Кратоны – это устойчивые, внутренние области континентальной коры. Они являются основой всех современных континентов. До недавнего времени предполагалось, что кратоны не подвергались изменениям на протяжении миллиардов лет, однако международная группа геологов обнаружила свидетельства разрушения, деформации и истончения Северо-Китайского кратона.
В пределах кратонов не отмечалось изменений, поскольку они не подвержены вулканической и сейсмической активности, образованию разломов или горных пород. Более того, в течение всей геологической истории Земли эти крупные, глубоко залегающие блоки формировали суперконтиненты и перемещались по поверхности, сохраняя при этом стабильность и низкую температуру.
Несмотря на то, что это один из древнейших слоев континентальной коры, он оказался подвержен разрушению. Об этом сообщает международная исследовательская группа сообщила в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, после анализа признаков ослабления литосферы и существенной деформации Северо-Китайского кратона, начиная с мезозойской эры (за последние 200 миллионов лет).
Команда под руководством Шаофэна Лю (Shaofeng Liu) группа исследователей из Китайского университета геонаук провела анализ данных о движении мантии и литосферы, используя компьютерное моделирование. Полученные результаты были сопоставлены с обширным набором геологических, геохимических и геофизических данных. Такой подход позволил ученым выявить взаимосвязь между процессами, происходящими в недрах Земли, и формированием ее поверхности.
Для наглядного представления результатов команда сделала видео, иллюстрирующее динамику модели и ее последствия. Ученые также описали, как субдукция – процесс погружения одной литосферной плиты под другую, в данном случае плоской океанической плиты Изанаги, и последующее ее отступление, могли вызвать истончение и деформацию кратона.
В процессе деформации Северо-Китайского кратона исследователи выделили две основные фазы, занимавшие десятки миллионов лет. Первая фаза была связана с субдукцией плиты Изанаги под Евразийскую плиту. Вместо погружения вглубь мантии, плита Изанаги выровнялась и начала двигаться параллельно континентальной плите. Это вызвало сжатие и утолщение литосферы, что в конечном итоге привело к формированию горного хребта Тайханьшань в северо-восточной части КНР.
Изанаги начала отступать (вторая фаза), углубляясь в обратном направлении. Это привело к растяжению литосферы и ее последующему истончению, составившему около 26 процентов. Этот процесс также вызвал нагрев и эрозию основания кратона и сопровождался магматической активностью.
Геологи зафиксировали несколько случаев растяжения земной коры, начавшихся около 136 миллионов лет назад. Эти процессы были остановлены сжатием в позднем меловом периоде (примерно 93-80 миллионов лет назад). Затем растяжение вновь стало активным и продолжается на протяжении всего времени, приводя к разрушению кратона.
В результате этих фаз и последующих процессов топография региона претерпела существенные изменения, что нашло отражение в осадочных бассейнах и привело к формированию новых геологических структур. Отступление плиты Изанаги, а также процессы, происходившие на глубине около 660 километров, сыграли решающую роль в трансформации Северо-Китайского кратона.
Разработанная командами модель, согласно их оценке, соответствует изменениям, происходящим на поверхности, и современной структуре литосферных плит. Результаты исследования существенно обогащают научное понимание динамики Земли и обладают практической ценностью. Это обусловлено тем, что деформация литосферы оказывает влияние на образование месторождений полезных ископаемых и может быть использована для прогнозирования сейсмической активности.