Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, выявило необычный и важный процесс, происходящий под Североамериканским континентом. Оказалось, что его древняя коренная порода медленно «просачивается» в мантию Земли. Это просачивание сформировало воронкообразную структуру, сосредоточенную под Средним Западом США, где древние породы постепенно втягиваются горизонтально, прежде чем погрузиться глубже.

Такая древняя порода называется кратоном. Кратоны — это старейшие и самые устойчивые участки континентов, существующие миллиарды лет и служащие их основой. В геологии насчитывается около 35 крупных кратонов по всему миру.

Однако «стабильность» не означает неизменность. Кратоны также подвергаются изменениям под воздействием мантийных плюмов — потоков горячего материала из глубины мантии, вызывающих локальное плавление и деформации земной коры. Например, Северо-Китайский кратон подвергался разрушению на протяжении миллионов лет и утратил свои глубокие корневые слои. Геологи давно подозревали, что подобные процессы могут происходить и под Северной Америкой.

В рамках более масштабного проекта команда под руководством Цзюньлина Хуа, автора нового исследования, создала сейсмическую томографическую модель для Северной Америки, использовав данные проекта EarthScope. Эта модель позволила получить новые сведения о процессах, происходящих в земной коре и мантии под континентом.

Ранее учёные изучали истончение кратонов, но обычно это происходило задним числом — спустя миллионы лет после изменений. Новое исследование впервые показало, что деформация происходит прямо сейчас, предоставляя уникальную возможность наблюдать этот процесс в реальном времени.

«Мы заметили, что под кратоном происходит что-то необычное. К счастью, у нас также появилась новая идея о причинах этого истончения», — отметил Хуа.

Исследователи предполагают, что основной фактор истончения североамериканского кратона — это субдукция плиты Фараллон, которая уже более 200 миллионов лет погружается под Северную Америку. Хотя раньше эта плита сыграла ключевую роль в формировании континента, её продолжающееся погружение обеспечивает постоянный поток магмы и выделение летучих веществ, постепенно ослабляющих основание кратона.

Хотя просачивание концентрируется в определённой области, влияние плиты Фараллон распространяется практически на весь кратон, охватывая большую часть США и Канады.

Тем не менее, учёные подчеркивают, что поводов для тревоги нет: континент не станет полым и никаких резких изменений ландшафта в ближайшее время не произойдёт. Более того, специалисты предполагают, что этот процесс может прекратиться, когда плита уйдёт глубже в мантию и её влияние на кратон ослабнет.

«Понимание таких процессов важно, если мы хотим узнать, как на протяжении времени эволюционировала наша планета», — говорит Беккер. — «Это помогает понять, как формируются, разрушаются и перерабатываются континенты».

Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.