Nová analýza topografie středních And ukazuje, že vyzdvižení druhé nejvyšší kontinentální náhorní plošiny Země bylo zčásti poháněno obrovskou zónou roztavené horniny v kůře, známou jako těleso magmatu.
Náhorní plošina Altiplano-Puna je vysoká, suchá oblast v centrálních Andách, která zahrnuje části Argentiny, Bolívie a Chile s rozlehlými pláněmi přerušovanými velkolepými sopkami. Ve studii zveřejněné 25. října v Nature Communications výzkumníci použili data dálkového průzkumu a techniky topografického modelování k odhalení obrovské kupole na náhorní plošině.
Zhruba 1 kilometr (3 300 stop) vysoký a stovky mil napříč, kupole sedí přímo nad největším aktivním magmatickým tělesem na Zemi. Podle Noaha Finnegana, docenta věd o Zemi a planetárních věd na UC Santa Cruz a hlavního autora článku, je zvednutí kopule výsledkem ztluštění kůry v důsledku vstřikování magmatu zespodu.
„Kupole je reakcí Země na to, že tato obrovská komora magmatu s nízkou hustotou byla napumpována do kůry,“řekl Finnegan.
Zvednutí kopule představuje asi jednu pětinu výšky centrálních And, řekl první autor Jonathan Perkins, který vedl studii jako postgraduální student na UC Santa Cruz a nyní je na U. S. Geological Survey v Menlo Park, Kalifornie.
"Je to velká část vývoje And, která nebyla předtím kvantifikována," řekl Perkins.
Ostatní síly vyzdvihující Andy jsou tektonické a jsou výsledkem jihoamerické kontinentální desky, která převyšuje oceánskou desku Nazca. Subdukční zóna, kde se deska Nazca noří pod západním okrajem Jižní Ameriky, je zdrojem magmatu vstupujícího do kůry a živícího sopečnou činnost v regionu. Voda uvolněná ze subdukující desky oceánské kůry mění teplotu tání vrchního klínu plášťové horniny, což způsobuje její tání a stoupání do vrchní desky.
Perkins a Finnegan spolupracovali s výzkumníky z University of Arizona, kteří použili seismické zobrazování k odhalení pozoruhodné velikosti a rozsahu tělesa magmatu Altiplano-Puna v článku zveřejněném v roce 2014. Tato studie odhalila obrovskou zónu roztaveného materiál o tloušťce asi 11 kilometrů a průměru 200 kilometrů, mnohem větší než předchozí odhady.
"Lidé věděli o magmatickém těle, ale nebylo to tak dobře kvantifikováno," řekl Perkins. "V nové studii jsme byli schopni ukázat těsné prostorové spojení mezi tímto magmatickým tělesem a touto velkou, kilometr vysokou kupolí."
Na základě svých topografických analýz a modelovacích studií výzkumníci vypočítali množství roztaveného materiálu v tělese magmatu, což poskytlo odhad blízký předchozímu výpočtu založenému na seismickém zobrazování. "To poskytuje přímé a nezávislé ověření velikosti a rozsahu tělesa magmatu," řekl Finnegan. "Ukazuje to, že můžete použít topografii k tomu, abyste se dozvěděli o procesech v hluboké kůře, které je těžké kvantifikovat, jako je rychlost produkce taveniny a kolik magmatu bylo napumpováno do kůry zespodu."
Vulkanický komplex Altiplano-Puna byl asi před 10 miliony let jedním z vulkanicky nejaktivnějších míst na Zemi, s několika supervulkány, které produkovaly masivní erupce a vytvořily v regionu velký komplex zhroucených kalder. Ačkoli za několik tisíc let nedošlo k žádným velkým erupcím, v regionu stále existují aktivní sopky a geotermální aktivita. Kromě toho satelitní průzkumy povrchových deformací od 90. let minulého století ukázaly, že na několika místech stále dochází k poměrně rychlému zvedání povrchu. U sopky Uturuncu umístěné přímo ve středu kopule je zdvih asi 1 centimetr (méně než půl palce) za rok.
"Myslíme si, že pokračující vzestup pochází z těla magmatu," řekl Perkins. "Porota stále přesně neví, co to způsobuje, ale nemyslíme si, že to souvisí se supervulkánem."
Růst kůry pod náhorní plošinou Altiplano-Puna, poháněný pronikáním magmatu zdola, je základním procesem při budování kontinentů. "To nám umožňuje nahlédnout do továrny, kde se vyrábějí kontinenty," řekl Perkins. "Tyto velké magmatické systémy se tvoří během období zvaných magmatické vzplanutí, kdy se do zemské kůry vstříkne spousta taveniny. Je to analogické procesu, který před 90 miliony let vytvořil Sierra Nevada, ale nyní to vidíme v reálném čase."
Kromě Perkinse a Finnegana jsou spoluautory článku Kevin Ward, George Zandt a Susan Beck z University of Arizona a Shanaka de Silva z Oregon State University. Tento výzkum byl financován National Science Foundation.
