Геология Тибетского нагорья

Тибетское нагорье - огромная территория размером около 3500 на 1500 километров, высота которой в среднем превышает 5000 метров. Его южный край, комплекс Гималаев-Каракорум, содержит не только гору Эверест и все 13 других вершин выше, чем 8000 метров, но сотни пиков 7000 метров, каждый из которых выше, чем где-либо еще на Земной шар.

Тибетское плато - это не просто самая большая и самая высокая область в мире; это может быть самым большим и самым высоким за всю геологическую историю. Это потому, что набор событий, которые сформировали это, кажется уникальным: столкновение на полной скорости двух континентальных плит.

Почти 100 миллионов лет назад Индия разошлась с Африкой, когда распался суперконтинент Гондванланд. Оттуда Индийская плита двигалась на север со скоростью около 150 миллиметров в год - намного быстрее, чем любая другая плита движется сегодня.

Индийская плита двигалась так быстро, потому что ее тянуло с севера, когда холодная, плотная океаническая кора, составляющая эту часть, была захвачена под азиатской плитой. Как только вы начинаете подчинять этот вид коры, она хочет быстро тонуть (см. Ее сегодняшнее движение на этой карте). В случае с Индией это «притяжение плиты» было очень сильным.

Другой причиной, возможно, был «толчок гребня» от другого края плиты, где создается новая горячая корка. Новая кора стоит выше старой океанской коры, а разница в возвышении приводит к уклону вниз. В случае с Индией мантия под Гондваналендом, возможно, была особенно горячей, и хребет был сильнее, чем обычно.

Около 55 миллионов лет назад Индия начала пахать прямо на азиатском континенте. Теперь, когда два континента встречаются, ни один не может быть подчинен другому. Континентальные скалы слишком легкие. Вместо этого они накапливаются. Континентальная кора под Тибетским плато является самой толстой на Земле, в среднем около 70 километров и местами 100 километров.

Тибетское нагорье является естественной лабораторией для изучения поведения коры в экстремальных условиях. тектоника плит. Например, Индийская платформа продвинулась в Азию более чем на 2000 километров, и она все еще движется на север с хорошей скоростью. Что происходит в этой зоне столкновения?

Поскольку кора Тибетского плато в два раза больше своей нормальной толщины, эта масса легкой породы находится на несколько километров выше средней благодаря простой плавучести и другим механизмам.

Помните, что гранитные породы континентов сохраняют уран и калий, которые являются «несовместимыми» тепловыделяющими радиоактивными элементами, которые не смешиваются в мантии внизу. Таким образом, густая кора Тибетского плато необычайно горячая. Это тепло расширяет камни и помогает плато плавать еще выше.

Другим результатом является то, что плато довольно плоское. Более глубокая кора кажется настолько горячей и мягкой, что она легко течет, оставляя поверхность выше своего уровня. Существует доказательство того, что внутри земной коры происходит много прямых плавлений, что необычно, поскольку высокое давление препятствует плавлению горных пород.

На северной стороне Тибетского нагорья, где континентальное столкновение достигает наибольшего, кора отталкивается на восток. Вот почему сильные землетрясения происходят в результате забастовок, например, в Калифорнии. Вина Сан-Андреас, а не толчки, как те, что на южной стороне плато. Такая деформация происходит здесь в уникальном масштабе.

Южный край представляет собой драматическую зону недопущения толчков, где клин континентальной скалы проталкивается на глубину более 200 километров под Гималаями. По мере того как Индийская плита изгибается, азиатская сторона поднимается в самые высокие горы на Земле. Они продолжают расти примерно на 3 миллиметра в год.

Гравитация толкает горы вниз, когда глубоко поднятые камни поднимаются вверх, и кора реагирует по-разному. Внизу в средних слоях кора распространяется вбок вдоль крупных разломов, как влажная рыба в куче, обнажая глубоко усаженные камни. На вершине, где камни являются твердыми и хрупкими, оползни и эрозия атакуют высоту.

Гималаи так высоки, а муссонные дожди на нем настолько велики, что эрозия - это свирепая сила. Некоторые из крупнейших рек мира несут гималайские отложения в моря, которые окружают Индию, создавая самые большие в мире скопления грязи у любителей подводных лодок.

Вся эта деятельность необычайно быстро выводит глубокие камни на поверхность. Некоторые были похоронены глубже 100 километров, но всплыли достаточно быстро, чтобы сохранить редкие метастабильные минералы, такие как алмазы и коэсит (кварц высокого давления). Органы гранит сформированные десятки километров в глубине коры были обнажены всего через два миллиона лет.

Самые крайние места на Тибетском плато - это его восточные и западные концы - или синтаксисы - где горные пояса согнуты почти вдвое. Геометрия столкновения концентрирует эрозию там, в форме Реки Инда в западном синтаксисе и Ярлунг Зангбо в восточном синтаксисе. Эти два мощных потока за последние три миллиона лет удалили почти 20 километров коры.

Корка внизу реагирует на это, поднимаясь вверх и плавясь. Это приводит к росту больших горных комплексов в гималайских синтаксисах - Нанга Парбат на западе и Намче Барва на востоке, который растет на 30 миллиметров в год. В недавней статье эти два синтаксических подъема сравнивались с выпуклостями в кровеносных сосудах человека - «тектоническими аневризмами». Эти примеры обратной связи между эрозией, поднятием и континентальным столкновением могут быть самым удивительным чудом тибетского Плато.