Кратоны – допротерозойские континентальные плиты, слагающие около 60% литосферы. Они характеризуются большой мощностью, составляющей иногда более 200 км, и высокой стабильностью, сохраняющейся на протяжении миллионов и иногда миллиардов лет.
Однако все же в пределах кратонов иногда происходят геологические катаклизмы, приводящие к нарушению их структуры. Так, установлено исчезновение литосферной основы у Северо-Китайского кратона в мезозое.
Предполагается, что такие процессы могут быть обусловлены мантийными конвективными потоками и плавлением пород в основании. Однако до сих пор они были отмечены только в геологической истории.
С данной точки зрения особый интерес представляет Северо-американская плита. Ее ядро включает несколько кратонов и вулканических дуг, сформировавшихся при субдукции в протерозое. Зона субдукции образовалась вдоль
западного побережья Северной Америки. По ней плита Фараллон погружалась
под Северо-американскую плиту. Однако 20-25 млн лет назад начался надвиг
Тихоокеанской плиты на Фараллон, что вызвало разрушение последней.
Сейчас один из ее фрагментов расположен на границе нижней мантии и
переходной зоны, на глубине около 660 км.
Сотрудники Университета Техаса в Остине предположили, что фрагмент плиты Фараллон, погруженный под Средний Запад, вызывает истончение коры, затягивая материал
Северо-американской плиты в мантию. Это происходит на территории от
Мичигана до Небраски и Алабамы.
Для проверки новой гипотезы исследователи использовали томографию полной формы волны. Данный метод сейсмической визуализации высокого разрешения предполагает установление физических свойств недр на основе анализа различных типов сейсмических волн. К тому же было смоделировано воздействие фрагмента плиты Фараллон на вышележащий кратон.
По результатам подтверждено наличие сейсмического потока только над погруженной структурой. Таким образом, впервые зафиксировано проявление кратонического истончения.
Ученые предполагают, что выявленный процесс погружения Северо-американской плиты может повлиять на ее тектоническую эволюцию, но не вызовет значительных изменений поверхности в краткосрочной перспективе. К тому же, по их мнению, геологический поток будет замедляться с погружением фрагмента плиты Фараллон в мантию и сокращением его влияния на кору.
Полученные данные расширяют понимание процессов эволюции литосферы.
