Ինչ է թաքցնում Մեծ կանիոնը․ գիտնականները բացատրել են առեղծվածային բացը Երկրի պատմության մեջ

ԱՄՆ Մեծ կիրճի (Գրանդ Կանիոն) երկրաբանական շերտերում բացակայում են Երկրի պատմության մոտ 1,2 միլիարդ տարվա վկայությունները։ Նոր հետազոտությունը ցույց է տվել, որ այդ բացի պատճառը կարող էր լինել Երկրի մանտիայի շարժումը, որը բարձրացրել է մայրցամաքների որոշ հատվածներ՝ ուժեղացնելով էրոզիան, իսկ ավելի ուշ հանգեցրել դրանց իջեցմանն ու նոր նստվածքային ապարների կուտակմանը, գրել է Live Science-ը։

Կիրճի պատերում մոտ 1,7 միլիարդ տարեկան հնագույն փոխակերպային և մագմատիկ ապարներն անմիջականորեն հպվում են ավելի երիտասարդ նստվածքային ապարներին, որոնք ձևավորվել են մոտ 500 միլիոն տարի առաջ։ Դրանց միջև բացակայում է երկրաբանական պատմության մի հսկայական ժամանակահատված, որը հայտնի է որպես Մեծ անհամաձայնություն։

Այդ ժամանակաշրջանը հատկապես կարևոր է Երկրի վրա կյանքի պատմությունը հասկանալու համար․ այն նախորդել է քեմբրյան պայթյունին և մասամբ համընկել դրա հետ՝ փուլ, երբ կենդանի օրգանիզմների բազմազանությունը կտրուկ աճել է։ Երկրաբանական շերտերում նման բացեր են հայտնաբերվել ոչ միայն Հյուսիսային Ամերիկայում, այլև Եվրոպայի Բալթյան տարածաշրջանում և Չինաստանի հյուսիսում։ Գիտնականները վաղուց են վիճում դրանց առաջացման պատճառների շուրջ։

Nature ամսագրում հրապարակված հետազոտության մեջ գիտնականներն առաջարկել են բացատրություն՝ հիմնված Երկրի մանտիայի շարժման մոդելավորման վրա։ Մանտիան երկրակեղևի տակ գտնվող շերտ է, որտեղ նյութը ջերմության ազդեցությամբ դանդաղ շարժվում է։

Մոդելը ցույց է տվել, որ մանտիայի շրջանառությունը կարող էր Մեծ անհամաձայնության ձևավորման ժամանակաշրջանում առաջացնել նշված երեք տարածաշրջանների բարձրացում։ Դա նպաստել է էրոզիային․ նստվածքային նյութերը հեռացվել են մայրցամաքներից և տեղափոխվել օվկիանոսներ։ Ավելի ուշ՝ վերջին 540 միլիոն տարվա ընթացքում, այդ տարածքները սկսել են իջնել։ Առաջացել են տարածություններ, որտեղ նստվածքները կարող էին կուտակվել՝ ձևավորելով ապարների նոր շերտեր։ Այս արդյունքները համահունչ են Հյուսիսային Ամերիկայում, Բալթյան տարածաշրջանում և Չինաստանի հյուսիսում կատարված երկրաբանական դիտարկումներին։

«Մենք ուսումնասիրել ենք, թե որ վայրերում մանտիայի ազդեցությունը կարող էր հանգեցնել Մեծ անհամաձայնության առաջացմանը։ Եվ պարզվել է, որ բոլոր երեք տարածաշրջաններն էլ հենց այն տարածքներն են, որտեղ երկրաբանական այս երևույթը հատկապես հստակ է արտահայտված»,– պատմել է հետազոտության համահեղինակ, Ավստրալիայի Վուլոնգոնգի համալսարանի երկրաբան Նիկոլաս Ֆլամենը։

Նախկինում որոշ գիտնականներ Մեծ անհամաձայնության առաջացումը կապում էին համաշխարհային սառցապատման հետ, երբ սառույցը կարող էր նպաստել ապարների լայնածավալ քայքայմանն ու մայրցամաքներից նստվածքների հեռացմանը։ Ֆլամենի խոսքով՝ սառցապատումը, հավանաբար, իսկապես կարևոր դեր է խաղացել։ Սակայն նոր հետազոտությունը մատնանշում է ավելի խորքային պատճառ․ առանց մանտիայի շարժման հետևանքով մայրցամաքների բարձրացման՝ սառցադաշտերն ու էրոզիայի մյուս գործոնները չէին կարողանա նստվածքային նյութն այդքան արդյունավետորեն տեղափոխել լանջերով ներքև։

Երկրակեղևը մշտապես նորացվում է սալերի տեկտոնիկայի հետևանքով։ Օվկիանոսային սալերը սուզվում են այլ սալերի տակ և իջնում մանտիայի մեջ․ այս գործընթացը կոչվում է սուբդուկցիա։ Դրանց հետ մոլորակի խորքեր են թափանցում տարբեր քիմիական տարրեր, որոնք հետագայում հրաբխային ժայթքումների ընթացքում կարող են վերադառնալ մթնոլորտ։

Ընդ որում՝ մանտիա ներթափանցող նյութի կազմը ժամանակի ընթացքում փոխվում է։ Օրինակ՝ հնագույն Պալեոթետիս օվկիանոսը, որը գոյություն է ունեցել Պանգեա գերմայրցամաքի ափերի մոտ և փակվել մոտ 200 միլիոն տարի առաջ, պարունակել է մայրցամաքներից լվացմամբ բերված՝ ածխածնով հարուստ նստվածքներ։ Երբ օվկիանոսի հատակը սուզվել է մանտիայի մեջ, այդ ածխածնի մի մասը հայտնվել է Երկրի խորքերում։

Այսօր սուբդուկցիայի գոտիների զգալի մասը կենտրոնացած է Խաղաղ օվկիանոսի շուրջը, որի հատակի մեծ մասը հեռու է մայրցամաքներից և պարունակում է համեմատաբար քիչ ածխածնային նստվածքներ։ Ուստի այժմ մանտիա ներթափանցող նյութի քիմիական կազմը տարբերվում է այն կազմից, որը բնորոշ էր այլ երկրաբանական դարաշրջաններին։

Մադիսոնի Վիսքոնսինի համալսարանի երկրաբան Շանան Փիթերսի կարծիքով՝ ապարների բացակայությունը չպետք է համարել պարզապես տեղեկության կորուստ։ Երկրաբանական տարեգրության այդ բացն ինքնին թույլ է տալիս պատկերացում կազմել Երկրի վրա տեղի ունեցած գործընթացների և մթնոլորտի ու կյանքի զարգացման վրա դրանց հնարավոր ազդեցության մասին։

Մեծ անհամաձայնության ձևավորման ժամանակաշրջանում մակերևույթ դուրս եկող բյուրեղային ապարները կարող էին ավելի ակտիվորեն արտազատել կալիում, երկաթ, մանգան և ածխածին, որոնք հայտնվում էին ծովերում։ Դա կարող էր ազդել ծովային օրգանիզմների զարգացման վրա, այդ թվում՝ նպաստել հանքային կառուցվածքներ, օրինակ՝ խեցիներ ձևավորելու ունակության առաջացմանը։ Փոփոխությունները կարող էին ազդել նաև մթնոլորտի կազմի և թթվածնի պարունակության ավելացման վրա։