Muutokset ilmastossa saattavat vaikuttaa mannerlaattojen liikkeisiin

Uudessa tutkimuksessa on löydetty todisteita siitä, että ilmasto-olosuhteet ovat saattaneet vaikuttaa Intian mannerlaatan nopeuteen. Miljoonia vuosia sitten voimistuneen monsuunin aiheuttamat sateet ovat kuluttaneet Himalajan itäosia, mikä on vähentänyt kitkaa Intian ja Euraasian mannerlaattojen välillä, jolloin mannerlaattojen välinen törmäysnopeus on kasvanut.


Sadanta Himalajalla lännestä itään.

Himalajan vuoriston korkeus kasvaa pikku hiljaa Kashmirin alueen noin kolmesta kilometristä Nepalissa sijaitseviin maailman korkeimpiin vuorenhuippuihin. Siitä korkeus taas vähenee itään päin mentäessä. Myös sademäärät muuttuvat Himalajalla merkittävästi. Vuotuinen sademäärä on Himalajan länsiosissa noin yksi metri, mutta itäosissa sademäärä on noin neljä metriä vuodessa. Intian monsuuni aiheuttaa tämän suuren sademäärän.

On arveltu, että monsuuni voimistui noin 9 – 6 miljoonaa vuotta sitten, kun Intian mannerlaatta (eli litosfäärilaatta) kohosi tarpeeksi toimiakseen lämmönlähteenä ja estääkseen pohjoiseen suuntautuvia ilmavirtauksia. On kuitenkin mahdollista, että Himalajan vuoristo oli jo tuolloin riittävä este ilmavirtauksille ja olisi siten voinut saada aikaan monsuunin voimistumiselle sopivat olosuhteet. Tässä tapauksessa monsuunin voimistuminen olisi tapahtunut jo aiemmin mioseenin keskivaiheilla. On joitakin havaintoja, jotka tukevat tätä näkökulmaa. Esimerkiksi kostealle trooppiselle ilmastolle ominaiset lajit näyttävät ilmaantuneen alueelle mioseenin keskivaiheilla. Sitä ennen alueella esiintyi kuivemman ilmaston lajeja.

Monsuuni syntyy maa-alueiden ja meren välisestä lämpötilaerosta. Keväällä ja kesällä maa-alueet lämpenevät merta nopeammin, jolloin lämpötilaeron synnyttämä paine-ero saa aikaan mereltä puhaltavan monsuunituulen. Tuuli tuo mereltä kosteutta, mikä tiivistyy monsuunisateeksi ilmamassojen noustessa Himalajaa pitkin korkeammalle.

Monsuunisateet ja -tuuli aiheuttavat eroosiota. Maakerroksista ja meren pohjasedimenteistä on analysoitu muinaisia eroosion merkkejä. Niiden perusteella on voitu arvioida monsuunin voimistumisen ajankohtaa. Asia on silti vielä epäselvä. Tuulen kerrostamasta maaperästä ja merisedimenteistä on arvioitu monsuunin voimistuneen 12 – 8 miljoonaa vuotta sitten, minkä jälkeen monsuunin voimakkuus olisi pysynyt vakaana ainakin plioseenin loppuun asti. On myös arvioitu, että voimakkuuden huippu olisi ollut jo 15 – 10 miljoonaa vuotta sitten, minkä jälkeen monsuuni olisi tasaisesti heikentynyt. Riippumatta siitä, milloin monsuunin voimistuminen tarkalleen tapahtui, sedimenteistä nähdään kuitenkin selvästi Intian monsuunin aiheuttama voimakas eroosio itäisellä Himalajalla. On siis mahdollista, että voimistuneen monsuunin aiheuttama eroosio on muokannut Himalajan nykyisen muotoiseksi erityisesti idässä.

Maan muotojen historialla on merkitystä Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäämisen kannalta. Vuoristojonoihin on nimittäin varastoitunut potentiaalienergiaa niin paljon, että energian määrä on verrattavissa laattatektoniikassa kyseeseen tuleviin energiamääriin. Laattatektoniikan muovaamat maan muodot, kuten vuoristojonot, saattavat aiheuttaa muutoksia mannerlaattoihin tai laattojen törmäysnopeuksiin.

Earth and Planetary Science Letters -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa on testattu hypoteesia, jonka mukaan Himalajan muodonmuutokset monsuunin aiheuttamasta eroosiosta ovat yhteydessä Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäyksen historiaan. Tutkimuksessa tehtiin rekonstruktio mannerlaattojen liikkeestä viimeisen 12,4 miljoonan vuoden ajalta. Rekonstruktion avulla tehtiin mallisimulaatioita Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäyksestä. Simulaatioiden perusteella arvioitiin Himalajan itäosien eroosion vaikutusta törmäyksen kulkuun.

Intian ja Euraasian mannerlaatan välinen törmäysvauhti alkoi hidastua noin 20 miljoonaa vuotta sitten. Tämä näkyy uuden tutkimuksen rekonstruktion alkuvaiheissa. Muutama miljoonaa vuotta sitten törmäysvauhti nopeutui. Rekonstruktion mukaan nopeutuminen ei ole tasaista, vaan törmäysvauhti näyttää olevan nopeampi Himalajan itäosissa kuin länsiosissa. Tämä viittaa siihen, että Intian mannerlaatta on pyörivässä liikkeessä (vastapäivään). Myös tutkimuksessa tehdyissä simulaatioissa näkyy Intian mannerlaatan pyörivä liike.

Rekonstruktiossa nähdyt vaihtelut mannerlaattojen törmäyksessä ovat nopeampia kuin perinteisten geodynaamisten mallien perusteella voisi olettaa. Suuret muutokset näissä tapahtuvat tyypillisesti kymmenien miljoonien vuosien aikaskaalalla. Uuden tutkimuksen mallisimulaatioissa otettiin kuitenkin huomioon eroosion vaikutus. Voimakkaiden sateiden aiheuttama eroosio poistaa maa-ainesta vuoristoista. Maa-aineksen poistumisen myötä vuoriston potentiaalienergia vähenee. Vuoristot aiheuttavat kitkaa mannerlaattojen välille ja kun eroosio poistaa massaa vuoristosta, mannerlaattojen välinen kitka pienenee. Eroosio saattaa näin aiheuttaa melko merkittäviä muutoksia jo muutaman miljoonan vuoden aikana.

Aiemmista tutkimuksista tiedetään, että Himalajalla tapahtuneet voimakkaan eroosion jaksot ovat sattuneet samaan aikaan voimistuneen monsuunin kanssa. Mannerlaattojen törmäys on nyt tehdyn rekonstruktion perusteella ollut voimakkaimmillaan itäisen Himalajan kohdalla, joten olisi odotettavissa, että Itä-Himalajalla olisi Himalajan korkeimmat vuoret. Näin ei kuitenkaan ole, joten on syytä olettaa, että eroosio on ollut vaikuttamassa asiaan. Tehtyjen simulaatioiden perusteella näyttää siltä, että eroosio on ollut merkittävä tekijä itäisen Himalajan vuorien korkeuksien säätelijänä viimeisen 15 miljoonan vuoden ajan.

Malleilla tehtiin kaksi simulaatiota törmäysnopeudelle. Toisessa simulaatiossa ei ollut mukana eroosion vaikutusta itäisellä Himalajalla, mutta toisessa oli. Intian ja Euraasian mannerlaattojen törmäysnopeuden nopeutuminen ei ollut riittävän suuri siinä simulaatiossa, josta puuttui eroosion vaikutus. Tämän perusteella on pääteltävissä, että itäisellä Himalajalla tapahtunut voimakas eroosio on muuttanut Intian ja Euraasian mannerlaattojen välistä törmäysnopeutta. Eroosio näyttää tapahtuneen voimistuneen monsuunin aiheuttamien voimakkaiden sateiden johdosta. Tässä tutkimuksessa siis esitetään mahdollinen mekanismi, jonka avulla ilmasto voi vaikuttaa mannerlaattojen liikkeeseen.

Lähde: Giampiero Iaffaldano, Laurent Husson and Hans-Peter Bunge, Monsoon speeds up Indian plate motion, Earth and Planetary Science Letters, Volume 304, Issues 3-4, 15 April 2011, Pages 503-510, doi:10.1016/j.epsl.2011.02.026. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Advertisements

Yksi vastaus to “Muutokset ilmastossa saattavat vaikuttaa mannerlaattojen liikkeisiin”

  1. MarkkuP Says:

    Hei

    kyllä, juuri näin on. Joillain maanjäristyslueilla ilmaston lämpeneminen lisää tilastollisesti järistystodennäköisyyttä ja vastaavasti saattaa laskea sitä toisilla alueilla. Myös käänteinen malli toimii, eli ilmaston kylmeneminen antaa päinvastaisia havaintoja. Tekijänä saattaa olla myös mm. jäämassojen vaihtelu jäätiköillä ja/tai vuorten poimuissa, joka tosin on yhteydessä myös monsuuneihin.

    Historiallisesta kaasupohjaisesta lämpötiladatasta löytyy myös tätä tukevia todisteita, eli voimakkaat CO2 vaihtelut ovat yhteydessä SO4 vaihteluihin ja SO4 lähteenä on käytännössä ainoastaan tulivuoritoiminta, joka taasen lisääntyy kun mannerlaattojen liikkeet voimistuvat.


Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: