Панамский перешеек: Из глубин Земли
Формирование узкой полоски суши, соединяющей Южную и Северную Америку, является ключевой датой в геологической истории. Более 100 миллионов лет назад два континента разделяли глубокие океанические воды. Возникновение перешейка Панамы изменило не только карту мира, но и циркуляцию океанов, ход биологической эволюции и, вероятно, глобальный климат. Современный облик перешейка, сформированный вулканизмом и движениями тектонических плит, вероятно, сформировался где-то между 15 и 3 миллионами лет назад.
Геохимики Корнелия Класс из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и Эстебан Гасель (ныне в Политехническом институте Вирджинии) исследуют одну из самых загадочных сил, участвовавших в этом строительстве: Галапагосский плюм. Это долгоживущий горячий восходящий поток материала из глубин Земли, который плавится у поверхности, образуя цепочки вулканов. Считается, что плюм активизировался около 100 миллионов лет назад под территорией нынешнего Карибского бассейна, но из-за движения тектонических плит мигрировал на юг и запад, к своему текущему положению под Галапагосскими островами. Изучение пород, связанных с этим плюмом, помогает раскрыть его историю и роль в создании сухопутного моста.
Осенью 2012 года учёные искали эти породы на полуострове Асуэро в Панаме. Работа в этом диком регионе сопряжена с трудностями: густые леса, редкие обнажения пород и необходимость добираться до морских скал на лодке, а затем плыть к ним через прибой. Целью поисков был пикрит – магматическая порода, кристаллизующаяся при подъёме магмы из мантии. Она содержит кристаллы оливина, типичного минерала мантийного происхождения.
Геологи полагают, что Галапагосский плюм помог сформировать первую версию сухопутного моста около 75 миллионов лет назад, но тот разломался 50–65 миллионов лет назад. Позже, от 15 до 65 миллионов лет назад, плюм мигрировал в Тихий океан, а Тихоокеанская плита, двигаясь на восток, "принесла" остатки вулканов, связанных с плюмом, обратно к Центральной Америке. Здесь они "прилепились" к формирующемуся перешейку. Именно эти разрушающиеся остатки древних вулканов составляют холмы и скалы полуострова Азуэро.
Химический анализ панамских пикритов в лабораториях поможет установить время, температуру и условия формирования пород. Предварительные данные показывают, что со времён динозавров магма плюма остыла примерно на 200°F, а масштабы извержений уменьшились. Что касается современного перешейка, Гасель считает, что он формировался рывками, начиная с архипелага около 15 миллионов лет назад, а горные массивы, принесённые плитой, окончательно закрыли его, возможно, около 5 миллионов лет назад (общепринятая дата – 3.5 миллиона лет).
Образование перешейка привело к Великому американскому биотическому обмену: животные, эволюционировавшие в изоляции, хлынули с одного континента на другой. Он также разделил океаны, что полностью изменило их циркуляцию. Блокировка потока воды из Атлантики в Тихий привела к образованию Гольфстрима, который стал переносить тепло к берегам Северной Европы и, вероятно, способствовал началу серии ледниковых периодов. На тихоокеанской стороне усилились апвеллинги и установилось доминирование циклического паттерна Эль-Ниньо.
"Наша область изучения – камни – очень узка, – говорит Гасель. – Но она также помогает нам понять многое о биологии и климате Земли". Панамский перешеек остаётся перекрёстком во всех смыслах, а продолжающееся расширение Панамского канала открывает для геологов новые возможности для исследований.