Distinkte pladegrænseflader fundet inden for kappeovergangszone

Den oceaniske litosfære falder ned i Jordens kappe som subducerende plader. Grænser mellem den subducerende plade og den omgivende kappe er defineret som pladegrænseflader, hvis seismiske billeddannelse er nøglen til at forstå pladens dynamik i kappen. Imidlertid, data om eksistensen af ​​pladegrænseflader under 200 km er stadig uhåndgribelige.

Prof. Chen Qifus gruppe fra Institut for Geologi og Geofysik, Chinese Academy of Sciences (IGGCAS) og deres samarbejdspartnere observerede to forskellige seismiske diskontinuiteter inden for mantelovergangszonen (~410 km til 660 km) under det vestlige Stillehav.

De to diskontinuiteter repræsenterede de øvre og nedre grænser for den subducerede stillehavshøjhastighedsplade, svarende til pladen Moho og overfladen af ​​delvist smeltet sub-slab asthenosfære, henholdsvis.

Dette værk blev udgivet i Natur Geovidenskab den 9. nov.

Subduktionsprocessen transporterer kemisk differentierede og hydrerede sten ind i Jordens kappe, driver varme- og materialeændringernes cyklusser mellem Jordens overflade og dens dybe indre.

På lave dybder ( <200 km), en række seismiske reflektionsundersøgelser af subduktionszoner har identificeret de øvre og/eller nedre grænseflader af subduktionsplader, som alle er karakteriseret ved skarpe seismiske hastighedsdiskontinuiteter.

Pladegrænsefladerne kan seismologisk detekteres på lave dybder. Imidlertid, hvor dybt de seismiske hastighedsdiskontinuiteter ved pladegrænseflader kan strække sig, forbliver uklart, hovedsageligt på grund af manglen på højopløselig billeddannelse af pladegrænseflader på dybder under 200 km.

For at forstå eksistensen og oprindelsen af ​​dybe pladegrænseflader, forskerne udnyttede de tætte seismiske arrays i det nordøstlige Kina til at studere de øvre kappestrukturer i regionen.

De fandt skarpe dykker, dobbelte seismiske hastighedsdiskontinuiteter inden for mantelovergangszonen (~410 km til 660 km) under det vestlige Stillehav, der rumligt falder sammen med de øvre og nedre grænser af højhastighedspladen.

"Baseret på detaljerede seismologiske analyser, den øvre diskontinuitet blev fortolket til at være Moho-diskontinuiteten af ​​den subducerede plade, " sagde Prof. Chen. "Den lavere diskontinuitet er sandsynligvis forårsaget af delvis smeltning af asthenosfæren under plade under vandholdige forhold i den modsatte del af pladen."

De afbildede distinkte pladekappegrænser på dybder mellem 410 og 660 km, dybere end tidligere observeret, foreslår en sammensat lagdelt plade og højt vandindhold under pladen.