En tett krystallinsk «regn» å falle inn i Jordens mantel kunne forklare hvordan en mystisk seismiske grensen former under jordskorpen, ifølge en studie publisert i dag (Desember. 4) i tidsskriftet Nature.
modellen, basert på rock bevis fra vulkanske øyer som smadret inn i Asia og Alaska, bekrefter langvarige ideer om hvordan kontinentene er født.,
«Det er en masse ting jeg tror denne studien vil løse, og en rekke spørsmål som vil forbli,» sa hovedforfatter og MIT geolog Oliver Jagoutz.
Den seismiske grensen undersøkt av Jagoutz og co-forfatter Mark Behn, av Woods Hole Oceanographic Institution i Woods Hole, Masse. kalles Moho, etter at kroatiske seismolog Andrija Mohorovicic. I 1909, Mohorovicic innså jordskjelvbølger plutselig raste opp på et skarpt definert grense som svever rundt 25 km (40 km) under kontinentene., Oppdagelsen avslørt Jorden ble delt, med en lysere skorpe og tettere mantelen hvor de seismiske bølgene reiste raskere.
Fordi Moho er så dyp, ingen har noen gang sett det direkte, men forskere har brukt hele karrieren på å forklare hvorfor det eksisterer og hvordan det former.
Forlagt Moho
En varig oppgave har vært den manglende Moho — grensen for fravær under vulkanske øya kjeder, som Japan er Izu-Bonin øyene, som stiger over kollidere tektoniske plater. Fordi disse «øya buer» er byggesteinene av kontinenter, den manglende Moho er et mysterium., For eksempel, østkysten av Nord-Amerika har en klar, skarp Moho, men det er også vattert fra dusinvis av vulkanske kjeder slamming til kontinentet ‘ s edge flere hundre millioner år siden. Et annet problem er steiner i kontinenter er om lag 10 prosent rikere på silika enn oceanic crust, som er kilden til magma som strømmer vulkansk øy kjeder.
«Hvis vi ønsker å produsere kontinental skorpe i buer, sitter vi igjen med to problemer,» Jagoutz fortalte LiveScience er OurAmazingPlanet., «Steinene vi finner på overflaten av kontinenter alle ligne lava som brøt ut i subduksjonssoner, men det er behov for en mekanisme som bringer smelte fra 50 til 60 prosent», sa han. «Et annet problem vi har er strukturelt problem. Det er noe vi trenger for å introdusere denne store strukturelle diskontinuitet, av Moho, som vi ikke har i buer, men vi har i kontinenter.,»
for Å løse Moho mysterium, Jagoutz og Behn har funnet en måte å se på den nedre skorpe via fragmenter av tidligere vulkansk øy kjeder nå dyttet opp til overflaten i fjellet belter i Pakistan og Alaska. Disse steinene var en gang 25 til 31 km (40 til 50 km) dyp. De skapte en geofysiske modell av jordskorpen basert på fjellet, og sammenlignet det å seismiske data fra i dag er øya buer.
Planetarisk windows
Pakistan steiner ligne moderne island arc innstillinger. Det er ingen skarpe tetthet kontrast som vil produsere en Moho grensen., Lag avsløre en tykk, kontinuerlig delen av bergarter med lignende tetthet, for eksempel gabbros, på dybden av Moho. Men i Alaska, disse bergartene mangler. I stedet, på den dybden hvor Moho ville sitte, det er en skarp tetthet økning i rock lag, med bergarter som kalles harzburgites og dunites i stedet for gabbros.
Jagoutz mener den manglende tette bergarter gir ledetråd til hva som skjer på vulkansk buer.
Inne i Jorden, i nedre skorpe, en «regn» av tett krystallinsk materiale (kalt cumulates) faller fra bunnen av paien., Steinene er tettere enn den underliggende mantelen og synke ned i Jorden. Denne prosessen, kjent som delaminering eller foundering, kontinuerlig skreller av deler av nedre skorpe.
«Det er som isfjell, men ting som faktisk er satt av, er faktisk under vann,» Jagoutz sa.
å Fjerne disse tett rock etterlater lettere, silica-rikt materiale bak — som steiner funnet i kontinenter, Jagoutz sa.,
Synker ned
forskerne tror Moho begynner å vises med store endringer i vulkanisme, for eksempel ved å smelte stopper eller subduction slås av. Fordi vulkansk øy kjeder vises over subduksjonssoner, hvor en tektonisk plate synker i mantelen og utgivelser væsker som utløser smelte, ny magma vil stige oppover og erstatte den manglende skorpe. Men uten nye magma fylle krystallinsk regn, etter hvert en skarp grense vil være mellom lettere materiale i jordskorpen og den tette mantelen under.,
«Når dette skjer, mantelen vil forbli relativt varmt for en stund, og materialet vil fortsette å synke ned,» Jagoutz sa.
Geolog Suzanne Kay av Cornell University, en av de opprinnelige tilhengere av jordskorpens delaminering i island buer, sa studien var «en interessant papir», men ikke dekker betydelige nye bakken.,
«ideen om delaminering i oseanisk og kontinental buer og koblingen med sammensetningen av kontinental skorpe av laminatet har eksistert i mer enn 20 år, og andre er også å tenke på den endelige skjebnen til delaminated materiale,» Kay sa i en e-post intervju.
E-post Becky Oskin eller følge henne @beckyoskin. Følg oss på @OAPlanet, Facebook & Google+. Opprinnelige artikkelen på LiveScience er OurAmazingPlanet.