Ученые из американского Университета Райса вместе с коллегами выяснили, почему плато Колорадо, которое охватывает территорию американских штатов Аризона, Колорадо, Нью-Мексико и Юта, поднимается, в то время как некоторые части его нижней коры, вероятно, опускаются. Эта большая стабильная в тектоническом плане область в западной части Соединенных Штатов давно интересовала геологов.
Дело в том, что магма из астеносферы регулярно приникает верхние слои, в литосферу.
В верхней части мантии, на глубине порядка 100-300 км, имеется пласт с несколько меньшей плотностью и вязкостью, чем лежащие выше литосферные плиты, что становится причиной медленного «плавания» последних. Время от времени астеносфера проникает в литосферу и вызывает ее эрозию. Поднимаясь вверх, частично расплавленная магма расширяется, затее происходит охлаждение и затвердение, что делает нижние слои хрупкой коры и самый верхний слой мантии настолько тяжелыми, что они начинают разрушаться и тонуть. Затем плавающая астеносфера вновь заполняет освободившееся пространство, что и является причиной, по которой плато поднимается.
В своей работе ученые использовали данные сети USArray, которая состоит из нескольких сотен сейсмографов, географически разнесенных на расстоянии 70 км друг от друга.
Первый сейсмограф был установлен на западе США в 2004 году, после чего их сеть постепенно расширялась в восточном направлении.
Данные, которые собраны с плато Колорадо, говорят о конвекционном проникновении литосферы к северу от Гранд-каньона. Скорее всего, процесс опускания литосферы и стал причиной формирования каньона, а подъем плато на протяжении последних 6 миллионов лет прорубил русло реки Колорадо.
Такое же опускание зарегистрировано в двух других районах американского Запада. Очевидно, силы, которые отвечают за деформацию нижней части коры и верхней части мантии, не так уж редки. В обоих случаях опускание происходило в течение последних 10 миллионов лет. «Нам просто нужно было найти причину, из-за которой литосфера становится тяжелее и тонет», — сказал ведущий автор исследования Алан Левандер.