Undersøgelse viser, at det sydlige Arizona engang lignede Tibet

En forsker fra University of Wyoming og hans kolleger har vist, at meget af det sydvestlige USA engang var et stort højhøjde plateau, ligner Tibet i dag.

Dette arbejde har konsekvenser for fordelingen af ​​naturressourcer, såsom kobber, og giver indsigt i dannelsen af ​​bjerge under subduktionen af ​​tektoniske plader.

"Vi betragter normalt det sydlige Arizona og de omkringliggende områder som varme, kaktusfyldte ørkener med relativt lave basishøjder, under 3, 000 fod, " siger Jay Chapman, en adjunkt i UW's Institut for Geologi og Geofysik. "Imidlertid, vores seneste forskning tyder på, at under den sene kridt til den tidlige palæogene periode (80-50 millioner år siden), regionen kan have haft højder på over 10, 000 fod og lignede mere det tibetanske plateau nord for Himalaya-bjergene eller Altiplano i Andesbjergene i Sydamerika."

Chapman er hovedforfatter af et papir, med titlen "Geokemiske beviser for et orogent plateau i det sydlige USA og det nordlige mexicanske Cordillera under Laramide Orogeny, " som blev offentliggjort online 22. november i tidsskriftet Geologi . Den trykte version udkommer i februar.

Roy Greig, en ph.d. studerende ved Institut for Geovidenskab ved University of Arizona, og Gordon Haxel, en videnskabsmand fra US Geological Survey med base i Flagstaff, Ariz., er medforfattere til avisen. Chapman og hans kolleger analyserede kemien af ​​magmatiske bjergarter for at bestemme, hvor tyk jordskorpen var i fortiden og relaterede derefter tykkelsen til højden.

"Jordskorpen flyder i kappen, ligesom et isbjerge flyder i vandet, med en lille smule stik ud over overfladen, " siger Chapman. "Når skorpen er tykkere, højden af ​​bjerge og højden af ​​landoverfladen er højere, ligesom højden af ​​et isbjerg, der stikker op af vandet, er højere, hvis det samlede isbjerg er større."

Undersøgelsen viste, at skorpen i det sydlige Arizona engang var næsten 60 kilometer tyk, som er dobbelt så tyk som i dag – og sammenlignelig med hvor tyk skorpen er i dele af Himalaya.

"Mens de gamle bjerge blev dannet, magma trængte ind i skorpen og dannede sten som granit, " siger Chapman. "Da skorpen var virkelig tyk, magmaerne oplevede ekstremt pres fra vægten af ​​alle stenene over dem, som forårsagede markante ændringer i typerne og kemien af ​​de mineraler, der dannede disse sten. "

Et af de interessante spørgsmål, undersøgelsen rejser, er, hvordan skorpen i det sydlige Arizona tidligere blev så tyk.

"Den mest almindelige måde at lave virkelig tyk skorpe på er, at tektoniske plader konvergerer eller kolliderer, som producerer store jordskælv og forkastninger, der stabler stenmasser over hinanden, " siger han. "Den fremherskende opfattelse af det sydlige Arizona er, at der aldrig var nok fejl i området til at lave den tykkelse af skorpen, vi observerer. Det er lidt af en gåde om, hvordan en så tyk skorpe blev genereret."

Adam Trzinski, en førsteårs ph.d. studerende på UW, tager nu fat på dette problem og leder efter ældgamle fejl i det sydlige Arizona, der kunne hjælpe med at forklare, hvordan den tykke skorpe blev så tyk. Ud over at hjælpe med at forstå pladetektoniske processer, undersøgelsen kan hjælpe med at forklare, hvorfor kobber er så rigeligt i det sydlige Arizona.

"Flere tidligere undersøgelser har bemærket en sammenhæng mellem store kobbermalmaflejringer og områder med tyk skorpe, " siger Chapman. "F.eks. der er mange kobberminer i Andesbjergene i Chile. Resultaterne af denne undersøgelse styrker denne sammenhæng og kan hjælpe med udforskningsindsatsen."