Pokušati iz onoga što vidimo na površini zaključiti što se događa duboko u Zemlji pomalo je kao da pokušavamo rekonstruirati film gledajući samo jedan kadar.

Jedan od takvih zagonetnih ‘kadrova’ nalazimo u Apeninima, planinskom lancu koji se proteže duž talijanskog poluotoka. Ondje se Zemljina kora duž planinskog lanca rasteže i razdvaja, dok se istodobno na njegovu vanjskom rubu sabija. Neki se dijelovi područja uzdižu, drugi tonu, a potresi s obje strane Apenina pokazuju jednako proturječne obrasce, piše Science Alert.

Geolozi predvođeni Stefanom Tavanijem sa Sveučilišta u Firenci sada vjeruju da su pronašli odgovor: Zemljina se kora ispod Italije ‘otkopčava’, stvarajući neobične geološke pojave na površini.

Riječ je o procesu poznatom kao delaminacija, pri kojem se gusti donji dio Zemljine kore zajedno s pripojenim dijelom litosfere odvaja od gornjih slojeva i tone u plašt.

Tavani i njegovi kolege tvrde da se taj proces ispod Apenina ne odvija istodobno posvuda. Poput patentnog zatvarača, ima jednu aktivnu frontu, odnosno zonu koja se naziva zona odvajanja, gdje se odvaja donji sloj. Ta se zona postupno pomiče ispod Italije prema jadranskom predgorju.

Zagonetka Apenina

Apenini se protežu oko 1200 kilometara duž talijanskog poluotoka i već dugo predstavljaju geološku zagonetku.

Poput mnogih planinskih lanaca, nastali su sudaranjem tektonskih ploča. Milijunima godina ploče su pritiskale jedna drugu, pri čemu se Zemljina kora nabirala i zadebljavala.

No tektonski sustav ispod Italije nije nastavio djelovati na isti način. Kako se ploča koja je tonula u plašt postupno povlačila, kora iza rastućeg planinskog lanca počela se rastezati, što je dovelo do otvaranja Tirenskog mora.

Tako se dogodilo nešto neobično: dok se vanjski rub Apenina i dalje sabijao, kora dalje prema zapadu istodobno se rastezala.

‘Paradoks istodobne horizontalne kontrakcije i ekstenzije u konvergentnim planinskim lancima ostaje temeljan i uglavnom neriješen problem dinamike kontinenata’, navodi se u radu objavljenom 2006. u časopisu Annals of Geophysics.

Između prije otprilike 10 i dva milijuna godina, oko 100 kilometara skraćivanja u središnjim Apeninima bilo je praćeno približno jednakom količinom rastezanja u području Tirenskog mora.

Taj se obrazac dosad uglavnom objašnjavao povlačenjem subducirajuće ploče: dok se ploča koja tone povlači, ona rasteže koru iza planinskog lanca, čak i dok se dalje prema istoku ona i dalje sabija.

No prije otprilike dva milijuna godina nešto se promijenilo. Glavna faza rastezanja koja je otvorila Tirensko more završila je, a skraćivanje duž fronte Apenina potom je dramatično usporilo.

Paradoksalna deformacija planinskog lanca ipak se nastavila. Očito se događalo još nešto.

Tragovi duboko ispod planina

Kako bi istražili što se događa, Tavani i njegovi kolege objedinili su desetljeća podataka o potresima i GPS mjerenjima sa satelitskim radarskim opažanjima i kartama granice između Zemljine kore i plašta, poznate kao Moho, odnosno Mohorovičićev diskontinuitet.

Pojavio se upečatljiv obrazac: različite vrste deformacija činile su se povezane s istom dubinskom strukturom ispod Apenina. Duž više od 500 kilometara planinskog lanca istraživači su pronašli zonu u kojoj se Moho na tirenskoj strani preklapa s Mohom na jadranskoj strani.

Taj udvostručeni sloj kore tumače kao područje u kojem se donji dio kore odvaja – pokretna fronta procesa ‘otkopčavanja’.

I potresi se grupiraju upravo oko te zone. Iza i iznad fronte njihovi mehanizmi uglavnom pokazuju da se kora rasteže, dok ispred nje uglavnom ukazuju na kompresiju.

Sličnu priču pričaju i GPS mjerenja. Duž planinskog pojasa istraživači su izmjerili oko četiri milimetra rastezanja godišnje, dok se prema vanjskom rubu dio tog pomaka nadoknađuje kontrakcijom od približno dva milimetra godišnje.

Istraživači takvu deformaciju opisuju kao ‘deformaciju nalik harmonici’: planinski se pojas iznutra rasteže, dok se istodobno na svojoj fronti skraćuje.

Povlačenje subducirajuće ploče moglo bi objasniti takav obrazac tijekom ranijih faza razvoja Apenina, ali nije dovoljno za ono što ondje vidimo danas. Tavani i njegovi kolege smatraju da upravo kontinuirana delaminacija ispod planina predstavlja nedostajući unutarnji pokretač.

Ispred migrirajuće fronte donji dio kore i litosferski plašt još su povezani s pločom koja tone, zbog čega ona povlači koru prema dolje. No kada ta fronta prođe, donji se slojevi odvajaju i to opterećenje nestaje.

Preostali dio kore tada se može ponovno ispraviti i uzdići jer se gusti materijal ispod nje zamjenjuje lakšim materijalom plašta. Tako iza zone odvajanja nastaje rastezanje, dok kora ispred nje i dalje prolazi kroz kompresiju i spuštanje.

Model ipak nije potpun

 Pojednostavljen je, a ostaju otvorena pitanja o preciznoj građi ploče ispod Apenina. Za razumijevanje pune složenosti deformacija plašta i kore bit će potrebni sofisticiraniji modeli.

Ipak, istraživanje pokazuje da bi Apenini geolozima mogli pružiti rijetku priliku za izravno proučavanje takvog procesa. Istraživači ga opisuju kao ‘empirijsku, geodetskim podacima ograničenu dokumentaciju bočno migrirajuće delaminacijske fronte koja u stvarnom vremenu prati odvajanje litosferskog plašta’.

Nije loše za film koji pokušavamo rekonstruirati iz samo jednog kadra.