Μια νέα έρευνα ενδέχεται να έλυσε ένα χρόνιο γεωλογικό μυστήριο στις Ηνωμένες Πολιτείες, το οποίο προβλημάτιζε τους επιστήμονες για περισσότερα από 150 χρόνια.
Οι επιστήμονες πέρασαν περισσότερο από έναν αιώνα προσπαθώντας να κατανοήσουν πώς ο ποταμός Γκριν (Green River), ο μεγαλύτερος παραπόταμος του ποταμού Κολοράντο, κατάφερε να λαξεύσει ένα φαράγγι βάθους περίπου 700 μέτρων διαπερνώντας την οροσειρά Γιουίντα (Uinta Mountains) της Γιούτα —η οποία φτάνει σε ύψος τα 4 χιλιόμετρα— αντί να εκτραπεί γύρω από αυτήν.
Το ερώτημα αυτό είναι ιδιαίτερα μπερδεμένο, διότι τα όρη Γιουίντα σχηματίστηκαν πριν από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια, ενώ ο ποταμός Γκριν ακολουθεί τη σημερινή του πορεία για λιγότερο από οκτώ εκατομμύρια χρόνια.
Η «λιθοσφαιρική στάλαξη» ως λύση στο μυστήριο
Ερευνητές από πανεπιστήμια του Ηνωμένου Βασιλείου και των ΗΠΑ αναφέρουν τώρα ισχυρές ενδείξεις που δείχνουν μια διεργασία γνωστή ως “λιθοσφαιρική στάλαξη” (lithospheric dripping) —κατά την οποία τμήματα του φλοιού της Γης βυθίζονται και αργότερα ανακάμπτουν σε μεγάλες χρονικές κλίμακες— ως την πιθανή εξήγηση για την πορεία του ποταμού.
Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, ο ποταμός Γκριν διαπέρασε τα βουνά όταν η επιφάνεια του εδάφους υποχώρησε προσωρινά λόγω σχηματισμού λιθοσφαιρικής στάλαξης πριν από αρκετά εκατομμύρια χρόνια.
Κατά την περίοδο αυτής της καθίζησης, ο ποταμός διάβρωσε τα πετρώματα, καθιερώνοντας την κοίτη που ακολουθεί μέχρι σήμερα, συμπεριλαμβανομένου του Φαραγγιού του Λοντόρ (Canyon of Lodore), συνδεόμενος τελικά με το σύστημα του ποταμού Κολοράντο.
Μια κρυφή διεργασία αναδιαμορφώνει το τοπίο
Ο Δρ. Adam Smith, από τη Σχολή Γεωγραφικών Επιστημών και Επιστημών της Γης του Πανεπιστημίου της Γλασκόβης, είναι ο κύριος συγγραφέας της μελέτης.
Ο ίδιος δήλωσε: “Η ένωση των ποταμών Γκριν και Κολοράντο πριν από εκατομμύρια χρόνια μετέβαλε τον ηπειρωτικό υδροκρίτη της Βόρειας Αμερικής. Δημιούργησε τη γραμμή που διαχωρίζει τους ποταμούς που ρέουν προς τον Ειρηνικό από εκείνους που ρέουν προς τον Ατλαντικό, και δημιούργησε νέα όρια βιοτόπων για την άγρια ζωή, επηρεάζοντας την εξέλιξή της. Πρόκειται για μια εξαιρετικά σημαντική περιοχή της ηπείρου”.
Οι γεωλόγοι εντόπισαν στοιχεία που αποδεικνύουν ότι η λιθοσφαιρική στάλαξη (lithospheric drip) ευθύνεται για τη βύθιση του εδάφους, επιτρέποντας την ένωση ποταμών σε τεκτονικά ανενεργές περιοχές.
Η έρευνα αυτή επιλύει μια 150ετή διαμάχη σχετικά με τις γεωλογικές διεργασίες σε σταθερές περιοχές.
Οι λιθοσφαιρικές στάλαξεις σχηματίζονται όταν πυκνό, πλούσιο σε ορυκτά υλικό συσσωρεύεται στη βάση του φλοιού της Γης και τελικά γίνεται αρκετά βαρύ ώστε να βυθιστεί στον υποκείμενο μανδύα.
Καθώς το υλικό αυτό κατέρχεται, συμπαρασύρει τον υπερκείμενο φλοιό προς τα κάτω, χαμηλώνοντας τμήματα οροσειρών. Μόλις η βυθιζόμενη μάζα αποκολληθεί και συνεχίσει την κάθοδό της αυτόνομα, η υπερκείμενη επιφάνεια ανακάμπτει.
Η διεργασία αυτή, αφήνει πίσω της ένα αναγνωρίσιμο μοτίβο ανύψωσης στο τοπίο, το οποίο περιγράφεται συχνά ως “στόχος” (bullseye) με επίκεντρο την αρχική θέση της στάλαξη.
Σεισμικά δεδομένα αποκαλύπτουν την υποεπιφανειακή δομή
Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Journal of Geophysical Research: Earth Surface, οι ερευνητές περιγράφουν πώς συνδύασαν τη σεισμική απεικόνιση με προηγμένα υπολογιστικά μοντέλα για να ερευνήσουν την περιοχή.
Η σεισμική απεικόνιση, η οποία λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο με μια αξονική τομογραφία (CT scan), επιτρέπει στους επιστήμονες να οπτικοποιούν δομές κάτω από την επιφάνεια της Γης, αναλύοντας τον τρόπο με τον οποίο τα σεισμικά κύματα διαδίδονται κατά τη διάρκεια των σεισμών.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από παλαιότερες σεισμικές μελέτες, η ομάδα εντόπισε μια ψυχρή, κυκλική ανωμαλία που βρίσκεται περίπου 200 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια. Με διάμετρο μεταξύ 50 και 100 χιλιομέτρων, το χαρακτηριστικό αυτό ερμηνεύεται ως το αποκομμένο τμήμα της λιθοσφαιρικής στάλαξης.
Υπολογίζοντας πόσο βαθιά έχει κατέλθει αυτή η μάζα και εκτιμώντας την ταχύτητα της κίνησής της, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η στάλαξη πιθανότατα αποκολλήθηκε πριν από δύο έως πέντε εκατομμύρια χρόνια.
Το χρονικό αυτό πλαίσιο ευθυγραμμίζεται απόλυτα με προηγούμενες εκτιμήσεις για την περίοδο που ο ποταμός Γκριν λάξευσε τη διαδρομή του μέσα από τα βουνά και ενσωματώθηκε στο σύστημα του ποταμού Κολοράντο.
Πολλαπλές σειρές αποδείξεων συγκλίνουν
Περαιτέρω υποστήριξη προέρχεται από τη μοντελοποίηση των γειτονικών ποταμίσιων δικτύων, η οποία αποκάλυψε το χαρακτηριστικό μοτίβο ανύψωσης σε σχήμα στόχου (bullseye), το οποίο σχετίζεται με τη λιθοσφαιρική στάλαξη.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι ο φλοιός κάτω από τα όρη Γιουίντα είναι αρκετά χιλιόμετρα λεπτότερος από ό,τι αναμενόταν για μια οροσειρά τέτοιου υψομέτρου, γεγονός που συνάδει με την απώλεια πυκνού υλικού από το κατώτερο τμήμα του φλοιού.
Όταν υπολόγισαν πόσο θα ανυψωνόταν η επιφάνεια μετά την αφαίρεση αυτού του υλικού, το αποτέλεσμα ταυτίστηκε με μια υψομετρική μεταβολή λίγο πάνω από 400 μέτρα, η οποία είχε προκύψει από την ανάλυση του ποταμίσιου δικτύου, ενισχύοντας έτσι την ερμηνεία τους.
Ο Δρ. Smith πρόσθεσε: “Είναι μια εκτενής δημοσίευση, καθώς δεν θέλαμε μόνο να παρουσιάσουμε τα επιχειρήματα υπέρ της λιθοσφαιρικής στάλαξης που δημιούργησε τη διαδρομή του ποταμού Γκριν, αλλά και να αναγνωρίσουμε κάποιες προηγούμενες θεωρίες.
Τα στοιχεία που συγκεντρώσαμε έρχονται σε έντονη αντίθεση με την ιδέα ότι ο ποταμός προϋπήρχε των βουνών, ή ότι οι αποθέσεις ιζημάτων μπορεί να συσσωρεύτηκαν αρκετά ώστε ο ποταμός να ξεπεράσει την οροσειρά, ή ότι η διάβρωση από τα νότια των βουνών παρέσυρε (αιχμαλώτισε) τον ποταμό Γκριν”.
Ελπίζουμε ότι αυτή η εργασία θα βοηθήσει στην επίλυση μιας μακροχρόνιας διαμάχης σχετικά με ένα από τα σημαντικότερα ποταμίσια συστήματα της Βόρειας Αμερικής και θα συμβάλει στον αυξανόμενο όγκο αποδείξεων ότι οι λιθοσφαιρικές σταλάξεις μπορεί να είναι η κρυφή απάντηση σε περισσότερα τεκτονικά μυστήρια από όσα είχαμε αντιληφθεί μέχρι σήμερα.