Hvordan delte kontinenter sig? Geologisk undersøgelse viser nyt billede

En ny undersøgelse ledet af forskere fra Universitetet i Oslo viser, hvordan kontinenter splittes fra hinanden på grund af opbruddet af superkontinentet Pangea. Projektet afslører hidtil usete detaljer om de processer, der er involveret i dannelsen af ​​nye havbassiner.

For omkring 200 millioner år siden havde Jorden kun ét kontinent kaldet Pangea. Gradvist gik denne enorme landmasse i opløsning i mindre kontinenter og nutidens tektoniske plader, da superkontinentet splittes fra hinanden, og nye oceaner blev dannet.

”Da Pangea splittes, flyttede de afrikanske og sydamerikanske kontinenter sig væk fra hinanden, og Atlanterhavet blev født. Vores forskning viser nye detaljer om præcis, hvordan denne proces med kontinental rifting fungerede”, siger professor Trond H. Torsvik fra Universitetet i Oslos Institut for Geovidenskab.

Forskerholdet satte sig for at udforske udviklingen af ​​det sydlige Atlanterhav, og hvordan de afrikanske og sydamerikanske plader delte sig i kridtperioden. De har offentliggjort deres resultater i det prestigefyldte tidsskrift Nature Communications.

"Vi viser, hvordan Jordens kappe - den stenede skal under Jordens skorpe - begyndte at deformeres, da superkontinentet Pangea begyndte at revne. Varmt materiale fra dybt inde i Jorden rejste sig og skabte kupler under Sydamerika og Afrika. Det var varmen fra kappefanerne, der forårsagede sprækken af ​​Pangea og splittede kontinenterne Afrika og Sydamerika”, siger adjunkt Reidun Myklebust fra Universitetet i Oslo.

Projektet hedder SPLIT AFRICA og er finansieret af Norges Forskningsråd. Holdet bestod af geologer og geofysikere fra Universitetet i Oslo, Norsk Polarinstitutt, Norges Geologiske Undersøkelse (Norges Geologiske Undersøkelse) og flere universiteter i Brasilien og Storbritannien.

Afdækning af kræfterne på spil dybt under jordens overflade

Pangea samledes under den sene palæozoikum (omkring 335-300 millioner år siden) og begyndte at bryde op for omkring 175 millioner år siden. Da opsplitning af superkontinentet startede, bevægede de afrikanske og sydamerikanske plader sig væk fra hinanden, og Atlanterhavet begyndte at dannes.

Åbningsprocessen varede i omkring 130 millioner år og involverede omfattende skorpedeformation og magmatisme. Forskerholdet brugte seismisk tomografi - en teknik, der ligner en medicinsk CT-scanning, men ved hjælp af seismiske bølger i stedet for røntgenstråler - til at afbilde Jordens nuværende struktur under Sydamerika og Afrika og få indsigt i forhold og processer, der fandt sted under rifting .

Billederne giver et detaljeret billede af dybe jordstrukturer under Sydamerika og Afrika. De afslører de dybe rødder af den afrikanske og sydamerikanske kontinentale litosfære, tykkelsen og beskaffenheden af ​​skorpen, dybden og topografien af ​​Moho (grænsen mellem skorpen og kappen), strukturen og egenskaberne af den øvre kappe, og i hvor høj grad kappen er blevet erstattet af varmt opstrømmende materiale fra dybt inde i Jorden.

"Vi fandt betydelige forskelle mellem den sydamerikanske og afrikanske side af det sydlige Atlanterhav. Den kontinentale skorpe under Sydamerika er meget tykkere end under Afrika, og vi kan se, at en større del af kappen er blevet erstattet af varmt opstrømmende materiale under Sydamerika”, siger forsker Anne-Marie Weidle, der arbejder ved Universitetet i Oslo. og udførte al seismisk billeddannelse til denne undersøgelse.

Hvordan Jordens struktur styrer kontinental rift

Strukturen af ​​Jordens øvre kappe indeholder vigtige spor til de processer, der styrede den kontinentale riftning. Lithosfæren er den yderste stive del af Jorden, og den opfører sig elastisk på korte tidsskalaer. Men på geologiske tidsskalaer kan litosfæren deformeres og flyde som en viskøs væske på grund af de høje temperaturer i Jordens indre.

Forskerne sammenlignede deres observationer af den dybe jordstruktur med resultater fra numeriske modeller, der simulerer processen med det kontinentale opbrud. Disse simuleringer viser, at lithosfærens tykkelse og temperaturstruktur spiller en vigtig rolle i lokaliseringen af ​​deformationen, og modellerne indikerer, at den varme opstrømskappe fortrinsvis lokaliserede deformation i svagere zoner inden for den kontinentale litosfære.

Den svage zone i Sydamerika, der lokaliserede deformation, er stadig synlig i dag som Paraná-bassinet. Dette sedimentære bassin er dannet efter kontinentalt opbrud og er en vigtig region for energiudforskning.

"De strukturer og processer, vi finder, kan ses som et naturligt laboratorium, der hjælper os til bedre at forstå kontinentale opbrud generelt, hvilket har betydning for forståelsen af ​​dannelsen og opdelingen af ​​andre kontinenter og havbassiner", siger Torsvik.