En tæt, krystallinsk, “regn” falder i Jordens kappe kunne forklare, hvordan en mystisk seismiske grænse former under skorpen, ifølge en undersøgelse offentliggjort i dag (Dec. 4) i tidsskriftet Nature.
modellen, der er baseret på klippebevis fra vulkanske øer, der smadrede ind i Asien og Alaska, bekræfter langvarige ideer om, hvordan kontinenter fødes.,
“Der er mange ting, jeg tror, at denne undersøgelse vil løse, og mange spørgsmål, der vil forblive,” sagde hovedforfatter og MIT geolog Oliver Jagout..
den seismiske grænse undersøgt af Jagout.og medforfatter Mark Behn, af Woodsoods Hole Oceanographic Institution i Woodsoods Hole, masse., kaldes Moho, efter kroatisk seismolog Andrija Mohorovicic. I 1909 realiserede Mohorovicic jordskælvsbølger pludselig op ved en skarpt defineret grænse, der svæver omkring 25 miles (40 kilometer) under kontinenter., Opdagelsen afslørede, at Jorden var delt med en lysere skorpe og tættere mantel, hvor de seismiske bølger rejste hurtigere.
fordi Moho er så dyb, har ingen nogensinde set den direkte, men forskere har brugt hele karrierer på at forklare, hvorfor den eksisterer, og hvordan den dannes.
malplaceret Moho
et vedvarende puslespil har været den manglende Moho — grænsens fravær under vulkanske økæder, såsom Japans i .u-Bonin-øer, der stiger over kolliderende tektoniske plader. Fordi disse “øbuer” er kontinenternes byggesten, er den manglende Moho et mysterium., For eksempel har Nordamerikas østkyst en klar, skarp Moho, men den er også quuiltet fra snesevis af vulkanske kæder, der smækkede ind i kontinentets kant for flere hundrede millioner år siden. Et andet problem er, at klipperne i kontinenter er omkring 10 procent rigere på silica end oceanisk skorpe, som er kilden til magma, der føder vulkanske ø-kæder.
“hvis vi vil producere kontinental skorpe i buer, står vi tilbage med to problemer,” fortalte Jagout.LiveScience ‘ s Ourama .ingplanet., “Klipperne, vi finder på overfladen af kontinenter, ligner alle lavas, der er udbrudt i subduktions zonesoner, men der skal være en mekanisme, der bringer smelten fra 50 til 60 procent,” sagde han. “Et andet problem, vi har, er det strukturelle problem. På en eller anden måde er vi nødt til at introducere denne store strukturelle diskontinuitet, Moho, som vi ikke har i buer, men vi har i kontinenter.,”
for At løse Moho mysterium, Jagoutz og Behn fundet en måde at se på den nedre skorpe via fragmenter af tidligere vulkansk ø kæder nu skubbet op til overfladen i mountain bælter i Pakistan og Alaska. Disse klipper var engang 25 Til 31 miles (40 til 50 km) dyb. De skabte en geofysisk model af skorpen baseret på klipperne og sammenlignede den med seismiske data fra nutidens øbuer.
planetariske vinduer
de pakistanske klipper ligner moderne øbueindstillinger. Der er ingen skarp tæthedskontrast, der ville producere en Moho-grænse., Lagene afslører en tyk, kontinuerlig sektion af klipper med lignende densitet, såsom gabbros, i dybden af Moho. Men i Alaska mangler disse klipper. I stedet, på den dybde, hvor Moho ville sidde, er der en skarp tæthed stigning i bjergarter, med klipper kaldet harzburgites og dunites i stedet for gabbros.Jagout.mener, at de manglende tætte klipper giver ledetråd til, hvad der sker ved vulkanske buer.
inde i jorden, i den nedre skorpe, falder et “Regn” af tæt krystallinsk materiale (kaldet kumulater) fra bunden af skorpen., Klipperne er tættere end den underliggende kappe og synker ned i jorden. Denne proces, kendt som delaminering eller foundering, skræller kontinuerligt stykker af den nedre skorpe.
“det er som isbjerge, men de ting, der faktisk falder, er faktisk under vand,” sagde Jagout..
fjernelse af disse tætte stenblade lettere, silica-rige materialer bag — ligesom klipperne findes i kontinenter, sagde Jagout..,
synker ned
forskerne mener, at Moho begynder at dukke op med store ændringer i vulkanisme, såsom når smeltning stopper eller subduktion slukker. Fordi vulkanske ø-kæder vises over subduktions zonesoner, hvor en tektonisk plade synker ned i mantlen og frigiver væsker, der udløser smeltning, vil ny magma stige opad og erstatte den manglende skorpe. Men uden ny magma, der genopfylder det krystallinske regn, vil der til sidst vises en skarp grænse mellem lettere materiale i skorpen og den tætte mantel nedenfor.,
“når dette sker, vil mantelen forblive relativt varm i et stykke tid, og materialet vil fortsætte med at synke ned igen,” sagde Jagout..
Geolog Susanne Kay fra Cornell University, en af de oprindelige fortalere for skorpe delaminering i ø-buer, sagde, at undersøgelsen var “et interessant papir”, men behøver ikke at dække væsentlige nye jord.,
“Den idé af delaminering i oceaniske og kontinentale buer og link med sammensætningen af den kontinentale skorpe af delaminering har eksisteret i mere end 20 år, og andre er også at tænke på den ultimative skæbne delaminated materiale,” Kay sagde i en e-mail interview.
e-mail Becky oskin eller følg hende @beckyoskin. Følg os @OAPlanet, Facebook & Google+. Original artikel om LiveScience ‘ s Ourama .ingplanet.