Bilim insanları kıtaların yükselmesiyle ilgili uzun süredir devam eden gizemi çözdü

Çalışma, kıtaların parçalanmasının derin yer dalgalarına neden olduğunu, bunun da uçurumlar ve platolar gibi topografik özelliklerin ortaya çıkmasına neden olduğunu öne sürüyor.

Southampton Üniversitesi liderliğindeki bir bilim insanı ekibi, plaka tektoniği alanındaki en kafa karıştırıcı sorulardan birini yanıtladı: Kıtaların “kararlı” kısımları nasıl ve neden yavaş yavaş yükselerek gezegenin en büyük topografik özelliklerinden bazılarını oluşturuyor.

Yakın zamanda yayınlanan çalışmalarında doğaAraştırmacılar, yüz milyonlarca yıl boyunca küresel tektonik kuvvetlerin manzaraların evrimi üzerindeki etkilerini incelediler. Tektonik plakalar ayrıldığında, Dünya’nın derinliklerinde kıta yüzeylerinin bir kilometreden fazla yükselmesine neden olabilecek güçlü dalgaların salındığını buldular.

Yamaçlar ve platolar bulmacası

Bu bulgular, Dünya üzerindeki en çarpıcı yer şekillerinden bazılarını şekillendiren ve bağlayan dinamik kuvvetler hakkında uzun süredir devam eden bir bilmecenin çözülmesine yardımcı oluyor; iklimi ve mahalleleri derinden etkileyen, “uçurumlar” ve “yaylalar” adı verilen geniş topografik özellikler.

“Bilim insanları, Güney Afrika’yı çevreleyen klasik örnek gibi, büyük uçurumlar olarak adlandırılan dik, kilometre yüksekliğindeki topografik özelliklerin, kıtaların yarılması ve sonunda bölünmesiyle oluştuğundan uzun zamandır şüpheleniyorlardı. Southampton Üniversitesi’nde yer bilimleri profesörü olan baş yazar Tom Gernon, “Bu yüksek kayalıkların oluşumuyla ilgili bu süreç, biz kesinlikle bilmiyorduk” dedi.

Kıtaların kraton adı verilen sabit kısımlarının dikey hareketleri, levha tektoniğinin en az anlaşılan yönlerinden biri olmaya devam ediyor.

Southampton Üniversitesi’nden Dr Thea Hincks, Dr Derek Kerr ve Alice Cunningham’ın da aralarında bulunduğu bir ekip, GFZ Alman yer bilimleri araştırma merkezi olan Helmholtz Center Potsdam’dan meslektaşlarıyla işbirliği yaptı ve… Birmingham Üniversitesi Bu temel soruyu ele almak için.

Bulguları, kıtaların daha önce “kararlı” olduğu düşünülen bazı kısımlarının neden önemli miktarda yükselme ve erozyona maruz kaldığını ve bu tür süreçlerin nasıl yüzlerce hatta binlerce kilometre içeriye göç ederek merkezi plato gibi plato olarak bilinen geniş yüksek alanlar oluşturduğunu açıklamaya yardımcı oluyor. Güney Afrika’da.

Kıtasal yükselme ve erozyonun modellenmesi

Elmas patlamalarını kıtaların parçalanmasına bağlayan araştırmalarına dayanarak, Geçen yıl yayımlandı doğaEkip, Dünya yüzeyinin zaman içinde kıtasal levhaların parçalanmasına nasıl tepki verdiğini incelemek için gelişmiş bilgisayar modelleri ve istatistiksel yöntemler kullandı.

Kıtalar ayrıldığında kıtasal kabuğun genişlemesinin, Dünya’nın mantosunda (kabuk ile çekirdek arasındaki büyük katman) kinematik hareketlere neden olduğunu keşfettiler.

GFZ Potsdam’da Jeodinamik Modelleme Bölümünü yöneten Profesör Sascha Brun, “Bu süreç, kıtalara doğru ilerleyen ve onların derin temellerini bozan geniş kapsamlı bir harekete benzetilebilir” dedi.

Yine Potsdam’da çalışan Profesör Brun ve Dr. Anne Glerum, bu sürecin nasıl geliştiğini araştırmak için bir simülasyon yürüttüler. Ekip ilginç bir model fark etti: Simülasyonlarında kıtaların altında hareket eden manto “dalgalarının” hızı, eski süper kıta Gondwana’nın dağılmasının ardından güney Afrika manzarasını kasıp kavuran büyük erozyon olaylarının hızıyla yakından eşleşiyor.

Bilim adamları, tıpkı bugün Doğu Afrika’daki yarık kenarlarında gördüğümüz dik duvarlar gibi, antik yarık vadilerinin kenarlarında büyük kayalıkların oluştuğuna dair kanıtlar topladılar. Aynı zamanda, riftleşme olayı, kıtanın tabanı boyunca milyon yılda 15 ila 20 kilometre hızla ilerleyen bir “derin manto dalgasını” da tetikledi.

Bu dalganın, konveksiyon nedeniyle kıtaların köklerindeki kaya katmanlarını kaldırmaya çalıştığına inanıyorlar.

Profesör Brun, “Tıpkı hava balonlarının daha yükseğe çıkmak için ağırlık kaybetmesi gibi, kıtasal malzeme kaybı da kıtaların yükselmesine neden oluyor; buna eş-yükselme adı verilen bir süreç” dedi.

Buna dayanarak ekip, manto kaynaklı bu yükselmeye arazinin nasıl tepki vereceğini modelledi. Göç eden mantodaki istikrarsızlığın, on milyonlarca yıl süren ve kıta boyunca benzer hızla ilerleyen bir yüzey erozyonu dalgasına yol açtığını buldular. Bu yoğun erozyon kayalardaki muazzam ağırlığı ortadan kaldırarak Dünya yüzeyinin daha da yükselmesine ve yüksek platoların oluşmasına neden olur.

“Manzara evrimi modellerimiz, riftleşmeyle ilgili bir dizi olayın, birkaç bin metrelik kaya tabakasının erozyonundan da olsa, nasıl istikrarlı, düz bir platonun yanı sıra bir kayalığa da yol açabileceğini gösteriyor.

Ekibin çalışması, yükselmenin daha yaygın olduğu kıta kenarlarından uzaktaki kıtaların kafa karıştırıcı dikey hareketlerine yeni bir açıklama getiriyor.

Birmingham Üniversitesi Dünya Sistemleri bölümünde Doçent olan Dr. Steve Jones şunları ekledi: “Burada elimizdeki şey, riftleşmenin belirli koşullar altında üst mantoda doğrudan uzun ömürlü konveksiyon hücreleri oluşturabileceği ve bu riftleşmelerin… indüklenen konvektif sistemler “Dünyanın yüzey topografyası, erozyonu, çökelmesi ve doğal kaynakların dağılımı üzerinde derin bir etkiye sahiptir.”

Sonuç ve gelecek yönelimler

Ekip, elmasların Dünya’nın derinliklerinden hızla ortaya çıkmasını tetikleyen aynı manto bozuklukları dizisinin aynı zamanda kıtasal manzaraları da temel olarak şekillendirdiği ve bölgesel iklim ve biyolojik çeşitlilikten insan yerleşim modellerine kadar çeşitli faktörleri etkilediği sonucuna vardı.

Greater Houston Community Foundation tarafından yönetilen WoodNext Vakfı’ndan küresel soğumayı incelemek üzere büyük bir hayırseverlik bağışı alan Profesör Gernon, kıtasal parçalanmanın yalnızca Dünyanın derin katmanlarını rahatsız etmekle kalmayıp aynı zamanda tüm dünyaya yansıyan etkileri olduğunu açıkladı. Daha önce böyle olmadığı düşünülen kıtaların yüzeyi sabittir.

Profesör Gernon, “Kıta çekirdeklerinin istikrarsızlaşması eski iklimleri de etkilemiş olmalı” dedi.

Referans: “Kıtaların ayrılması sırasında kıtaların kenarlarının ve iç kısımlarının birlikte evrimi”, Thomas M. Gernon ve Tia K. Hincks, Sascha Bron, Jane Brown ve Stephen M. Jones, Derek Kerr, Alice Cunningham ve Annie Glerum, 7 Ağustos 2024, doğa.
doi: 10.1038/s41586-024-07717-1