Экология Жители Северной Америки могут вздохнуть спокойно: новые исследования подтверждают, что этот континент за последние 1,5 миллиарда лет очень мало пострадал от эрозии, и, скорее всего, тенденция будет сохраняться в последующий миллиард лет.
Хотя это заключение выглядит слишком простым, его было достаточно сложно сделать: ученые геологи давно подозревали, что старейшие области северо-американского ландшафта достаточно стабильны. Сегодня, используя набор геохимических маркеров, команда исследователей смогла узнать историю развития эрозионного процесса в этой части света за последние 2 миллиарда лет.
"Понимание и воспроизведение эрозийных процессов за последние миллиарды лет – это очень и очень сложная задача, - сказал Терренс Блэкберн (Terrence Blackburn), геохимик, руководитель исследований. – Именно поэтому до сегодняшнего дня этот вопрос был открытым для исследователей".
Бурное начало
Блэкберн и его коллеги собрали древние фрагменты пород, которые были извлечены из глубоких слоев континентальной коры – вулканические ксенолиты – в горном поясе на западе штата Монтана, части огромного северо-американского кратона. Кратоны – это одни из самых древних частей литосферы Земли, твердые внешние слои, которые включают кору планеты и часть верхней мантии. Исследователи искали геохимические маркеры – изотопы урана и свинца в ксенолитах, которые "записывают" изменения температур в породах за большой период времени.
Изменения температур очень важно, сообщил Блэкберн, потому что крупная эрозия может в реальности поменять температуру в слоях континентальной коры.
"Если потревожить материал между земной корой и мантией, часть пород окажется ближе к поверхности, а значит, будет быстрее остывать", - рассказывает Блэкберн. Восстановив изменение температуры пород во времени, команда ученых смогла оценить, какой была эрозия этого региона за последние 1,8 миллиарда лет.
За первые 300 миллионов лет жизни горного пояса, он рос и разрушался очень быстро. Но в последующие 1,5 миллиарда лет кора и мантия достигли изостатического равновесия, и регион перестал разрушаться за неимением дополнительной массы.
Эрозия на планете
Древняя континентальная кора в других частях света, например, Западный Африканский Кратон и Кратон Пилбара на западе Австралии, вероятнее всего, имеют подобную историю, считает Блэкберн.
Эти подвижные части литосферы содержат в некотором роде самые старые породы на планете и составляют стабильный центр всех континентов. Все они образовались из-за очень быстрого роста и эрозийных процессов на начальном этапе развития, когда относительно легкая континентальная кора оказалась выше более плотной и тяжелой мантии. Как только это произошло, кратоны зафиксировались, и эрозия практически прекратилась.
До настоящего времени ученые не могли точно ответить, когда же произошел переход от быстрой к медленной эрозии. "Важным открытием явилось то, что хотя континенты очень быстро меняются в самом начале развития гор, большая часть их жизни является стабильной и длится миллиарды лет", - подытожил Блэкберн.
