Laut einer heute veröffentlichten Studie (Dez. 4) in der Zeitschrift Nature.
Das Modell, das auf Gesteinsbeweisen von vulkanischen Inseln basiert, die nach Asien und Alaska stürzten, bestätigt langjährige Vorstellungen darüber, wie Kontinente geboren werden.,
„Es gibt viele Dinge, von denen ich denke, dass diese Studie gelöst wird, und viele Fragen, die bleiben werden“, sagte der Hauptautor und MIT-Geologe Oliver Jagoutz.
Die seismische Grenze untersucht Jagoutz und co-Autor Mark Behn, der Woods Hole Oceanographic Institution in Woods Hole, Mass., heißt der Moho, nach dem kroatischen Seismologen Andrija Mohorovicic. Im Jahr 1909 erkannte Mohorovicic, dass Erdbebenwellen plötzlich an einer scharf definierten Grenze auftauchten, die etwa 40 Kilometer unter den Kontinenten schwebt., Die Entdeckung ergab, dass die Erde geteilt war, mit einer leichteren Kruste und einem dichteren Mantel, in dem die seismischen Wellen schneller reisten.
Weil der Moho so tief ist, hat ihn noch nie jemand direkt gesehen, aber Wissenschaftler haben ganze Karrieren damit verbracht zu erklären, warum er existiert und wie er sich bildet.
Verlegtes Moho
Ein dauerhaftes Rätsel war das fehlende Moho — das Fehlen der Grenze unter vulkanischen Inselketten wie Japans Izu-Bonin-Inseln, die sich über kollidierende tektonische Platten erheben. Weil diese „Inselbögen“ die Bausteine von Kontinenten sind, ist der fehlende Moho ein Rätsel., Zum Beispiel hat die Ostküste Nordamerikas einen klaren, knackigen Moho, aber es ist auch gesteppt von Partituren von Vulkanketten, die vor einigen hundert Millionen Jahren in den Rand des Kontinents schlugen. Ein weiteres Problem ist, dass die Gesteine in Kontinenten etwa 10 Prozent reicher an Kieselsäure sind als die ozeanische Kruste, die die Quelle von Magma ist, das vulkanische Inselketten speist.
„Wenn wir Kontinentalkruste in Bögen produzieren wollen, haben wir zwei Probleme“, sagte Jagoutz zu OurAmazingPlanet von LiveScience., „Die Gesteine, die wir auf der Oberfläche von Kontinenten finden, ähneln alle Laven, die in Subduktionszonen ausgebrochen sind, aber es muss einen Mechanismus geben, der die Schmelze von 50 auf 60 Prozent bringt“, sagte er. „Ein weiteres problem, das wir haben, ist das strukturelle problem. Irgendwie müssen wir diese große strukturelle Diskontinuität einführen, die Moho, die wir nicht in Bögen haben, sondern in Kontinenten.,“
Um das Moho-Rätsel zu lösen, fanden Jagoutz und Behn einen Weg, die untere Kruste über Fragmente ehemaliger vulkanischer Inselketten zu betrachten, die jetzt in Berggürteln in Pakistan und Alaska an die Oberfläche geschoben wurden. Diese Felsen waren einst 40 bis 50 km tief. Sie erstellten ein geophysikalisches Modell der Kruste basierend auf den Felsen und verglichen es mit seismischen Daten der heutigen Inselbögen.
Planetenfenster
Die pakistanischen Felsen ähneln modernen Inselbogeneinstellungen. Es gibt keinen scharfen Dichtekontrast, der eine Moho-Grenze erzeugen würde., Die Schichten zeigen einen dicken, kontinuierlichen Abschnitt von Gesteinen ähnlicher Dichte, wie Gabbros, in der Tiefe des Moho. Aber in Alaska fehlen diese Felsen. Stattdessen gibt es in der Tiefe, in der der Moho sitzen würde, einen starken Dichteanstieg in den Gesteinsschichten, mit Gesteinen, die Harzburgiten und Duniten anstelle von Gabbros genannt werden.
Jagoutz glaubt, dass die fehlenden dichten Gesteine den Hinweis darauf geben, was in vulkanischen Bögen passiert.
In der Erde fällt in der unteren Kruste ein „Regen“ aus dichtem kristallinem Material (kumuliert genannt) von der Basis der Kruste., Die Gesteine sind dichter als der darunter liegende Mantel und sinken in die Erde. Dieser Prozess, bekannt als Delamination oder Foundering, schält sich ständig Stücke der unteren Kruste ab.
„Es ist wie Eisberge, aber das Zeug, das tatsächlich abfällt, ist tatsächlich unter Wasser“, sagte Jagoutz.
Durch das Entfernen dieser dichten Gesteine bleiben leichtere, kieselsäurereiche Materialien zurück-wie die in Kontinenten gefundenen Gesteine, sagte Jagoutz.,
Sinking down
Die Forscher glauben, dass der Moho mit großen Veränderungen im Vulkanismus auftritt, z. B. wenn das Schmelzen aufhört oder die Subduktion abfährt. Da vulkanische Inselketten über Subduktionszonen auftreten, in denen eine tektonische Platte in den Mantel sinkt und Flüssigkeiten freisetzt, die schmelzen auslösen, steigt neues Magma nach oben und ersetzt die fehlende Kruste. Aber ohne neues Magma, das den kristallinen Regen auffüllt, tritt schließlich eine scharfe Grenze zwischen hellerem Material in der Kruste und dem dichten Mantel darunter auf.,
„Wenn dies geschieht, bleibt der Mantel für eine Weile relativ heiß und das Material sinkt weiter zurück“, sagte Jagoutz.
Die Geologin Suzanne Kay von der Cornell University, eine der ursprünglichen Befürworterinnen der Krustendelaminierung in Inselbögen, sagte, die Studie sei „ein interessantes Papier“, deckt aber keinen signifikanten neuen Boden ab.,
„Die Idee der Delaminierung in ozeanischen und kontinentalen Bögen und die Verbindung mit der Zusammensetzung der kontinentalen Kruste durch Delaminierung gibt es seit mehr als 20 Jahren, und andere denken auch an das endgültige Schicksal des delaminierten Materials“, sagte Kay in einem E-Mail-Interview.
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