Песчаники у озёр могут раскрыть тайны движения древнего континента

Учёные исследовали формацию Фреда, показанную здесь у водопада Потейто-Ривер в Висконсине, чтобы узнать больше о том, как эволюционировали земные формы рельефа. Автор: Энтони Фуэнтес

Около 1,1 миллиарда лет назад древнейшая и наиболее тектонически стабильная часть Северной Америки — Лаврентия — стремительно двигалась на юг к экватору. В конечном итоге Лаврентия столкнулась с другими массивами суши во время Гренвильского орогенеза, образовав суперконтинент Родиния.

Траектория движения Лаврентии в тот период известна благодаря палеомагнетизму. Анализируя ориентацию и намагниченность горных пород в литосфере, учёные могут определить относительное положение и движение Лаврентии перед формированием Родинии.

Особенно важны для отслеживания движения Лаврентии породы вдоль озера Верхнее в северном Висконсине и Мичигане. Эти породы, состоящие в основном из красных песчаников, алевролитов и небольших конгломератов, образовались в результате обширной седиментации, вызванной Североамериканским срединно-континентальным рифтом, и богаты оксидами железа, такими как гематит. Гематит может сохранять намагниченность, приобретённую во время отложения, что фиксирует положение породы относительно полюсов Земли в тот период.

К сожалению, существующие палеомагнитные данные имеют пробел между 1,075 миллиарда и 900 миллионами лет назад, что ограничивает наше понимание того, как, когда и где сформировалась Родиния.

Чтобы заполнить этот пробел, Энтони Фуэнтес и его коллеги собрали новые образцы из формации Фреда возле озера Верхнее, которая образовалась в условиях поймы примерно 1,045 миллиарда лет назад. Исследователи объединили эти данные со стратиграфическим моделированием возраста, чтобы оценить новый седиментационный палеополюс — положение геомагнитного полюса в определённый момент в прошлом. Работа опубликована в Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Предыдущие исследования показывают, что в течение 30 миллионов лет, между 1,110 и 1,080 миллиарда лет назад, Лаврентия перемещалась с примерно 60° северной широты до 5° северной широты со скоростью 30 сантиметров (12 дюймов) в год — быстрее, чем движение Индийской плиты при столкновении с Евразией, которое привело к образованию Гималаев. Это исследование показало, что в последующие 30 миллионов лет скорость движения Лаврентии замедлилась до 2,4 сантиметров (1 дюйм) в год, когда она пересекала экватор.

Замедление движения древнего континента во время отложения формации Фреда совпадает с началом Гренвильского орогенеза. Результаты подтверждают, что в этот период не действовал режим «единой крышки», при котором литосфера ведёт себя как единая непрерывная плита, а не как множество независимых плит.

Больше информации: Anthony J. Fuentes et al, Termination of Laurentia's Rapid Plate Motion at the Start of the Grenvillian Orogeny, Journal of Geophysical Research: Solid Earth (2025). DOI: 10.1029/2025JB031794