Geologia płaskowyżu tybetańskiego

Płaskowyż Tybetański to ogromna kraina o wielkości około 3500 na 1500 kilometrów, której wysokość wynosi średnio ponad 5000 metrów. Jego południowa krawędź, kompleks Himalaya-Karakoram, zawiera nie tylko Mount Everest i wszystkie 13 innych szczytów ponad 8000 metrów, ale setki 7000 metrów szczytów, z których każdy jest wyższy niż gdziekolwiek indziej Ziemia.

Płaskowyż Tybetański to dziś nie tylko największy i najwyższy obszar na świecie; może być największy i najwyższy w całej historii geologicznej. Jest tak, ponieważ zestaw wydarzeń, które go utworzyły, wydaje się wyjątkowy: zderzenie dwóch płyt kontynentalnych z pełną prędkością.

Prawie 100 milionów lat temu Indie rozpadły się z Afryki, gdy rozpadł się superkontynent Gondwanaland. Stamtąd płyta indyjska przemieszczała się na północ z prędkością około 150 milimetrów rocznie - znacznie szybciej niż jakakolwiek dzisiejsza płyta się porusza.

Płyta indyjska poruszała się tak szybko, ponieważ była wyciągana z północy, gdy zimna, gęsta skorupa oceaniczna, tworząca tę część, była subdukowana pod płytę azjatycką. Kiedy zaczniesz subdukować tego rodzaju skorupę, chce ona szybko zatonąć (zobacz jej współczesny ruch na tej mapie). W przypadku Indii to „przyciąganie płyty” było wyjątkowo silne.

Innym powodem może być „wypychanie grzbietu” z drugiej krawędzi płyty, gdzie powstaje nowa, gorąca skorupa. Nowa skorupa stoi wyżej niż stara skorupa oceaniczna, a różnica wysokości powoduje spadek nachylenia. W przypadku Indii płaszcz pod Gondwanalandem mógł być szczególnie gorący, a grzbiet naciskał również mocniej niż zwykle.

Około 55 milionów lat temu Indie zaczęły orać bezpośrednio na kontynent azjatycki. Teraz, gdy spotykają się dwa kontynenty, żaden z nich nie może być podporządkowany drugiemu. Skały kontynentalne są zbyt lekkie. Zamiast tego gromadzą się. Skorupa kontynentalna pod płaskowyżem tybetańskim jest najgrubsza na Ziemi, średnio około 70 kilometrów i miejscami 100 kilometrów.

Płaskowyż Tybetański jest naturalnym laboratorium do badania zachowania skorupy w ekstremalnych warunkach Płyty tektoniczne. Na przykład płyta indyjska przepchnęła ponad 2000 kilometrów w kierunku Azji i nadal porusza się na północ z dobrym zacięciem. Co dzieje się w tej strefie kolizji?

Ponieważ skorupa płaskowyżu tybetańskiego jest dwa razy większa od swojej normalnej grubości, ta masa lekkiej skały jest o kilka kilometrów wyższa od średniej dzięki zwykłej pływalności i innym mechanizmom.

Pamiętaj, że zachowały się granitowe skały kontynentów uran oraz potas, które są „niekompatybilnymi” pierwiastkami promieniotwórczymi wytwarzającymi ciepło, które nie mieszają się w płaszczu poniżej. Zatem gruba skorupa płaskowyżu tybetańskiego jest niezwykle gorąca. Ciepło to rozszerza skały i pomaga płaskowyżu unosić się jeszcze wyżej.

Innym rezultatem jest to, że płaskowyż jest raczej płaski. Głębsza skorupa wydaje się być tak gorąca i miękka, że ​​łatwo przepływa, pozostawiając powierzchnię powyżej poziomu. Istnieją dowody na to, że skorupa topi się od razu, co jest niezwykłe, ponieważ wysokie ciśnienie zapobiega topnieniu skał.

Na północnej stronie płaskowyżu tybetańskiego, gdzie zderzenie kontynentalne sięga najdalej, skorupa jest odsunięta na wschód. Właśnie dlatego podczas wielkich trzęsień ziemi zdarzają się strajki, jak te w Kalifornii Wina San Andreas, a nie wstrząsy wstrząsowe, takie jak po południowej stronie płaskowyżu. Ten rodzaj deformacji zachodzi tutaj na wyjątkowo dużą skalę.

Południowy kraniec jest dramatyczną strefą podkopów, w której klin skał kontynentalnych jest wbity w Himalaje ponad 200 kilometrów. Gdy płyta indyjska jest pochylona, ​​strona azjatycka zostaje wypchnięta w najwyższe góry na Ziemi. Wciąż rosną około 3 milimetrów rocznie.

Grawitacja popycha góry w dół, gdy głęboko subdukowane skały pchają się w górę, a skorupa reaguje na różne sposoby. W środkowych warstwach skorupa rozprzestrzenia się na boki wzdłuż dużych uskoków, takich jak mokra ryba w stosie, odsłaniając głęboko osadzone skały. Na szczycie, gdzie skały są lite i kruche, osuwiska i erozja atakują wysokości.

Himalaje są tak wysokie, a opady monsunowe na nich tak wielkie, że erozja jest okrutną siłą. Niektóre z największych rzek na świecie niosą himalajski osad do mórz otaczających Indie, tworząc największe na świecie stosy brudu wśród fanów łodzi podwodnych.

Cała ta aktywność niezwykle szybko wydobywa głębokie skały na powierzchnię. Niektóre zostały zakopane głębiej niż 100 kilometrów, ale ukazały się wystarczająco szybko, aby zachować rzadkie metastabilne minerały, takie jak diamenty i koesyt (kwarc wysokociśnieniowy). Organy granit uformowane dziesiątki kilometrów w głąb skorupy zostały odsłonięte już po dwóch milionach lat.

Najbardziej ekstremalnymi miejscami na Płaskowyżu Tybetańskim są jego wschodnie i zachodnie krańce - lub składnie - gdzie pasy górskie są wygięte prawie dwukrotnie. Geometria zderzenia koncentruje tam erozję, w postaci rzeki Indus w zachodniej składni i Yarlung Zangbo we wschodniej składni. Te dwa potężne strumienie usunęły prawie 20 kilometrów skorupy w ciągu ostatnich trzech milionów lat.

Skórka pod spodem reaguje na to odrywanie, przepływając w górę i topiąc się. W ten sposób powstają duże kompleksy górskie w składniach himalajskich - Nanga Parbat na zachodzie i Namche Barwa na wschodzie, która rośnie o 30 milimetrów rocznie. Niedawny artykuł porównał te dwa składniowe zmiany do wybrzuszeń w ludzkich naczyniach krwionośnych - „tętniaki tektoniczne”. Te przykłady informacji zwrotnej między erozją, wzlotem a kolizją kontynentalną mogą być najwspanialszym cudem Tybetu Płaskowyż.