Согласно новому исследованию, 100-летняя теория, объясняющая, как Азия может выдерживать огромный вес Гималаев и Тибетского нагорья, нуждается в пересмотре.
Гималаи — самый высокий горный хребет в мире, где находится гора Эверест. (Изображение предоставлено: Pakawat Thongcharoen/Getty Images)
Новое исследование показало, что учёные, возможно, опровергли теорию столетней давности о том, что удерживает самый высокий горный хребет на Земле.
Гималайские горы образовались в результате столкновения Азиатского и Индийского континентов около 50 миллионов лет назад, когда тектонические силы так сильно сжали Тибет, что регион смялся, а его площадь сократилась почти на 620 миль (1000 километров). Индийская тектоническая плита в конце концов ушла под Евразийскую плиту, удвоив толщину земной коры под Гималаями и Тибетским нагорьем на севере и способствуя их поднятию.
На протяжении столетия господствовала теория о том, что только за счёт этого удвоения земной коры удерживаются Гималаи и Тибетское нагорье. Исследование, опубликованное в 1924 году швейцарским геологом Эмилем Арганом, показывает, что Индийская и Азиатская земные коры накладываются друг на друга и вместе простираются на глубину от 45 до 50 миль (от 70 до 80 км) под поверхностью Земли.
Но, как теперь утверждают исследователи, эта теория не выдерживает критики, поскольку из-за экстремальных температур породы в земной коре на глубине около 25 миль (40 км) становятся расплавленными.
«Если у вас есть 70-километровая земная кора, то самая нижняя её часть становится пластичной... она становится похожей на йогурт — а на йогурте гору не построишь», — рассказал Live Science Пьетро Стернаи, доцент кафедры геофизики Миланского университета Бикокка в Италии и ведущий автор нового исследования, посвящённого анализу геологии Гималаев.
Факты уже давно указывают на то, что теория Арнанда ошибочна, но идея о двух аккуратно сложенных друг на друга земных корех настолько привлекательна, что большинство геологов не подвергают её сомнению, говорит Стернаи. Исторически сложилось так, что «любые данные интерпретировались с точки зрения единого слоя земной коры двойной толщины», — сказал он.
Однако новое исследование показало, что между азиатской и индийской корой находится участок мантии. Это объясняет, почему Гималаи стали такими высокими и почему они остаются такими высокими по сей день, пишут авторы в статье, опубликованной 26 августа в журнале Tectonics.
Мантия — это слой Земли, расположенный непосредственно под земной корой. Она намного плотнее земной коры и поэтому не плавится при тех же температурах. В то же время земная кора настолько лёгкая и плавучая, что ведёт себя подобно айсбергу: чем толще она становится, тем выше поднимается над поверхностью Земли.
Штернай и его коллеги обнаружили мантийную вставку, смоделировав на компьютере столкновение между Азиатским и Индийским континентами. Модель показала, что, когда Индийская плита погрузилась под Евразийскую и начала плавиться, её фрагменты поднялись и прикрепились не ко дну Азиатской плиты, а к основанию литосферы — твёрдого внешнего слоя планеты, состоящего из коры и верхней мантии.
На диаграмме из исследования показано, как фрагменты индийской коры поднимались и прикреплялись к нижней части литосферы после столкновения азиатского и индийского континентов. Темно-синим цветом обозначена верхняя мантия, а оранжевым — частично расплавленная индийская кора. (Изображение предоставлено: Sternai et al. 2025, Tectonics. Распространяется по лицензии Creative Commons CC BY 4.0.)
Это принципиально важно, сказал Стерней, потому что это означает, что между сложенными друг на друга корами находится жёсткий слой мантии, который скрепляет всю структуру под Гималаями. Две коры обеспечивают достаточную плавучесть, чтобы удерживать регион в приподнятом положении, а материал мантии обеспечивает сопротивление и механическую прочность. «У вас есть все необходимые компоненты, чтобы приподнять топографию и выдержать вес Гималаев и Тибетского нагорья», — сказал он.
Затем исследователи сравнили свои результаты с сейсмическими данными и информацией, полученной непосредственно из горных пород. Мантийный сэндвич в моделировании соответствовал предыдущим данным, которые не могла объяснить теория Арманда, как сообщил Live Science соавтор исследования Симона Пилия, доцент кафедры наук о Земле в Университете нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда в Саудовской Аравии.
«Теперь всё встаёт на свои места, — сказал Пилия. — Наблюдения, которые казались загадочными, теперь легче объяснить с помощью модели, в которой есть кора, мантия и снова кора».
По словам Пилии, исследование предоставляет убедительные доказательства в пользу этой модели, но противоречит теории Арно, которой уже 100 лет, поскольку она получила широкое распространение.
«Я думаю, авторы правы в том, что это спорный вопрос», — Адам Смит, научный сотрудник в области численного моделирования в Университете Глазго в Шотландии, который не принимал участия в исследовании, сообщил Live Science в электронном письме. «Все предыдущие работы в целом подтверждали, что весь материал под Гималаями происходит из земной коры».
Но результаты всё равно правдоподобны и объясняют ряд геологических особенностей Гималаев, сказал Смит. «Авторы провели множество симуляций, используя разные значения толщины для всех слоёв, и, похоже, они всегда получали этот фрагмент мантии, зажатый между корой двух плит».
Дуве ван Хинсберген, профессор глобальной тектоники и палеогеографии Утрехтского университета в Нидерландах, не принимавший участия в исследовании, не согласился с тем, что результаты противоречивы. «Это интересное новое открытие и элегантная интерпретация», — сообщил он Live Science по электронной почте. «Если один континент погружается под другой, то можно ожидать, что сэндвич будет состоять из коры и мантийной литосферы верхней (Тибетской) плиты, а затем из коры нижней (Индийской) плиты».