כיצד הגיעו הרי האנדים - רכס ההרים הארוך בעולם - לגודלם העצום? זו רק אחת מבין השאלות הגיאולוגיות ששיטה חדשה אשר פותחה על ידי חוקרים מאוניברסיטת קופנהגן נועדה לענות עליהן. בדיוק חסר תקדים, השיטה אפשרה לחוקרים להעריך כיצד הלוחות הטקטוניים של כדור הארץ שינו את מהירותם במהלך מיליוני השנים האחרונות, בממצא ששופך אור על האופן שבו נוצרו ההרים בדרום אמריקה.
הרי האנדים הם רכס ההרים היבשתי הארוך ביותר בעולם. הוא משתרע על פני כ-8,000 ק"מ לאורך חופה המערבי של דרום אמריקה, רוחבו המרבי של הרכס הינו 700 ק"מ, כשגובהו מגיע במקומות מסוימים עד לכמעט 7 ק"מ. כמו כן, הוא מורכב משני חלקים עיקריים: הרכס המזרחי והרכס המערבי - שני רכסים שמשתרעים במקביל לכל אורך אמריקה הדרומית, וביניהם יש שקע עמוק. כאמור, אחת השאלות שנותרו לא פתורות בקרב גיאולוגים רבים היא כיצד רכס ההרים העצום הזה הגיח מפנים כדור הארץ. כעת, מספר חוקרים מאוניברסיטת קופנהגן הציעו סברה משלהם לעניין זה, באמצעות שיטה חדשה, לפיה נחקר הלוח הטקטוני שעליו יושב הרכס.
האורוגנזה (תהליך גאולוגי של יצירת רכסי הרים בטבע כתוצאה מהתכנסותם של לוחות טקטוניים) של הרי האנדים מקורה בתהליך של קימוט והעתק בשל תנועת לוחות טקטוניים שמכסים את פני כדור הארץ כמו חלקי פאזל מסיביים. הם זזים בכמה סנטימטרים בכל שנה, בערך באותו קצב שבו הציפורניים של בני האדם גדלות. מדי פעם, תנועת הלוחות הללו הופכת לפתע למהירה או לאיטית, אירוע שהידע על אודותיו בפן המחקרי הוא מועט. כעת, חוקרי אוניברסיטת קופנהגן הגיעו להערכות מדויקות יותר מתמיד, הן ביחס לכמה והן באיזו תדירות השתנתה מהירות תנועת הלוחות בפן ההיסטורי.
החישובים החדשים של החוקרים הוכיחו כי הלוח הדרום אמריקני - לוח טקטוני שנמצא מתחת ליבשת דרום אמריקה וגולש מזרחה כלפי הרכס המרכז-אטלנטי - האיץ את תנועתו באופן פתאומי והאט אותה בשתי נקודות זמן שונות במהלך 15 מיליון השנים האחרונות, מה שייתכן שתרם לשטח העצום שעליו פרושה שרשרת ההרים הזו. למרבה הפלא, שתי ההאטות הפתאומיות התרחשו בין תקופות שבהן טווח הרי האנדים גדל במהירות.
"הלוח שגובל ממערב, לוח נסקה - לוח טקטוני ימי באגן המזרחי של האוקיינוס השקט מול חופה המערבי של אמריקה הדרומית הקרוי על שם אזור נסקה (Nazca) בדרום פרו - נע מזרחה ועובר הפחתה (תהליך בו חודר לוח אוקייני אל מתחת לליתוספירה של לוח שכן) מתחת ללוח הדרום אמריקני, מה שגרם להרי האנדים לגדול. תוצאה זו יכולה להצביע על כך שחלק מהרכס הקיים פעל כבלם על הן לוח נסקה והן הלוח הדרום אמריקני. ככל שהלוחות האטו את מהירותם, ההרים באותה נקודה גדלו יותר", הסבירה ולנטינה אספינוזה, דוקטורנטית מהמחלקה למדעי כדור הארץ וניהול משאבי טבע באוניברסיטת קופנהגן, שלקחה חלק במחקר הנוכחי.
לפי המחקר החדש, שממצאיו פורסמו בכתב העת Earth and Planetary Science Letters, הלוח הדרום אמריקני האט את תנועתו ב-13% לפני 14-10 מיליון שנה, וב-20% בתקופה שלפני 9-5 מיליון שנה, כשעל פי לוח הזמנים הגאולוגי, מדובר בשינויים מהירים ופתאומיים מאוד. לדברי החוקרים, ישנן שתי סיבות אפשריות להאטות הפתאומיות של לוח זה. אחת קשורה להתרחבות של הרי האנדים, כשהשערת החוקרים היא שהאינטראקציה בין התפשטות ההרים למהירות הנמוכה יותר של הלוח נבעה מתופעה שנקראת דלמינציה. כלומר, הרבה מאוד חומר לא יציב מתחת להרי האנדים התפרק ושקע במעטפת כדור הארץ, מה שגרם לשינויים גדולים בתצורת הלוח. תהליך זה גרם להרי האנדים לשנות צורה ולצמוח לרוחב. בתקופות אלו התרחבה שרשרת ההרים לצ'ילה ממערב וארגנטינה ממזרח. ככל שהלוח צבר יותר חומר הררי והפך כבד יותר, כך הואטה תנועת הלוח.
"אם ההסבר הזה הוא הנכון, הרי שמדובר על פרט משמעותי באופן שבו נוצר רכס ההרים העצום הזה, אם כי עדיין רב הנסתר על הגלוי, בין היתר על הסיבה שבגינה הוא הפך לגדול כל כך, על מהירות תהליך יצירתו ועל הסיכוי להתמוטטות שלו", אמרה אספינוזה. לטענת החוקרים, הסבר אפשרי נוסף מדוע תנועת הלוח הואטה הוא שחל שינוי בזרימת החום מפנים כדור הארץ, המכונה "הסעת חום", שנעה אל השכבה העליונה ביותר של מעטפת כדור הארץ, עליה צפים הלוחות הטקטוניים, מה שבא לידי ביטוי בשינוי תנועת הלוח. כעת, נראה כי לחוקרים יש את המידע והכלים להתחיל לבחון את ההשערות שלהם באמצעות מודלים וניסויים.
השיטה לחישוב השינויים בתנועת הלוחות הטקטוניים מתבססת על עבודתם הקודמת של ג'אמפיירו איאפלדנו וצ'רלס דמטס משנת 2016. ייחודיות השיטה היא שימוש בנתונים גיאולוגיים ברזולוציה גבוהה, המשמשים בדרך כלל רק לחישוב תנועת הלוחות בין לוח אחד למשנהו. במחקר הנוכחי, שאיאפלדנו היה ממחבריו, אותם נתונים שימשו לחישוב שינויים בתנועת הלוחות ביחס לכוכב הלכת עצמו, כך שמדובר על הערכות עם דיוק חסר תקדים.
לאחר בדיקת השיטה עם שילוב של שישה לוחות טקטוניים אחרים, החוקרים סברו כי היא יכולה להפוך לשיטה סטנדרטית חדשה. "ניתן להשתמש בשיטה זו עבור כל הלוחות, כל עוד נתונים ברזולוציה גבוהה זמינים. תקוותי היא ששיטה זו תשמש לחידוד מודלים היסטוריים של לוחות טקטוניים ובכך תשפר את הסיכוי לשחזר תופעות גיאולוגיות שנותרו לא ברורות בפן המחקרי. אם נוכל להבין טוב יותר את השינויים שהתרחשו בתנועות הלוחות לאורך זמן, נוכל לקבל הזדמנות לענות על כמה מהתעלומות הגדולות ביותר של הפלנטה שלנו וההתפתחות שלו. אמנם הידע מועט על הטמפרטורה של פנים כדור הארץ, או על הזמן שבו החלה תנועת הלוחות, אולם באמצעות השיטה החדשה ניתן יהיה להרכיב עוד ועוד חלקים בפאזל הגדול הזה", סיכם איאפלדנו.
