Вы когда-нибудь представляли, как выглядит Антарктида под ее толстым ледяным покровом? Под ним скрываются скалистые горы, долины, холмы и равнины.
Некоторые вершины, такие как возвышающиеся Трансантарктические горы, поднимаются над льдом. Но другие, такие как таинственные и древние подледные горы Гамбурцева в центре Восточной Антарктиды, полностью погребены.
Горы Гамбурцева по масштабу и форме похожи на Европейские Альпы. Но мы не можем их видеть, потому что высокие альпийские вершины и глубокие ледниковые долины погребены под километрами льда.
Как они появились? Обычно горный хребет возникает в местах столкновения двух тектонических плит. Но Восточная Антарктида тектонически стабильна на протяжении миллионов лет.
Наше новое исследование, опубликованное в Earth and Planetary Science Letters, показывает, как этот скрытый горный хребет возник более 500 миллионов лет назад, когда суперконтинент Гондвана образовался в результате столкновения тектонических плит.
Наши выводы дают новое представление о том, как горы и континенты эволюционируют в геологическом времени. Они также помогают объяснить, почему внутренняя часть Антарктиды оставалась удивительно стабильной на протяжении сотен миллионов лет.
Погребенная тайна
Горы Гамбурцева погребены под самой высокой точкой Восточно-Антарктического ледникового щита. Впервые они были обнаружены советской экспедицией с использованием сейсмических методов в 1958 году.
Поскольку горный хребет полностью покрыт льдом, это одна из наименее изученных тектонических особенностей на Земле. Для ученых это глубокая загадка. Как такой массивный горный хребет мог образоваться и сохраниться в сердце древнего, стабильного континента?
Большинство крупных горных цепей отмечают места тектонических столкновений. Например, Гималаи до сих пор растут, поскольку Индийская и Евразийская плиты продолжают сближаться, процесс, начавшийся около 50 миллионов лет назад.
Модели тектоники плит предполагают, что кора, образующая сейчас Восточную Антарктиду, произошла от по крайней мере двух крупных континентов более 700 миллионов лет назад. Эти континенты раньше были разделены обширным океаническим бассейном. Столкновение этих массивов суши было ключом к рождению Гондваны, суперконтинента, который включал то, что сейчас является Африкой, Южной Америкой, Австралией, Индией и Антарктидой.
Наше новое исследование подтверждает идею о том, что горы Гамбурцева впервые образовались во время этого древнего столкновения. Колоссальное столкновение континентов вызвало поток горячей, частично расплавленной породы глубоко под горами.
По мере того, как кора утолщалась и нагревалась во время горообразования, она в конечном итоге становилась нестабильной и начинала разрушаться под собственным весом.
Глубоко под поверхностью горячие породы начали течь вбок, как зубная паста, выдавливаемая из тюбика, в процессе, известном как гравитационное растекание. Это привело к частичному разрушению гор, при этом сохранился толстый коровый "корень", который простирается в мантию Земли под ними. Кристаллические капсулы времени
Чтобы восстановить хронологию этого драматического подъема и падения, мы проанализировали крошечные зерна циркона, найденные в песчаниках, отложенных реками, текущими с древних гор более 250 миллионов лет назад. Эти песчаники были извлечены из гор Принс-Чарльз, которые выступают изо льда в сотнях километров.
Цирконы часто называют "капсулами времени", потому что они содержат ничтожные количества урана в своей кристаллической структуре, который распадается с известной скоростью и позволяет ученым определять их возраст с большой точностью.
Эти зерна циркона сохраняют запись хронологии горообразования: горы Гамбурцева начали подниматься около 650 миллионов лет назад, достигли гималайских высот к 580 миллионам лет назад и испытали глубокое плавление коры и течение, которое закончилось около 500 миллионов лет назад.
Большинство горных хребтов, образованных в результате столкновений континентов, в конечном итоге разрушаются эрозией или переформировываются более поздними тектоническими событиями. Поскольку они были сохранены глубоким слоем льда,"""Подледные горы Гамбурцева являются одним из наиболее хорошо сохранившихся древних горных поясов на Земле.
Хотя в настоящее время очень сложно и дорого бурить сквозь толстый лед, чтобы взять образцы непосредственно с гор, наша модель предлагает новые прогнозы для будущих исследований. Например, недавние полевые работы вблизи ледника Денмана на побережье Восточной Антарктиды обнаружили породы, которые могут быть связаны с этими древними горами. Дальнейший анализ этих образцов пород поможет восстановить скрытую архитектуру Восточной Антарктиды.
Антарктида остается континентом, полным геологических сюрпризов, и тайны, погребенные под ее льдом, только начинают раскрываться.The Conversation
Жаклин Халпин, доцент геологии, Университет Тасмании и Натан Р. Дачко, профессор наук о Земле, Университет Маккуори
