Геологи раскрыли причины разрушения одного из старейших кратонов на планете.

В пределах кратонов не наблюдали изменений: они не подвержены вулканической и сейсмической активности, разломам или образованию горных пород. Более того, на протяжении всей геологической истории Земли эти мощные, глубокие блоки формировали суперконтиненты и «расползались» по поверхности, оставаясь при этом стабильными и холодными.

Тем не менее, один из древнейших оснований континентальной коры оказался подвержен разрушению. Об этом сообщила международная исследовательская группа в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, после анализа признаков истончения литосферы и значительной деформации Северо-Китайского кратона с начала мезозойской эры (за последние 200 миллионов лет).

Команда под руководством Шаофэна Лю (Shaofeng Liu) из Китайского университета геонаук изучила данные о движении мантии и литосферы с использованием компьютерного моделирования, а затем объединила их с обширным набором геологических, геохимических и геофизических данных. Это позволило исследователям понять, как процессы в глубинах Земли воздействуют на ее поверхностные структуры.

Для наглядного представления результатов команда создала видео, демонстрирующее динамику модели и ее последствия. Исследователи также объяснили механизм, через который субдукция (погружение одной литосферной плиты под другую) плоской океанической плиты Изанаги и ее последующее отступление могли привести к истончению и деформации кратона.

Команда разделила процесс деформации Северо-Китайского кратона на две ключевые фазы, которые происходили на протяжении нескольких десятков миллионов лет. Первая фаза привела к субдукции Изанаги под Евразийскую плиту, но вместо углубления в мантию, она выровнялась и начала двигаться параллельно континентальной плите. Это вызвало сокращение и утолщение литосферы, а также образование горного хребта Тайханьшань на северо-востоке КНР.

Затем Изанаги начала отступать (вторая фаза), продвигаясь глубже в обратном направлении. Это стало причиной растяжения литосферы и последующего ее истончения примерно на 26 процентов. Этот процесс также способствовал нагреву и эрозии основания кратона и сопровождался магматической активностью.

Геологи также зафиксировали несколько эпизодов растяжения земной коры, которые начались примерно 136 миллионов лет назад, но были прерваны сжатием в позднем меловом периоде (около 93-80 миллионов лет назад). После этого растяжение возобновилось и продолжается по сей день, способствуя разрушению кратона.

Таким образом, обе фазы и последующие процессы привели к значительным изменениям в топографии региона, которые отразились в осадочных бассейнах и на формировании новых геологических структур. Быстрое отступление плиты Изанаги наряду с изменениями, происходившими на глубине около 660 километров, сыграли ключевую роль в трансформации Северо-Китайского кратона.

Команда отметила, что разработанная ими модель соответствует эволюции поверхности и современной структуре литосферных плит. Полученные результаты также значительно расширяют знания ученых о динамике Земли и имеют практическое значение. Дело в том, что деформация литосферы влияет на формирование полезных ископаемых и может помочь в прогнозировании сейсмической активности.