Модели мантийной конвекции связали Великое несогласие с подъёмом и опусканием континентов

Исследователи проверили происхождение Великого несогласия, континентальной поверхности эрозии, предшествующей кембрийскому взрыву жизни, с помощью серии моделей мантийной конвекции, сообщает Nature. Модели начинаются с 1 млрд лет назад и включают шесть вариантов, M1–M6. По данным авторов, подъём и опускание континентального масштаба, вызванные динамической топографией, определили формирование и сохранение этой поверхности. doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗

Великое несогласие — эрозионный или недепозиционный перерыв продолжительностью около 200 млн лет или более. Оно впервые описано в Гранд-Каньоне и прослежено по Северной Америке, где самые древние осадки в его основании имеют возраст от 635 до 482 млн лет (от эдиакария до раннего ордовика). Сходные несогласия задокументированы в Балтике и Северном Китае. Глобальный объём осадков, оценённый по геологическим картам и данным скважин, более чем удвоился на границе докембрия и фанерозоя. doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗

Что предсказывают модели

Среди предложенных причин — ледниковая эрозия во время «Земли-снежка» (около 720–635 млн лет назад), рифтинг и плюмовая активность, падение уровня моря и динамическая топография, вызванная мантийными течениями. По словам авторов, эти процессы ранее не проверялись динамически. doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗ Новые модели предсказывают длительный подъём континентального масштаба в неопротерозое и долгое опускание в фанерозое для Лаврентии, Балтики и Северного Китая. doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗ Для 640 млн лет назад получена положительная динамическая топография под Лаврентией, Балтикой, Северным Китаем, Амазонией, Австралией, кратоном Калахари и Антарктидой.

Авторы утверждают, что подъём в течение всего криогения привёл бы к заметной эрозии ледниками. По их словам, большая площадь Лаврентии и ограниченная деформация её окраин объясняют, почему несогласие лучше всего сохранено и описано именно там. Предсказанные циклы динамической топографии в целом отражены в объёме осадков, сохранившихся на континентах. doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗

Постановка модели и ограничения

Динамическую топографию рассчитывали по вариациям плавучести и вязкости глубже 350 км, поэтому более мелкие источники не учитывались. Известно, что такая постановка завышает амплитуду длинноволновой динамической топографии примерно в 2 раза, поэтому авторы анализировали тренд её эволюции, а не амплитуду. doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗

Пять моделей строились на тектонических реконструкциях в системе отсчёта без суммарного вращения; модель M3 использовала палеомагнитную систему. Авторы проверили, что предсказанные моделями крупные базальные структуры нижней мантии согласуются с крупными провинциями низких скоростей сдвиговых волн, выделенными по 10 томографическим моделям. Они также проверили, что реконструированные вулканические провинции находились над этими структурами или рядом с ними между 320 и 0 млн лет назад. Модель M1 выбрана потому, что её структуры совпали по площади и положению. doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗