'Pil gandrīz kā medus' – interesanta versija par Andu kalnu veidošanos

Zemeslodes uzbūvi var iedalīt vairākos slāņos. Cietāko iekšējo un šķidrāko ārējo kodolu apņem biezākais planētas slānis – mantija. Arī mantiju var iedalīt apakšējā un augšējā mantijā. Ja augšējo mantiju veido cietāki ieži, tad tuvāk kodolam mantija jau ir viskozāka, plastiskāka. Virs mantijas ir Zemes garoza, kas kopā ar mantijas augšējo daļu veido litosfēru.

Tektoniskajām plātnēm virzoties pa mantijas apakšējo, viskozāko daļu, tās ik pa laikam saduras, berzējas cita gar citu, daļēji paslīd viena zem otras (subdukcija) vai citādi mijiedarbojas. Virszemē mums tas mēdz rezultēties, piemēram, ar pamatīgām zemestrīcēm. Taču desmitiem un simtiem tūkstošus gadu ilgā laika periodā šie procesi tostarp veido arī kalnus un kalnu grēdas. Taču nu pētnieki pievērsuši uzmanību citam mehānismam, ko aptuveni varētu dēvēt par litosfēras tecēšanu vai pilēšanu, jo daži veidojumi Andu kalnu centrālajā daļā prasa citu izskaidrojumu un nevarētu būt tikai subdukcijas rezultāts.

Šis process notiek, divām tektoniskajām plātnēm saduroties un sadursmes vietā uzkarstot, līdz cietie ieži kļūst viskozāki un lēnām sāk slīdēt lejup uz mantijas zemākajiem slāņiem – kā bieza sīrupa vai medus lāse. Šīm litosfēras masām turpinot slīdēt lejup, tiek deformēta arī Zemes garoza, virszemē veidojot ieplaku. Kad "lāses" svars sasniedzis kritisko robežu, lai tā spētu turēties pie augšējiem litosfēras slāņiem, tā notrūkst, bet garoza virs tās nu atslogojas un atlec atpakaļ gandrīz kā atspere, veidojot kalnu grēdas ap šo ieplaku. Šis process, protams, nav acumirklīgs un prasa desmitiem vai simtiem tūkstošus gadu.

Aizdomas par to, ka šis process ir viens no faktoriem arī Andu kalnu radīšanā, zinātniekiem bijušas jau iepriekš. Nu Toronto Universitātes pētnieki nolēma šo hipotēzi pārbaudīt arī eksperimentāli. visnotaļ vienkāršā veidā šo procesu simulējot arī laboratorijā, lai pārliecinātos, ka šāda notikumu gaita vispār ir iespējama. Tas esot bijis kā radīt un iznīcināt tektoniskas kalnu grēdas smilškastes formātā, vienlaikus veicot līdz milimetram precīzus mērījumus, vietne "Live Science" citē vienu no darba līdzautorēm, Toronto Universitātes zemes zinātņu pētnieci Džūliju Andersenu.

Andersenas komanda caurspīdīgu tvertni piepildīja ar materiāliem, kas imitē Zemes garozu un atšķirīgos mantijas slāņus. Mantijas apakšējam slānim izmantots PDMS – silīcija polimērs, kas ir aptuveni 1000 biezāks par tipisku galda sīrupu. Mantijas augšējais slānis imitēts ar šo pašu PDMS, taču sajauktu ar modelēšanas mālu. Zemes garozu pētnieki simulēja ar smalku keramisko un silīcija lodīšu slāni. Šajā eksperimentālajā Zemes slāņu modelī pētnieki radīja nelielu nestabilitāti tieši virs zemākās mantijas un pēc tam ar trim videokamerām dokumentēja, kā PDMS un māla slānis lēnām veido pilienu un sāk slīdēt lejup. "Šis process prasa stundām ilgu laiku, tāpēc minūti no minūtes nekādas lielas izmaiņas gan redzēt nevar. Taču, palūkojoties ik pēc dažām stundām, skaidri redzamas izmaiņas – vien vajadzīga pacietība," skaidro Andersena.

^{Attēls: Julia Andersen et al.}

Rezultātā novērotas izmaiņas arī imitētajā garozā, kur veidojās ieplaka. Modelēšanā iegūtie dati salīdzināti ar Andu kalnu ģeoloģisko veidojumu aerofoto, kur saskatītas vairākas līdzības. "Mēs esam visnotaļ droši, ka litosfēras "pilēšana" ir cēlonis novērotajām deformācijām Andu kalnos," spriež Andersena. Viņa norāda – ir labs pamats uzskatīt, ka ne tikai tektonisko plātņu subdukcija, bet arī nupat pētītais process veidojis ainavas arī citviet, ne tikai Andos.

Pētījums publicēts zinātniskajā žurnālā "Nature: Communications Earth & Environment".