Vědci zjistili, co se děje s mizející zemskou kůrou

Vnější plášť Země tvořen skalnatými vory, které do sebe neustále narážejí a noří se pod sebe v procesu zvaném desková tektonika. Co se tedy děje s těmito kusy mizející kůry, když se noří do nitra Země? Ukázalo se, že slábnou a ohýbají se, podobně jako šustivé hadí hračky, ale nerozpadají se úplně, jak ukazují nové modely. Modely také naznačily, že desková tektonika, alespoň ve své moderní podobě, se pravděpodobně rozběhla až v poslední miliardě let, píše portál livescience.com.

Pohyb tektonických desek je hnacím motorem zemětřesení a sopek, vytváří pohoří a ostrovy a je příčinou toho, že zemské kontinenty, kdysi jeden superkontinent, jsou dnes od sebe vzdáleny oceány. O tom, jak desková tektonika funguje, se však stále mnoho neví, například co se stane, když se deska zasune pod jinou (v oblasti zvané subdukční zóna) a zmizí v plášti, střední vrstvě planety, která se možná bohužel neskládá z mléka, ale spíše z prskající pevné horniny.

Aby to vědci zjistili, použili 2D počítačové modely subdukčních zón a naprogramovali je s využitím známých fyzikálních poznatků o chování materiálů, například o tom, jak se horniny deformují při působení určitých sil. Poté pozorovali model, aby zjistili, co se v subdukční zóně děje, a porovnávali svá zjištění se skutečnými pozorováními.

Z jejich modelů vyplynulo, že když se jedna deska ponořila pod druhou, klesající část, známá jako deska, se prudce ohnula směrem dolů a popraskala; ohyb také způsobil, že zrna na spodní straně desky se stala jemnějšími a slabšími. Tlaky zanechaly desku většinou neporušenou, ale s mnoha slabými místy.

„To znamená, že se desky nerozpadají, a tak dál táhnou části za sebou, a to po velmi dlouhou dobu“, řekl hlavní autor Taras Gerya, profesor geofyziky na ETH ve švýcarském Curychu. Podle něj se deska může pod druhou deskou posouvat skutečně stovky milionů let.

Jejich simulace se shodovaly s pozorováními a hlubinnými seismickými snímky, které ukázaly oslabené oblasti subdukční zóny v Japonsku, uvedl Gerya pro Live Science.

Kent Condie, emeritní profesor geochemie a věd o Zemi a životním prostředí na Institutu hornictví a technologie v Novém Mexiku, který se na studii nepodílel, označil jejich modely za „robustní a smysluplné“.

Kdy to začalo?

Tým také modeloval, co by se stalo, kdyby bylo zemské nitro o 270 stupňů Fahrenheita (150 stupňů Celsia) teplejší, tedy podobné teplotě, jaké by dosáhlo zhruba před miliardou let.

Zjistili, že v těchto simulacích se deska rozpadla jen několik kilometrů v plášti, protože nebyla schopna udržet svou vlastní váhu v plášti, který byl kvůli horkým podmínkám méně viskózní. „Na rozdíl od současné subdukce, která může pokračovat stovky milionů let, by tedy tehdejší subdukce skončila velmi rychle, během několika milionů let,“ řekl Gerya. „Toto zjištění naznačuje, že moderní desková tektonika mohla začít až někdy v minulé miliardě let.“ dodal.

„Primitivní forma deskové tektoniky sice mohla existovat před 3,5 až 2 miliardami let, v období archaických nebo proterozoických hor, ale pravděpodobně se velmi lišila od toho, co planeta zažívá dnes,“ řekl Gerya. A zhruba před 1,8 až 1 miliardou let nastalo klidné období, kdy byly desky mnohem méně aktivní. Podle něj se však jedná pouze o spekulace a v současné době se kolem doby vzniku deskové tektoniky vede mnoho sporů.

Condie souhlasil s Geryou. „Moderní desková tektonika se všemi geologickými ukazateli … pravděpodobně nezačala dříve než v poslední miliardě let,“ řekl Condie pro Live Science. Ale „desková tektonika v nějaké podobě je tu s námi už nejméně od doby před 2 miliardami let“.

„Přesto, protože neznáme přesné teploty zemského jádra v průběhu času, není zatím možné přesně stanovit časový rámec, kdy se desky přestaly rozpadat a vydaly se na souvislejší cestu do pláště,“ řekl Condie.

„Tehdy skutečně začala moderní desková tektonika,“ řekl Gerya. Vědci nyní doufají, že budou tento jev a jeho souvislost se zemětřeseními zkoumat pomocí pokročilejších 3D modelů.

Zdroj: livescience.com