Апенините от години представляват загадка за геолозите: как е възможно един планински пояс едновременно да се разтяга и да се свива?

Сега учени предлагат ново обяснение, свързано с процеси, случващи се дълбоко под Италия.

Дълбоко под италианския полуостров може би протича необичаен геоложки процес, който учените сравняват с „разслояване“ на земната кора.

Според тях долните ѝ слоеве постепенно се отделят и потъват в мантията, като фронтът на този процес бавно се измества под Апенините, пише Science Alert.

До този извод е стигнал екип от геолози, ръководен от Стефано Тавани от Флорентинския университет.

Изследователите смятат, че техният модел може да обясни дългогодишната мистерия на Апенините: защо земната кора в рамките на една и съща планинска верига едновременно се разтяга и се свива.

Какво се случва под Италия

Апенинските планини се простират на около 1200 км по дължината на Апенинския полуостров.

Подобно на много други планински системи, те са се образували в резултат на взаимодействието на тектонски плочи.

В продължение на милиони години движението на плочите е свивало и удебелявало земната кора, което е довело до образуването на планините.

Геоложките процеси в този регион обаче се оказват по-сложни.

По протежение на външната част на Апенините кората е подложена на компресия, докато по-навътре в планинския пояс тя, напротив, се разтяга.

Някои участъци от повърхността се издигат, докато други потъват.

В миналото едновременното свиване и разтягане се е свързвало предимно с така нареченото „отдръпване на плочата“.

Потъващата в мантията плоча постепенно се е отдръпвала, което е допринасяло за разтягането на кората зад планинския фронт. Именно този процес е свързан с отварянето на Тиренско море.

Преди около 10 до 2 милиона години свиване от около 100 км в централните Апенини е било съпътствано от приблизително същото разширение в Тиренския регион зад тях.

Преди около 2 милиона години обаче ситуацията се променя. Основният етап на разширение, свързан с формирането на Тиренско море, приключва, а свиването по фронта на Апенините впоследствие значително се забавя.

Въпреки това противоречивата деформация на планинския пояс не спира. Именно затова учените започват да търсят друг механизъм, който би могъл да обясни съвременните процеси.

Земната кора може да се „разкопчава“

Тавани и неговите колеги предполагат, че ключова роля играе процес, наречен деламинация (разслояване).

По време на този процес плътната долна част на земната кора и свързаната с нея литосфера се отделят от по-горната кора и потъват в мантията.

Според изследователите под Апенините това не се случва едновременно по цялата планинска верига.

Съществува своеобразен подвижен фронт, или „панта“, където долните слоеве се отделят. Той постепенно се движи под Италия в посока към Адриатическото крайбрежие.

Именно този механизъм учените образно сравняват с разкопчаване на цип или отлепване на тиксо от повърхност.

За да проверят хипотезата си, екипът обединява данни, получени чрез различни методи.

Учените анализират десетилетия наблюдения на земетресения, GPS измервания, сателитни радарни данни, както и карти на границата между земната кора и мантията – така наречената граница на Мохоровичич, или Мохо.

Резултатите показват обща закономерност: различните прояви на деформация са концентрирани около една и съща структура дълбоко под Апенините.

Какво показват земетресенията и GPS данните

В участък с дължина над 500 км по протежение на планинската верига изследователите откриват зона, където структурите на границата Мохо под Тиренския и Адриатическия склон се пресичат. Именно нея авторите на работата интерпретират като района, където се случва отлепването на долната кора.

В полза на тази версия, според тях, свидетелства и разпределението на земетресенията. Зад и над подвижния фронт механизмите на земетресенията показват предимно разтягане на земната кора. Пред него доминират признаци на свиване.

Подобна картина показват и GPS измерванията. В рамките на планинския пояс изследователите регистрират разширение от около 4 мм годишно. По-близо до външния край на Апенините част от това движение се компенсира от свиване с около 2 мм годишно.

Учените сравняват това поведение на Апенините с акордеон: една част от планинския пояс се разтяга, докато друга едновременно се свива.

Защо кората едновременно се разтяга и свива

Предложеният от изследователите модел обяснява как тези противоположни процеси могат да се случват в непосредствена близост.

Пред подвижния фронт на разслояване долната кора и литосферната мантия остават прикрепени към потъващата плоча. Поради това кората продължава да изпитва натоварване, насочено надолу.

Когато фронтът премине и долните слоеве се отделят, това натоварване намалява. Кората, която остава отгоре, може да се издига и разтяга, тъй като по-плътният материал под нея се заменя с по-плаваща мантия.

По този начин зад подвижния фронт възниква разтягане и издигане, докато пред него кората, която все още не се е отделила от долните слоеве, продължава да се свива и да пропада.

В същото време авторите на изследването подчертават, че предложеният модел е опростен.

Точната структура на тектонската плоча под Апенинския полуостров все още е обект на научни изследвания.

За да се постигне пълно разбиране на сложните процеси, протичащи в мантията и земната кора, ще е необходимо разработването на по-усъвършенствани модели.

Снимка: istock