«Я был чрезвычайно удивлен, когда мои коллеги, Цзин Лю-Цзэн и Дирк Шерлер, показали мне доказательства существования этого каньона в южном Тибете», — говорит Жан-Филипп Авуак, профессор геологии Калифорнийского технологического института им. Эрла К. Энтони. «Когда я впервые увидел данные, я сказал:« Вау! » Было удивительно видеть, что когда-то река довольно глубоко врезалась в Тибетское нагорье, потому что сегодня этого нет.
На мой взгляд, это было большим открытием ».Геологи, такие как Авуак и его коллеги, которые интересуются тектоникой — изучением земной поверхности и того, как она изменяется, — могут использовать такие инструменты, как GPS и сейсмология, для изучения деформации земной коры, происходящей сегодня.
Но если они заинтересованы в изучении изменений, произошедших миллионы лет назад, такие инструменты бесполезны, потому что активность уже произошла. В таких случаях реки становятся основным источником информации, потому что они оставляют после себя геоморфные подписи, которые геологи могут опросить, чтобы узнать о том, как эти реки когда-то взаимодействовали с землей, помогая им определить, когда и насколько изменилась земля, для пример.«В тектонике мы всегда пытаемся использовать реки, чтобы что-то сказать о поднятии», — говорит Авуак. «В этом случае мы использовали палеоканьон, вырезанный рекой.
Это хороший пример, когда, восстановив геометрию дна каньона, мы смогли сказать, насколько диапазон сдвинулся вверх и когда он начал двигаться. "Команда сообщает о своих выводах в текущем выпуске журнала Science.В прошлом году инженеры-строители из Управления землетрясений Китая собрали керны путем бурения дна долины в пяти местах вдоль реки Ярлунг Цангпо. Вскоре после этого бывший аспирант Калифорнийского технологического института Цзин Лю-Цзэн, который сейчас работает в этой администрации, вернулся в Калифорнийский технологический технологический институт в качестве приглашенного сотрудника и поделился основными данными с Авуаком и Дирком Шерлером, затем постдоком в группе Авуака. Шерлер ранее работал в дальних западных Гималаях, где река Инд глубоко врезалась в Тибетское плато, и сразу понял, что новые данные предполагают наличие палеоканьона.
Лю-Цзэн и Шерлер проанализировали данные керна и обнаружили, что в нескольких местах были цементированные вместе осадочные конгломераты, округлый гравий и более крупные породы, которые связаны с текущими реками, до глубины 800 метров или около того, и в этот момент отчет четко указанная коренная порода.
Это наводит на мысль, что река когда-то глубоко врезалась в плато.Чтобы установить, когда река перешла от врезания коренной породы к отложению отложений, они измерили два изотопа, бериллий-10 и алюминий-26, в самом нижнем слое отложений. Изотопы образуются, когда горные породы и отложения подвергаются воздействию космических лучей на поверхности и разлагаются с разной скоростью после захоронения, что позволило геологам определить, что палеоканьон начал заполняться осадками около 2,5 миллионов лет назад.Реконструкция дна бывшей долины, выполненная исследователями, показала, что когда-то наклон реки постепенно увеличивался от Гангской равнины до Тибетского плато, без резких изменений или трещин.
Сегодня у реки, как и у большинства других в этом районе, есть крутая точка, где она встречается с Гималаями, в месте, известном как массив Намче Барва. Здесь горы поднимаются чрезвычайно быстро (порядка 1 сантиметра в год, тогда как в других районах более типичны 5 миллиметров в год), и река опускается на 2 километра по высоте, протекая через знаменитое ущелье Цангпо. некоторые называют его Большим каньоном Ярлунг Цангпо, потому что он такой глубокий и длинный.
Сочетая глубину и возраст палеоканьона с геометрией долины, геологи предположили, что река существовала в этом месте примерно до 3 миллионов лет назад, но в то время на нее не повлияли Гималаи. Однако по мере того, как Индийская и Евразийская плиты продолжали сталкиваться, а горный хребет продвигался на север, он начал сталкиваться с рекой. Внезапно, около 2,5 миллионов лет назад, быстро поднимающийся участок горного хребта встал на пути реки, запрудив ее, и каньон впоследствии заполнился отложениями.
«Это время, когда массив Намче Барва начал подниматься, а ущелье развивалось», — говорит Шерлер, один из двух ведущих авторов статьи, работающий сейчас в Немецком исследовательском центре геонаук GFZ в Потсдаме, Германия.Эта картина реки и Тибетского плато, которая включает в себя реку, глубоко врезавшуюся в плато миллионы лет назад, довольно сильно отличается от общепринятого геологического видения. Обычно геологи считают, что, когда реки начинают врезаться в плато, они питаются по краям, медленно продвигаясь к плато с течением времени.
Тем не менее, все реки, текущие через Гималаи, имеют сильные изломы и совсем не врезались в Тибетское плато. Поэтому считалось, что быстрое поднятие Гималаев отодвинуло реки назад, фактически сковывая их, так что они не смогли пробиться на плато.
Но это объяснение не работает с недавно обнаруженным палеоканьоном.Новая гипотеза группы также исключает модель, которая существует уже около 15 лет и называется тектонической аневризмой, которая предполагает, что быстрое поднятие, наблюдаемое в массиве Намче Барва, было вызвано интенсивным рассечением реки. При тектонической аневризме река прорезает земную кору так быстро, что она нагревается, что ослабляет близлежащий горный хребет и способствует поднятию.
Модель пользуется популярностью среди геологов, и действительно, в 1996 году сам Авуак опубликовал статью о моделировании, которая показала жизнеспособность этого механизма. «Но теперь мы обнаружили, что река могла врезаться в плато еще до того, как произошло поднятие, — говорит Авуак, — и это показывает, что модель тектонической аневризмы здесь на самом деле не действовала. Быстрое поднятие не является ответом на речной разрез ".