Загадочный Срединно-континентальный рифт оказался геологическим гибридом

Международная группа геологов предложила новое объяснение эволюции крупнейшей геологической структуры Среднего Запада США — древней гигантской подземной трещины длиной около 3200 км, которая начинается у озера Верхнее и тянется на юг до Оклахомы и Алабамы.

Учёные из Северо-Западного университета, Университета Иллинойса в Чикаго (UIC), Гёттингенского университета (Германия) и Университета Оклахомы сообщают, что возрастной 1.1 млрд лет Срединно-континентальный рифт является геологическим гибридом. Он формировался в три этапа: сначала образовалась огромная узкая трещина в земной коре; затем это пространство заполнилось необычно большим количеством вулканических пород; и, наконец, магматические породы были выдавлены к поверхности, сформировав живописные ландшафты в районе озера Верхнее.

Этот рифт создал одни из самых интересных геологических объектов Среднего Запада, но у учёных долгое время не было убедительного объяснения причин его возникновения. Исследование, в котором использовалось современное геологическое программное обеспечение и сейсмические изображения пород под поверхностью Земли в районе рифта, будет представлено 20 октября на ежегодном собрании Геологического общества Америки в Ванкувере.

«Срединно-континентальный рифт — очень странное образование, — сказала ведущий автор исследования Кэрол Стайн, профессор наук о Земле и окружающей среде UIC. — Рифты — это длинные узкие трещины, раскалывающие земную кору, которые частично заполняются поднявшейся вулканической породой. Крупные магматические провинции (LIPs) — это огромные скопления вулканических пород, излившихся на поверхность Земли. Срединно-континентальный рифт представляет собой и то, и другое — словно гибридное животное».

Проанализировав сейсмические изображения, полученные в ходе программы EarthScope Национального научного фонда США, исследователи установили трёхэтапную эволюцию рифта. Сначала породы растягивались, образуя рифтовую долину. По мере расхождения трещины в неё поступала магма. Примерно через 10 млн лет расширение трещины прекратилось, но излияние магмы сверху продолжилось, и под весом новых слоёв более старые магматические слои погружались, углубляя впадину. В итоге образовалась крупная магматическая провинция — 30-километровая толща вулканических пород. Позже, при формировании нового суперконтинента, рифт был сжат, что сделало земную кору под ним толще.

Для проверки этой идеи авторы обратились к программному анализу, который позволил «обратить вспять» геологическое время. Моделирование показало, что трёхэтапная история имеет смысл — рифт начал формироваться как классический рифт, а затем эволюционировал в крупную магматическую провинцию. Компьютерное моделирование также подтвердило, что форма рифта на сейсмических изображениях является результатом изгиба коры под весом магмы, а плотная магма, заполнившая рифт, объясняет более сильное гравитационное притяжение, измеренное над ним.