Университет Стоуни Брук руководит исследовательским проектом, который фокусируется на взаимосвязи между эволюцией ландшафта, климата и ископаемой летописью эволюции млекопитающих и диверсификации на Западе Соединенных Штатов. Малоизученным аспектом этого исследования в области наук о земле является связь между гравитационными силами глубоко внутри Земли и эволюцией ландшафта.

Теперь в недавно опубликованной статье в Nature Communications исследователи с помощью компьютерного моделирования показывают, что глубокие корни под горными поясами (аналогично массивному льду под верхушкой айсберга) вызывают резкие движения вдоль разломов, которые приводят к обрушению горного пояса и обнажению пород, которые когда-то составляли около 15 миль. под поверхностью.

Происхождение этих загадочных обнажений, называемых "комплексами метаморфического ядра", горячо обсуждается в научном сообществе. Этот вывод исследования может изменить то, как ученые пытаются раскрыть историю Земли как развивающейся планеты.

Ведущий исследователь Уильям Э. Холт, доктор философии, профессор геофизики факультета наук о земле Школы искусств и наук при Университете Стоуни Брук, первый автор Алиреза Бахадори, бывшая аспирантка Холта, а ныне Колумбийского университета, и коллеги обнаружили, что эти основные комплексы являются ископаемым признаком мимо горных поясов на западе Соединенных Штатов, которые занимали районы вокруг Феникса и Лас-Вегаса. Эти горные районы оставили следы в виде отложений гравия от древних рек, текущих на север и восток, которые сегодня находятся к югу и западу от Флагстаффа, штат Аризона.

Работа, изложенная в документе, подчеркивает разработку того, что исследовательская группа называет общей моделью формирования комплекса метаморфических ядер, и демонстрацию того, что они являются результатом обрушения горного пояса, поддерживаемого утолщенным корнем земной коры.

Авторы далее объясняют: "Мы показываем, что гравитационные силы тела, генерируемые топографией и коренными корнями, вызывают восходящий характер течения пластичной нижне-средней коры, чему способствует поверхность отрыва, эволюционирующая в низкоугловой нормальный разлом. Эта поверхность отрыва приобретает большое количество конечных деформаций, что согласуется с толстыми зонами милонита, обнаруженными в комплексах метаморфического ядра."

Работа основана на исследовании, также опубликованном в Nature Communications в 2022 году. Холт и его коллеги опубликовали первую в своем роде модель в трех измерениях, чтобы проиллюстрировать связь между климатом и тектоникой для моделирования ландшафта и истории эрозии / осаждения региона до, во время и после формирования этих метаморфических основных комплексов.

Это моделирование было связано с глобальной климатической моделью, которая предсказывала тенденции выпадения осадков на Юго-западе США с течением времени. 3D-модель точно предсказывает отложение отложений в бассейнах, содержащих ископаемые останки млекопитающих и климатические записи.

Группа также опубликовала статью в журнале Science Advances в ноябре 2021 года, возглавляемую членом команды Кэти Лоуни.

Это исследование показало, что значительный пик диверсификации млекопитающих может быть статистически связан с пиком экстенсионального коллапса древних горных поясов. Таким образом, совместное исследование является первым в своем роде, позволяющим количественно оценить, как глубинные силы Земли в сочетании с климатом влияют на ландшафт и влияют на диверсификацию млекопитающих и расселение видов, обнаруженных в летописи окаменелостей.