Mokslininkai: po Italija „atsiveria“ Žemės pluta

Giliai po mūsų kojomis Žemės gelmėse nuolat vyksta lėti procesai.

Žemynai susiduria. Tektoninių plokščių pakraščiai slenka vienas po kitu, grimzdami į mantiją. Kyla kalnai, atsiveria gilios įdubos, o visus šiuos procesus lydi nuolat vykstanti konvekcija – tokia lėta, kad žmogaus akiai pasaulis atrodo nepakitęs.

Mums, bandantiems iš paviršiaus geologijos atsekti po juo vis dar vykstančius procesus, tai šiek tiek primena bandymą atkurti visą filmą iš vieno kadro.

Vienas iš ypač gluminančių tokių „kadrų“ yra Apeninų kalnų grandinėje, sudarančioje Italijos pusiasalio stuburą.

Čia Žemės pluta išilgai kalnų grandinės yra tempiama ir traukiasi į skirtingas puses, nors tuo pat metu išoriniame jos pakraštyje vyksta suspaudimas. Kai kurios regiono dalys kyla, kitos – grimzta. Panašiai prieštaringą vaizdą rodo ir abiejose kalnų grandinės pusėse vykstantys žemės drebėjimai.

Dabar Florencijos universiteto geologas Stefano Tavani su kolegomis mano išsiaiškinę atsakymą: po Italija Žemės pluta „atsiveria“, todėl paviršiuje susidaro neįprasti geologiniai reiškiniai.

Šis procesas vadinamas delaminacija. Jo metu tankus apatinis Žemės plutos sluoksnis kartu su prie jo pritvirtinta litosfera atsiskiria nuo viršutinės plutos dalies ir grimzta į mantiją.

Pasak S.Tavani ir jo kolegų, po Apeninais šis procesas nevyksta visur vienu metu. Priešingai, kaip ir užtrauktuko atveju, jis turi vieną pradžios tašką, vadinamą vyriu, kuriame vyksta atsiskyrimas, o šis taškas po Italija pamažu juda Adrijos jūros pusėje esančios prieškalninės įdubos link.

Tačiau norint suprasti, kodėl šis procesas taip veikia Žemės paviršių, reikia atsukti „filmą“ atgal. Apeninų kalnų grandinė driekiasi maždaug 1 200 kilometrų per visą Italijos pusiasalį ir jau seniai kelia galvosūkius geologams.

Kaip ir daugelis kitų kalnų grandinių, Apeninai susiformavo tektoninėms plokštėms slenkant viena kitos link, per milijonus metų raukšlėjant ir storinant Žemės plutą bei formuojant aukštas viršukalnes.

Tačiau po Italija esanti tektoninė sistema ilgainiui nustojo veikti taip pat. Į mantiją grimztančiai uolienų plokštei pamažu traukiantis atgal, už augančios kalnų grandinės esanti Žemės pluta buvo tempiama ir pradėjo skilti, taip susiformavo Tirėnų jūra.

Dėl to Apeninai atsidūrė neįprastoje situacijoje. Nors išorinis kalnų grandinės pakraštys ir toliau buvo spaudžiamas, toliau nuo jo esanti Žemės pluta buvo tempiama ir skaidėsi.

„Paradoksas, kaip susiduriančiose kalnų juostose horizontali kompresija ir plėtimasis gali vykti vienu metu, tebėra viena iš pagrindinių ir iš esmės neišspręstų žemynų dinamikos problemų“, – šis prieštaravimas apibūdinamas 2006 m. žurnale „Annals of Geophysics“ paskelbtame straipsnyje.

Milijonus metų šie priešingi judėjimai buvo tos pačios tektoninės sistemos dalis. Maždaug prieš 10–2 mln. metų apie 100 kilometrų Žemės plutos susispaudimą centriniuose Apeninuose atitiko panašaus masto plėtimasis už jų esančiame Tirėnų regione.

Šis vienu metu vykstantis suspaudimas ir plėtimasis anksčiau buvo aiškinamas tektoninės plokštės slinkimu atgal – grimztančiai plokštei traukiantis, už kalnų grandinės esančią Žemės plutą tempė ir plėtė, nors toliau į rytus suspaudimas tęsėsi.

Tačiau maždaug prieš 2 mln. metų kažkas pasikeitė. Baigėsi pagrindinis plėtimosi etapas, kurio metu susiformavo Tirėnų jūra, o vėliau suspaudimas palei Apeninų pakraštį smarkiai sulėtėjo.

Vis dėlto paradoksali kalnų grandinės deformacija tęsėsi. Atrodė, kad po Žemės paviršiumi vyksta kažkas kita.

Siekdami tai išsiaiškinti, S. Tavani ir jo kolegos sujungė skirtingus duomenis apie kalnų grandinę – nuo kelis dešimtmečius rinktų žemės drebėjimų ir GPS matavimų iki palydovinių radarų stebėjimų bei Žemės plutos ir mantijos ribos žemėlapių. Ši riba neoficialiai vadinama Moho – tai trumpinys nuo Mohorovičičiaus discontinuumo.

Išryškėjo dėsningumas. Skirtingi deformacijos tipai, regis, buvo susitelkę aplink tą pačią giliai po Apeninais esančią struktūrą.

Daugiau kaip 500 kilometrų palei kalnų grandinę mokslininkai aptiko zoną, kurioje Tirėnų pusėje esanti Moho riba persidengia su Adrijos pusėje esančia Moho riba.

Jie šią tarsi dvigubą Žemės plutą aiškina kaip vietą, kurioje apatinė pluta atsiskiria – tai judantis „atsisegimo“ proceso frontas, panašus į vietą, kurioje lupant nuo paviršiaus juostą jos dalis pradeda atsiskirti.

Aplink šią zoną taip pat telkiasi žemės drebėjimai. Už šio fronto ir virš jo žemės drebėjimų mechanizmai dažniausiai rodo, kad Žemės pluta yra tempiama, o priešais jį – kad ji daugiausia suspaudžiama.

Panašią istoriją pasakoja ir GPS matavimai. Visoje kalnų juostoje mokslininkai nustatė maždaug 4 milimetrų per metus plėtimąsi, o ties išoriniu jos pakraščiu dalį šio judėjimo kompensuoja maždaug 2 milimetrų per metus suspaudimas.

Mokslininkai šią deformaciją apibūdina kaip „akordeono“ principą: kalnų juosta viduje plečiasi, o jos priekyje tuo pat metu vyksta suspaudimas.