Как река заставила горы расступиться: тайна глубинных процессов Земли

Река Грин-Ривер, крупнейший приток Колорадо, давно ставила ученых в тупик своим необычным маршрутом. Казалось, что миллионы лет назад она словно "пошла против гравитации", прорезав горный хребет вместо того, чтобы обойти его. Геологи теперь считают, что нашли объяснение этому феномену, связанное с процессами, происходящими глубоко под земной корой. Новые выводы помогают по-новому взглянуть на формирование ландшафтов. Об этом сообщает Рlanet Тoday.

Загадочный путь реки через горы

Грин-Ривер берет начало в Вайоминге и впадает в реку Колорадо на территории национального парка Каньонлендс в Юте. Однако примерно 8 миллионов лет назад река неожиданно начала прокладывать себе дорогу прямо через горы Уинта, высота которых достигает 4000 метров.

Такое поведение реки выглядело странно, ведь сам горный хребет существует около 50 миллионов лет. Получалось, что поток появился значительно позже, но все же сумел разрезать уже сформированные горы.

"Это такой странный путь", — сказал ведущий автор исследования Адам Смит из Университета Глазго в Великобритании.

По словам ученого, данные датирования показывают, что река могла окончательно закрепиться в этом русле всего 8, а возможно даже 2 миллиона лет назад.

Почему прежние теории не работали

Особенно впечатляющим примером работы реки стал каньон Лодор, где Грин-Ривер выточила ущелье со стенами высотой до 700 метров. Ранее существовали две основные гипотезы, пытавшиеся объяснить этот маршрут, но обе вызывали сомнения.

Первая предполагала, что соседняя река Ямпа прорезала путь на север и создала русло для Грин-Ривер. Однако Ямпа слишком мала, чтобы обладать такой разрушительной силой.

"Если бы это было правдоподобно, то можно было бы ожидать гигантских каньонов, проходящих через все горные хребты, но это не так", — сказал Смит.

Вторая теория говорила о том, что накопленные отложения подняли уровень воды, и река перелилась через горы. Но высота отложений оказалась недостаточной, чтобы объяснить масштаб каньона Лодор.

Литосферная "капля" как ключ к разгадке

Авторы нового исследования предложили иной механизм: горы Уинта могли временно опуститься, позволив реке пройти через них. Этот процесс связан с явлением, которое называют литосферным каплеобразованием.

Литосферные капли возникают под горными хребтами, когда из-за высокого давления формируются плотные минералы, такие как гранат. Со временем они собираются в тяжелый сгусток, который начинает "стекать" в мантию, увлекая горы вниз и уменьшая их высоту — подобно тому, как в недрах Земли идут сложные процессы перестройки.

Когда такая капля окончательно отделяется, происходит эффект отскока: поверхность снова поднимается, формируя современный рельеф.

Смит и его коллеги смоделировали процессы в районе Уинта и обнаружили характерный "мишенеобразный" рисунок поднятия земной поверхности — типичный признак литосферного каплеобразования. Кроме того, они изучили данные сейсмической томографии и нашли на глубине около 200 километров под горами плотный сгусток, похожий на древнюю литосферную каплю — так же, как это происходит, когда геологи обнаружили раскол плюма под Гавайями.

Расчеты показали, что капля могла отделиться от основания гор 2-5 миллионов лет назад. Это совпадает с периодом, когда река Грин-Ривер начала прорываться через хребет.

Почему это важно для науки

Ученые отмечают, что подобные процессы могут происходить в разных горных системах мира, включая Анды. Новый подход позволяет связать изменения на поверхности Земли с динамикой глубинных слоев планеты.

Митчелл Макмиллан из Технологического института Джорджии также назвал объяснение правдоподобным.

"Самый захватывающий аспект этого исследования заключается в том, что оно использует данные о поверхности Земли для понимания процессов в мантии", — поясняет Макмиллан.

Таким образом, загадка необычного маршрута Грин-Ривер может оказаться связанной не с "упрямством" реки, а с тем, что сами горы на время стали ниже, открыв воде путь через хребет.