Mongoliets bjerge rejste sig på grund af en tung lithosfære, der sank

En gådefuld bjergkæde midt i Mongoliet

De centrale mongolske Hangay-bjerge rejser sig 4 kilometer over havets overflade og danner en karakteristisk kuppelformet landskabsformation. Bjergene spiller en afgørende rolle for regionens klima, men deres oprindelse har længe været en videnskabelig gåde.

Forskere har hidtil haft svært ved at forklare, hvordan bjergene kunne dannes så langt fra en tektonisk pladegrænse. "Disse bjerge i det centrale Mongoliet ligger omkring 5.000 kilometer fra den nærmeste pladegrænse ved Stillehavet," forklarer Pengfei Li, geolog ved Kinas Akademi for Videnskabers Guangzhou-institut for Geokemi. "Det er svært at forstå, hvorfor vi har en så stor bjergkæde så langt væk fra pladegrænserne."

En tung lithosfære, der brød sammen

Li og hans forskerteam har nu fundet en forklaring. Deres undersøgelser tyder på, at bjergene opstod, da en U-formet bøjning i en tektonisk plade førte til en ekstra tyk lithosfære. En del af denne tunge lithosfære brød til sidst af og sank ned i kappen. Den lettede skorpe rejste sig derefter og dannede Hangay-bjergene.

"Det er den første opdagelse af vulkanisme fra denne periode," siger Li. Tektoniske plader er langt fra stive. Når de bevæger sig over, under og mod hinanden, kan sektioner langt fra grænserne danne kurver og folder, ligesom et krøllet bordklæde. Disse buede sektioner kaldes orokliner og er almindelige over hele verden.

Den mongolske oroklin og dens hemmeligheder

Den mongolske oroklin er omkring 6.000 kilometer lang og er en af de længste i verden. Hangay-bjergene ligger lige midt i den mest buede del af oroklinens U-form. Li og hans kolleger mistænkte, at bjergkædens placering ikke var tilfældig.

I løbet af flere feltundersøgelser mellem 2018 og 2026 indsamlede forskerne klippesamples fra flere steder i Hangay-bjergene. Prøverne viste tegn på gammel vulkansk aktivitet. Uran-bly-datering af zirkoner i prøverne viste, at området oplevede vulkansk aktivitet i den tidlige kridttid for 124–114 millioner år siden.

"Da jeg så alderen, blev jeg overrasket," fortæller Li. "120 millioner år – ingen havde tidligere rapporteret om vulkaner i Mongoliet i denne periode. Det er den første opdagelse af vulkanisme fra denne tid."

Forskerne analyserede også prøverne for hoved- og sporstoffer for at fastslå, hvor dybt nede i lithosfæren bjergene var dannet. Deres geokemiske analyse viste, at bjergene var dannet i en dybde på 80 kilometer under overfladen. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Geology i april.

Det er bemærkelsesværdigt, at bjergene stammer fra så stor dybde, forklarer Li, da den moderne lithosfære kun er 70 kilometer tyk. Forskerholdet foreslår, at da den kontinentale plade foldede sig og dannede den mongolske oroklin for 200 millioner år siden, samlede lithosfæren sig og blev tykkere i kurven af U-formen. Denne tykke sektion af lithosfæren, en rod på mindst 80 kilometer, var imidlertid ustabil på lang sigt. Den tunge lithosfærerod kunne ikke forblive fastgjort til skorpen ovenover og brækkede til sidst af. Da den sank ned i den dybe kappe, smeltede den delvist.

En ny forståelse af Jordens dynamik

Opdagelsen kaster nyt lys over, hvordan tektoniske processer kan forme landskaber på usædvanlige måder. Den viser, at selv fjerne områder langt fra pladegrænser kan påvirkes af dybe geologiske kræfter.

"Denne forskning åbner for nye spørgsmål om, hvordan lithosfæren interagerer med kappen og hvordan sådanne processer kan påvirke klimaet og økosystemer," siger Li. "Vi er først begyndt at forstå kompleksiteten bag disse geologiske fænomener."