Csöpög a földkéreg az Andok alatt

Ahogy a méz is lecseppen a kanálról, úgy a földkéregből is darabok „cseppennek” a földköpeny képlékeny részébe, néhány millió év alatt. A Torontói Egyetem ismertette azt a kutatást, amelynek eredményét a Communications Earth & Environment folyóirat közölte.

A litoszféra, vagyis a kéreg és a köpeny szilárd része kis darabokban leválva jelentős felszíni nyomokat is hagy maga után, például medencék jönnek így létre, vagy meggyűrődik a kéreg, illetve a magassági szintek válnak szabálytalanná.

Bár maga az elmélet viszonylag új, de már számos olyan helyet azonosítottak, ahol így „csöpög” a kéreg, például a Közép-Anatóliai Fennsík alatt, vagy az USA Nagy-medencéje (Nevada, Colorado) területe alatt. A torontói kutatók vezette csoport most azt tudta bebizonyítani, hogy az Andok egyes részei hasonló módon jöttek létre.

A litoszféra cseppenése valószínűleg két fontos tektonikai eseményért is felel az Andok középső régiójában, egyrészt a felszín domborzatának néhány száz kilométeres eltolódásáért, másrészt a felszíni kéreg töredezettségéért és megnyúlásáért. A feltárt részletek a lemeztektonika egy új folyamatát mutatták be, amelynek nemcsak a Földön, hanem más, a miénkhez hasonló tektonikával nem rendelkező kőzetbolygókon is lehet jelentősége.

No de mi is történik amikor a kéreg alja megvastagodik és elnehezül, majd lassan a köpenybe süllyed, ahol egy bizonyos hőmérsékletre felmelegszik. A felszínen ezzel párhuzamosan először egy medence alakul ki, majd, amikor a mélyben a csepp lecseppent, s így a kérget lefelé húzó erő megszűnt, a kéreg visszacsapódik, felbuggyan egy több száz kilométeres területen.

Bár az Andok középső részének kiemelkedését a Nazca-lemez alábukása indította be, a legfrissebb adatok szerint ez a növekedés nem egy egyenletesen zajló folyamat volt, hanem kisebb rohamszerű szakaszokban történt. A régió két nagy felföldje, a Puna (a kecsua szó jelentése hideg, szeles fennsík) és az Altiplano is medencékre, mint pl. az Arizaro vagy az ismertebb Atacama, illetve elkülönült vulkáni központokra osztható. A geológiai nyomok azt mutatják, hogy a két felföld kialakulása eltért mind időben, mind folyamatában. E jelek számos, nem a nagy lemezhatárokhoz, hanem helyi dinamikai folyamatokhoz köthető eseményre mutatnak rá.

A kutatók modellezték az Andok központi részén lejátszódott folyamatokat, hogy így igyekezzenek bizonyítani a litoszféra cseppenéseinek hatását. Mivel sok millió év és sok száz kilométernyi terület várt modellezésre, ezért különös módszerhez folyamodtak: egyenletes szemcseméretű homok, agyag és PDMS (egy szilikon alapú polimer) képviselték a Föld egyes rétegeit, a PDMS képviselte a földköpenyt.

A milliméter törtrészéig pontos, három dimenziós modellben azután megvizsgálták, mi is zajlik, amikor a kéreg alja lecseppen a köpenybe.

Az egész modell egy plexi tartályban volt, s számtalan kamera figyelte és rögzítette az eseményeket, percenkénti felvételekkel, amelyekből később a lassú folyamatot bemutató timelapse videó készült. Ezen megfigyelhetőek voltak mind a lecseppenés, mind a vele járó felszínváltozás részletei. A kutatók a modell eredményeit azután összehasonlították az Andokban látható felszíni jelekkel, s például az Arizaro-medence esetében a magasság változásaiban igen nagy fokú egyezést találtak. További egyezéseket mutattak a kéreg redői, a magassági változások, és a medencék kialakulása is.

A kutatók szerint az eredményeikkel tisztázni lehet a köpeny és a kéreg dinamikai folyamatai közti kapcsolatot, s arra is rávilágítottak a kísérletek, hogy jóval folyadékszerűbben viselkedhet a litoszféra, mint eddig hitték.