Forskere foreslår et nyt trin i tektonisk squeeze, der forvandler havbunden til bjerge

Denne teori om oceanisk magmablanding er vigtig, fordi den kunne repræsentere et overgangstrin i dannelsen af ​​bagerste buebassiner – en vigtig geologisk struktur, der former landskaber, geologiske optegnelser og hjælper med at regulere planetens klima.

Disse bassiner dannes mellem oceaniske og kontinentale tektoniske plader, åbner sig, når pladerne bevæger sig fra hinanden og lukker, når de kommer sammen igen. Mens åbningen af ​​bassinet skaber oceanisk skorpe, klemmer dens lukning skorpen ind i bjergene - hvilket bringer en geologisk optegnelse over Jordens historie til overfladen, hvor mennesker lettere kan få adgang til den, sagde medforfatter Matt Malkowski, en assisterende professor ved Jackson School's Institut for Jord- og Planetvidenskab. Hvad mere er, er forvitringen af ​​havskorpen en vigtig drivkraft for naturlig lagring af kuldioxid.

"Dette er Jordens måde at binde kulstof på. Meget effektiv i sig selv, men det kan tage hundredtusinder, hvis ikke millioner af år," sagde Malkowski.

Malkowski indsamlede zirkonerne undersøgt i undersøgelsen fra sten- og sedimentprøver på et feltsted i Patagonien. Prøverne fangede hele registreringen af ​​bagbuebassinet, kaldet Rocas Verdes-bassinet, fra åbning til lukning.

Da Rey begyndte at analysere zirkonernes kemiske signaturer, så intet først malplaceret ud. Zirkonerne forbundet med et åbningsbassin havde den forventede signatur. Men da han begyndte at undersøge zirkoner forbundet med lukningen af ​​bassinet, undergik signaturen ikke det forventede kemiske skift - kendt af videnskabsmænd som en "pull down" på grund af den måde, data, der plotter isotopforholdene, går fra støt stigende til faldende ned.

Da denne pull-down-signatur ikke dukkede op før 200 millioner år senere, dukkede op i zirkoner, der blev dannet for 30 millioner år siden, da bassinet allerede var godt i sin lukningsfase, opstillede Rey og hans samarbejdspartnere et scenarie, der kunne hjælpe med at forklare dataene.

I deres papir foreslår de en model, hvor de samme tektoniske kræfter, der presser den oceaniske skorpe ind i bjergene, kunne undertrykke dele af denne skorpe og skubbe den mod det magmatiske kammer, hvor zirkonerne dannes - hvilket påvirker de kemiske signaturer, der er registreret i krystallerne under tidlige til midterste faser af lukning. Efterhånden som kontinenterne fortsætter med at presse sig sammen, bliver havskorpen til sidst erstattet af kontinental skorpe, kilden til pulldown-signalet.

Forskerne mener, at denne overgangsfase, hvor zirkoner saftes af oceanisk skorpe, kan være en del af bagerste buebassiner rundt om i verden. Men der er en god grund til, at det ikke er blevet observeret før, sagde Rey. De fleste bagerste buebassiner lukker hurtigere end Patagonien gjorde – om få millioner år i stedet for titusinder af år – hvilket betyder et kortere tidsrum, hvori disse zirkoner kan dannes.

Nu hvor videnskabsmænd har opdaget dette zirkonsignal i Patagonien, kan de begynde at lede efter tegn på det i zirkoner fra andre steder. Rey er i øjeblikket ved at analysere zirkoner fra Det Japanske Hav – et moderne bagbuebassin, der er i de tidlige stadier af lukning – for at se, om der er tegn på oceanisk skorpe, der påvirker zirkonsignaturen.

Denne forskning føjer til en registrering af opdagelse om bagbuebassiner ved UT Austin, sagde Malkowski. Professor Ian Dalziel forfattede en velkendt Nature papir i 1974, der først anerkendte Andesbjergene i Patagonien som dannet på grund af lukning af bagbuebassinet.

"Her er vi 50 år senere, og vi lærer stadig nye ting om disse klipper," sagde Malkowski.

Flere oplysninger: F.M. Rey et al., Detrital isotopisk optegnelse over et tilbagetogende accretionært orogen:Et eksempel fra Patagonian Andes, Geology (2024). DOI:10.1130/G51918.1

Journaloplysninger: Natur , Geologi

Leveret af University of Texas i Austin