Kortlægning af magnetstriber for at opdage, hvor hurtigt havskorpen skabes

To forskere fra University of Wyoming er en del af den første nogensinde kortlægning af magnetstriber-et af grundlaget for pladetektonik-inden for den nedre gabbroiske sektion af hurtigspredende oceanisk skorpe.

I processen, gruppen kan muligvis have løst et 30-årigt spørgsmål om videnskabelig debat:Med hvilken hastighed dannes hurtigspredende oceanisk skorpe?

"Dette er aldrig blevet gjort før. Magnetstriberne er en registrering af, hvordan Jordens magnetfelt ændrer sig gennem tiden og, i særdeleshed, hvordan Jordens magnetfelt vender eller vender, når den magnetiske nordpol bliver den magnetiske sydpol og omvendt, "siger Michael Cheadle, professor i UW Institut for Geologi og Geofysik. "Denne kortlægning i den tredje dimension er spændende i sig selv, fordi magnetstriberne, først opdaget i begyndelsen af ​​1960'erne, gav nogle af de vigtigste beviser for teorien om pladetektonik - teorien, der forklarer, hvordan og hvorfor vi får bjergkæder, havbassiner, vulkaner og jordskælv. "

Cheadle er en tredje forfatter til en ny undersøgelse, der fremhæves i et papir med titlen "Three-Dimensionale Magnetic Stripes Require Slow Cooling in Fast-Spread Lower Ocean Crust", der blev offentliggjort i dag i Natur , en international ugeblad for videnskab.

Cheadle og Barbara John, en UW -professor i geologi og geofysik, papirets fjerde forfatter, og Jeff Gee, professor i geovidenskab ved University of California-San Diego's Scripps Institution of Oceanography, designet eksperimentet, samt udført prøve- og dataindsamling. Sarah Maher, en ph.d. studerende ved Scripps Institution of Oceanography, er papirets hovedforfatter. Hun og Gee afsluttede databehandlingen og analysen.

Manuskriptet behandler spørgsmålet om, hvor hurtigt havskorpen spredes-hvilket tegner sig for 40 procent af oceanisk skorpe og, derfor, 25 procent af Jordens overflade - afkøles og dannes ved hjælp af nye anvendelser af skorpe -magnetisering. Formen på magnetstriberne i den tredje dimension viser, at havskorpen faktisk køler meget langsomt.

"Så, vi har netop lagt en stor begrænsning for, hvordan en fjerdedel af planetens jordskorpe dannes, "Cheadle siger om undersøgelsens resultater.

Cheadle, John og Gee var de tre vigtigste efterforskere på krydstogtet til Pito Deep i 2017. Beliggende nær påskeøen, Pito Deep er en stor kløft, som er et af de få steder i Stillehavet, der tillader prøveudtagning af et tværsnit af lavere oceanisk skorpe. Pito Deep er cirka 3,5 kilometer dyb, hvilket er cirka det dobbelte af Grand Canyon's dybde.

Havskorpen dannes ved midocean -kamme og former ved frysning og krystallisering af magma, som produceres ved smeltning af Jordens kappe. Den magma har en temperatur på 1, 200 grader Celsius, når den først slipper ud af kappen, før den afkøles og størkner til sten. Da det afkøles til under 580 grader Celsius, det bliver magnetiseret og fanger en registrering af orienteringen af ​​Jordens magnetfelt på det tidspunkt. Som resultat, det registrerer de periodiske vendinger eller vendinger af polariteten i Jordens magnetfelt, når den magnetiske nordpol bliver den magnetiske sydpol, og omvendt. Disse polaritetsomvendelser fører til de normalt magnetiserede og omvendt magnetiske striber af havskorpen.

"De magnetiske striber kan betragtes som en båndoptagelse af historien om Jordens magnetfelt, "Cheadle siger." Og mønsteret for den båndoptagelse viser, at hurtigspredt oceanisk skorpe må have afkølet meget langsomt. "

Forskergruppen dokumenterede en subhorisontal magnetisk stribe eller polaritetsgrænse, der strækker sig over 8 kilometer fra den paleo-spredende akse. For at gøre det, gruppen brugte Sentry, en autonom ubåd, at kortlægge havbundens magnetisering af gabbroisk sten over to 8-10 kilometer lange områder og foretage direkte målinger af den magnetiske polaritet af mere end 200 orienterede prøver indsamlet af Jason II, en fjernbetjent ubåd. Gabbroisk sten er den frosne magma, der danner et magmakammer under vulkaner, der bryder lava ud på havbunden.

Havskorpen bevarer ændringer i magnetfeltets polaritet og intensitet, når den afkøles gennem dens lock-in eller blokeringstemperatur. Dette sker enten øjeblikkeligt, som i lavasektionen, som flash afkøler ved udbrud; eller langsommere i den dybere gabbro -sektion. Geometrien af ​​de registrerede grænser mellem normale og omvendt magnetiserede klipper i skorpe-tværsnittet afspejler således havskorpenes tidligere kølehistorie.

Forskningen fører til to vigtige, testbare forudsigelser fra undersøgelsens resultater, Siger Cheadle.

"Først, vi foreslår, at vores kølemodel er i overensstemmelse med 100 til 200 meter offsetfejl, der opstår 8 til 10 kilometer fra aksen, muliggør dyb hydrotermisk cirkulation, "Cheadle siger." Hvis det er korrekt, dette indebærer, at der er et betydeligt område med relativt uudforskede, sandsynligvis diffus, hydrotermisk cirkulation, der forekommer cirka 10 kilometer fra aksen ved hurtigspredte kamme.

"For det andet, vores resultater indebærer, at der kun ville forekomme overfladiske jordskælv inden for 8 til 10 kilometer fra spredningsaksen, "fortsætter han." Vores resultater har omfattende konsekvenser på tværs af flere områder inden for geovidenskab, herunder dannelse af jordskorpen, væskestrømning i havene, geokemi og seismologi. "