Горный хребет Антарктиды возник более 500 миллионов лет назад

Вы когда-нибудь представляли, как выглядит Антарктида под толстым слоем льда? Под ним скрываются суровые горы, долины, холмы и равнины.

Некоторые вершины, такие как высокие Трансантарктические горы, возвышаются над льдом. Но другие, такие как таинственные и древние подледниковые горы Гамбурцева в центре Восточной Антарктиды, полностью скрыты.

Горный массив Гамбурцева по размерам и форме похож на Европейские Альпы. Но мы не можем их увидеть, поскольку высокие альпийские вершины и глубокие ледниковые долины погребены под километрами льда.

Как они образовались? Обычно горный массив поднимается в местах, где две тектонические плиты сталкиваются друг с другом. Но Восточная Антарктида была тектонически стабильной в течение миллионов лет.

Новое исследование, опубликованное в журнале Earth and Planetary Science Letters, раскрывает, как эта скрытая горная цепь возникла более 500 миллионов лет назад, когда в результате столкновения тектонических плит образовался суперконтинент Гондвана.

Выводы дают новое понимание того, как горы и континенты эволюционируют в течение геологического времени. Они также помогают объяснить, почему внутренняя часть Антарктиды оставалась чрезвычайно стабильной в течение сотен миллионов лет.

Скрытая тайна

Горный хребет Гамбурцева погребен под самой высокой точкой восточно-антарктического ледового щита. Он был впервые открыт советской экспедицией с помощью сейсмических методов в 1958 году.

Поскольку горный хребет полностью покрыт льдом, он является одним из наименее изученных тектонических объектов на Земле. Для ученых это большая загадка. Как мог образоваться такой массивный горный хребет и до сих пор сохраняться в центре древнего, стабильного континента?

Большинство крупных горных цепей обозначают места тектонических столкновений. Например, Гималаи до сих пор поднимаются, поскольку индийская и евразийская плиты продолжают сближаться, это процесс, который начался около 50 миллионов лет назад.

Модели тектоники плит предполагают, что земная кора, которая сейчас формирует Восточную Антарктиду, образовалась по меньшей мере из двух больших континентов более 700 миллионов лет назад. Эти континенты были разделены огромной океанической впадиной.

Столкновение этих материков было ключевым для рождения Гондваны, суперконтинента, включавшего то, что сейчас стало Африкой, Южной Америкой, Австралией, Индией и Антарктидой.

Новое исследование подтверждает гипотезу, что горы Гамбурцева впервые образовались во время этого древнего столкновения. Колоссальное столкновение континентов вызвало поток горячей, частично расплавленной породы глубоко под горами.

По мере того, как земная кора утолщалась и нагревалась во время образования гор, она в конце концов стала нестабильной и начала разрушаться под собственным весом.

Глубоко под поверхностью горячие породы начали течь в стороны, как зубная паста, выдавленная из тюбика, в процессе, известном как гравитационное распространение. Это вызвало частичное обрушение гор, но при этом сохранилась толстая «корневая» часть земной коры, которая простирается в мантию Земли.

Кристаллические капсулы времени

Чтобы составить хронологию этого драматического подъема и падения, мы проанализировали крошечные зерна циркона, найденные в песчаниках, образованных реками, которые текли из древних гор более 250 миллионов лет назад. Эти песчаники были извлечены из гор Принца Чарльза, которые выступают из льда на сотни километров.

Цирконы часто называют «капсулами времени», поскольку они содержат в своей кристаллической структуре минимальные количества урана, который распадается с известной скоростью, что позволяет ученым с большой точностью определить их возраст.

Эти зерна циркона хранят записи о хронологии формирования гор: горы Гамбурцева начали подниматься около 650 миллионов лет назад, достигли высоты Гималаев 580 миллионов лет назад и подверглись глубокому плавлению и течению земной коры, которое закончилось около 500 миллионов лет назад.

Большинство горных хребтов, образованных в результате столкновения континентов, со временем изнашиваются эрозией или меняют свою форму в результате более поздних тектонических событий. Благодаря тому, что они были сохранены глубоким слоем льда, подледниковые горы Гамбурцева являются одним из наиболее хорошо сохранившихся древних горных хребтов на Земле.

Хотя в настоящее время очень сложно и дорого пробурить толстый лед, чтобы взять пробы непосредственно из гор, эта модельная система предлагает новые прогнозы, которые могут стать ориентиром для будущих исследований.

Например, во время недавних полевых исследований вблизи ледника Денман на побережье Восточной Антарктиды были обнаружены скалы, которые могут быть связаны с этими древними горами. Дальнейший анализ этих образцов скал поможет реконструировать скрытую архитектуру Восточной Антарктиды.

Антарктида остается континентом, полным геологических сюрпризов, и тайны, погребенные под ее льдом, только начинают раскрываться.