Apeninai driekiasi maždaug 1 200 kilometrų per visą Italijos pusiasalį, tačiau geologams ilgai kėlė galvosūkį, kodėl šioje zonoje vienu metu fiksuojami, atrodytų, vienas kitam prieštaraujantys procesai. Vienur žemės pluta tempiama, kitur spaudžiama, o dalis teritorijų kyla, kai gretimi plotai sėda.
Ne mažiau mįslingi ir žemės drebėjimai: skirtingose Apeninų pusėse jų mechanizmai rodo nevienodą deformaciją. Tai reiškia, kad tame pačiame kalnų sistemos regione veikia skirtingos jėgos, kurios paprastai siejamos su skirtingais tektoniniais režimais.
Naujas raktas į Apeninų mįslę
Florencijos universiteto geologų grupė, vadovaujama Stefano Tavanio, siūlo paaiškinimą, siejamą su procesu, vadinamu delaminacija. Tai laipsniškas tankios apatinės plutos dalies ir su ja susijusios litosferos atsiskyrimas, kai atskilusi medžiaga ima grimzti gilyn Žemės mantijos kryptimi.
Mokslininkai pabrėžia, kad šis procesas nevyksta vienu metu po visais Apeninais. Jis slenka tarsi frontas, o zona, kur prasideda atsiskyrimas, apibūdinama kaip delaminacijos vyrių sritis, kur apatiniai sluoksniai pradeda skirtis nuo viršuje esančios plutos.
Ką parodė GPS, palydovai ir seisminiai duomenys
Tyrėjai rėmėsi kelių tipų duomenimis: GPS matavimais, palydoviniais stebėjimais bei žemės drebėjimų įrašais. Taip pat lygino rezultatus su informacija apie ribą tarp plutos ir mantijos, vadinamą Mohorovičičiaus neįtaisa, arba Moho.
Analizė parodė per daugiau nei 500 kilometrų besitęsiančią struktūrą po Apeninais, kur Moho riba Tirėnų jūros pusėje persidengia su riba Adrijos pusėje. Tokia geometrija, mokslininkų vertinimu, gali būti pėdsakas vietos, kur tankesnė apatinė pluta atsiskiria ir grimzta į gilesnius Žemės sluoksnius.
Plutos judesių duomenys papildo šį vaizdą. GPS rodo, kad Apeninų vidinėje dalyje vyksta tempimas, siekiantis apie 4 milimetrus per metus, o išoriniame pakraštyje tuo pat metu matomas maždaug 2 milimetrų per metus trumpėjimas.
Toks derinys mokslininkų apibūdinamas kaip akordeono judesys: kalnų sistemos vidus tarsi plečiasi, o priekinė dalis dar patiria suspaudimą. Būtent delaminacija, jų teigimu, gali sukurti sąlygas vienu metu vykti abiem deformacijos tipams.
Kodėl vienur kyla, o kitur sėda?
Kai delaminacijos frontas slenka po kalnynu, sunkesni apatiniai sluoksniai, kurie anksčiau „spaudė“ plutą, pradeda nykti, nes atsiskiria ir grimzta. Juos gali pakeisti lengvesnė mantijos medžiaga, todėl pluta viršuje linkusi kilti ir lengviau temptis.
Tačiau prieš slenkantį frontą dalis plutos vis dar lieka susieta su gilyn grimztančiomis struktūromis, todėl ji gali būti traukiama žemyn ir patirti suspaudimą. Tai paaiškina, kodėl gretimuose regionuose fiksuojami priešingi vertikalūs ir horizontalūs judesiai.
Mokslininkai taip pat šį modelį sieja su ilgesne regiono raida, kai Apeninų formavimą milijonus metų veikė plokščių sąveika ir gilyn smengančios plokštės traukimasis. Tai prisidėjo prie plutos tempimo vakarinėje pusėje ir Tirėnų jūros baseino raidos, o vėlesniais laikais delaminacija galėjo tapti trūkstamu paaiškinimu, kodėl deformacijos tęsėsi ir po ankstesnių etapų.
Tyrimo autoriai pabrėžia, kad pateiktas scenarijus dar nėra galutinis atsakymas į visus klausimus apie giliąją Italijos sandarą. Norint tiksliau atkurti, kaip sąveikauja pluta ir mantija, reikės detalesnių skaitinių modelių ir papildomų geofizinių duomenų.