Litosfærisk fortykkelse under Betics- og Rif-bjergene trækker topografien ned med 1500 m

En ny undersøgelse lavet af forskere ved Institute of Earth Sciences Jaume Almera fra det spanske nationale forskningsråd (ICTJA-CSIC) har været i stand til at beskrive virkningerne af den litosfæriske struktur på topografien af ​​Gibraltarstrædet-området. Denne nye forskning viser den dybe struktur af pladegrænsen mellem Afrika og Eurasien på tværs af Gibraltarbuen. Den beskriver fordelingen af ​​tæthed, temperatur og sammensætning af litosfæren og sublitosfæren (op til 400 km dyb).

Studiet, udgivet for nylig i Journal of Geophysical Research:Solid Earth , anslår, at topografien af ​​Gibraltarstrædet i det orogene domæne af Betics og Rif aftager med 1500 meter og er forbundet med subduktionen i Gibraltar Arc-regionen.

"Vi har været i stand til at beskrive den litosfæriske geometri og identificere sublitosfæriske anomalier af temperatur og tæthed og at forbinde dem med deres topografiske virkninger på overfladen, i området omkring Gibraltar-strædet og Alboránhavet, " sagde Ivone Jiménez-Munt, en forsker ved ICTJA-CSIC og førsteforfatter af undersøgelsen.

"Fortykkelsen af ​​litosfæren under Betics og Rif tektoniske domæne er forbundet med subduktionen af ​​den iberiske plade, synlig i den seismiske tomografi. Vi vurderer, at vægten af ​​denne litosfæriske plade, der synker ned i kappen, kan have trukket topografien af ​​Gibraltarstrædet ned med omkring 1500 m, sagde Jiménez-Munt.

"Den seneste del af denne nedsynkning kan være ansvarlig for genforbindelsen af ​​Atlanterhavet og Middelhavet, førte til oversvømmelsen af ​​Middelhavet efter den Messinske saltholdskrise, " sagde forskere i artiklen.

Den nye model foreslået i denne undersøgelse konstruerer den litosfæriske struktur langs en 945 km lang geotransekt, en profil, der strækker sig fra den sydlige del af det sydiberiske massiv til Anti-Atlas, krydser Betics-Rif orogenet, Gibraltarstrædet, og Atlasbjergene. Studieområdet er resultatet af konvergensen mellem den afrikanske plade, bevæger sig mod nord, og den iberiske plade.

Værket viser betydelige variationer ved grænsen mellem litosfæren, det yderste jordlag, der omfatter skorpen og en del af den øverste kappe, og astenosfæren, et tættere og mere flydende lag af kappen, som litosfæren bevæger sig over. Under Betics og Rif bjergkæderne når grænsen mellem lithosfæren og asthenosfæren sine maksimale værdier, omkring 220 og 260 km dyb, henholdsvis.

Forskerne udviklede denne model ved hjælp af den nye LitMod2D _2.0-modelleringskode, som integrerer petrologisk (kemisk sammensætning af kappen), geofysiske (gravimetri, geoid, varme flow, topografi) og eksisterende seismiske data.

"Mens vi udviklede modellen, vi fandt vanskeligheder med at tilpasse alle de observerbare. Vi opdagede anomalier i de geoide og gravimetriske data, " sagde Ivone Jiménez- Munt. "Geoiden er meget følsom over for uregelmæssigheder med dybe tæthed, " tilføjede hun. Disse uoverensstemmelser kunne kun forklares ved tilstedeværelsen af ​​den subducerende plade af den iberiske plade under Alboranhavet øst for den undersøgte profil.

"Vi tror, ​​at denne koldere og tungere synkende plade kan have en vis indflydelse på den opdagede anomali af geoiden, " sagde Jiménez-Munt. Forskere inkorporerede et legeme med den samme geokemiske sammensætning som den iberiske plade og koldere end den omgivende asthenosfære i modellen. De var derefter i stand til at passe de observerbare objekter. "Denne sublitosfæriske anomali inkorporeret i modellen simulerer den subduktionsplader . Ved at estimere dens tæthed, vi var i stand til at simulere dens effekt på overfladen, " forklarede Jiménez-Munt.

Det undersøgte område er komplekst. "Dette er pladegrænsen mellem Afrika og Eurasien, men på dette område, grænsen er diffus og producerer et stort deformationsområde. I fortiden, denne grænse var sprunget mellem den sydlige del af den iberiske halvø og norden, i Pyrenæerne, og er på nuværende tidspunkt fordelt mellem Betics og Nordafrika. Selvom det er en konvergent grænse, der havde været forlængelsesperioder, og hypotesen om, at det er en bueformet subduktion, bliver stærkere; det er, en subduktion karakteriseret ved at "brække" af den subduktionsplade fra dens øvre del fra øst til vest, " siger Jiménez-Munt.

Montserrat Torné, Manel Fernandez, Jaume Verges, Ajay Kumar, Alberto Carballo og Daniel García-Castellanos er de andre ICTJA-CSIC-forskere, der er involveret i denne forskning.