin alla olevia vaippavirtoja. TÀmÀ ilmiö luo leikkausvoimia, jotka heikentÀvÀt vÀhitellen lithosfÀÀrin perustaa.
NÀmÀ levyn jÀÀnteiden ja kratonin vÀliset vuorovaikutukset toimivat nÀkymÀttömÀn eroosiomekanismina. Mallinnukset osoittavat, ettÀ levy vaikuttaa kahdella tavalla: ohjaamalla kuumia vaippavirtoja ja vapauttamalla nesteitÀ, jotka kemiallisesti muokkaavat kiviÀ. NÀmÀ yhdistetyt prosessit selittÀvÀt sismologiassa havaittujen "pisaroiden" muodostumista.
TÀmÀ löytö luo suoran yhteyden vanhojen tektonisten tapahtumien ja nykyisten mantereiden kehityksen vÀlille. Tutkijat ovat voineet vahvistaa tÀmÀn hypoteesin vertaamalla malleja, joissa on ja joissa ei ole Farallon-levyÀ - pisaroita esiintyy vain ensimmÀisessÀ tapauksessa. LisÀtodisteita saadaan Kentuckyyn liittyvistÀ geologisista muodostelmista, joiden alku selittyy nyt tÀmÀn ilmiön kautta.