Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Natur

Nye tomografiske billeder kaster lys over ophøret af den indiske kontinentale subduktion og afslutter Himalayas orogeni

(a) Subduktion af den rekonstruerede nordlige del af den indiske plade under den sene eocæn. (b) Et stykke subduceret indisk litosfære blev løsrevet og sank derefter ned i MTZ'en set som hurtighastighedsanomali 1 (F1), da et andet stykke subduceret lithosfære F2 fortsatte med at udøve pladetræk. Frigørelsen af ​​pladelappen har sat gang i rivningsprocessen i det sydlige Tibet vist som de to brune strimler i tegneserien. (c) Den subducerede indiske lithosfære F2 løsnede sig og sank ned i MTZ. Dens løsrivelse blev ledsaget af ultrapotassisk vulkanisme og fortsættelsen af ​​rivning-processen. (d) Nuværende fordeling af hurtighastighedsanomalierne i MTZ. Billedkredit:Xiaofeng Liang og Yang Chu. Kredit:Xiaofeng Liang og Yang Chu.

I en nylig udvikling inden for geologi offentliggjort i Science Bulletin , et internationalt forskerhold, inklusive videnskabsmænd fra Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, University of Texas i Austin, University of Missouri og Guilin University of Technology, har givet afgørende indsigt i dynamikken i Indien- Eurasien-kollision og Himalayas orogeni.



De opnåede dette gennem den nylige udvikling af et tomografisk billede i høj opløsning af den øvre kappe under kollisionszonen Indien-Eurasien. Denne nye kappemodel, aktiveret af avanceret billedteknologi, giver hidtil uset indsigt i Jordens geologiske fortid og de kræfter, der former vores verden.

Forskerholdet brugte en sofistikeret billeddannelses- og analyseteknik, der ligner at tage røntgenstråler i det medicinske område til Jorden, for at fange detaljerede snapshots af den øvre kappe under Himalaya og det tibetanske plateau. Denne innovative tilgang afslørede billeder af tektoniske processer under kollisionszonen Indien-Eurasien, der kastede lys over dynamikken i bjergbygning og kollisionen af ​​kontinentale tektoniske plader.

De nye billeder afslører seismisk hurtige anomalier inden for mantelovergangszonen (MTZ) uden forbindelse til overfladen. MTZ er som et grænselag i Jordens indre, mellem den øvre og nedre kappe, der strækker sig fra 410 km til 660 km i dybden.

Dr. Xiaofeng Liang, hovedforfatteren, udtrykte indledende overraskelse og sagde:"I begyndelsen kunne jeg ikke forstå, hvorfor der er så mange stykker af disse hurtighastighedsblokke, og de kommer i forskellige størrelser. Jeg viste resultaterne til min kontorkammerat, Dr. Yang Chu, en strukturel geolog, og vi engagerede os i omfattende diskussioner med kolleger fra forskellige discipliner."

Foreslået udvikling af pladetræk fra de løsrevne litosfæriske fragmenter. I begyndelsen bidrog både hurtighastighedsanomalierne 1 og 2 til pladetrækket, som F1+F2 (hexagon); derefter blev F1 løsrevet, og dens trækkraft (diamant) formindsket; og så skete den langsomme løsrivelse af F2, og det samme gjorde fjernelsen af ​​det tilsvarende pladetræk (firkanter); til sidst subducerede F3 i den øvre kappe og udøvede pladetræk (trekant). Stiplede linjer viser den potentielle udviklingsvej for pladetræk. Blå vandrette bjælker på pladetræk viser en 5 Myrs fejl estimeret ud fra placeringsalderen for ultrapotassiske vulkaner. Konvergenshastigheden (lyserød linje) mellem den indiske og eurasiske plade (van Hingsbergen et al., 2011) faldt betydeligt under frigørelsen af ​​F2. Kredit:Xiaofeng Liang og Yang Chu.

Disse anomalier ligner brikker af et puslespil, der menes at være fragmenter af den subducerende indiske kontinentale litosfære, der brød væk. Forskerholdet rekonstruerede den indledende nordlige kant af det indiske kontinent ved at fastgøre disse stykker til den nuværende indiske plade.

Efter at have evalueret sammensætningen og temperaturen af ​​den unormale kappe i overgangszonen, estimerede de, at faldet i pladens trækkraft fra den brudte subducerede litosfære var større end det rygtryk, der blev påført den indiske plade.

En dybtgående implikation af disse fund er den aftagende pladetrækkraft fra den subducerende indiske kontinentale litosfære. Løsne lithosfæriske fragmenter har reduceret denne kraft og bremset Indien-Eurasien-konvergensen. Forskningen tyder på, at efterhånden som mere af den subducerede plade brækker af, vil konvergensen mellem de indiske og eurasiske plader i sidste ende ophøre. Dette kunne føre til sammensmeltningen af ​​de to kontinenter, hvilket giver en ny forståelse af superkontinentdannelse.

Frigørelsen af ​​subduceret lithosfære forventes at inducere geologiske ændringer, herunder astenosfærisk opstrømning, pladeudvidelse og overfladehævning i kollisionszonen. Disse ændringer har betydelige geologiske konsekvenser, hvilket forklarer Himalayas stigning, initieringen af ​​sprækker i det sydlige Tibet og andre regionale geologiske fænomener.

Denne opdagelse er afgørende for at forstå en gåde, der har eksisteret i de sidste 100 år:hvad styrer den fortsatte kollision mellem de to kontinenter Indien og Eurasien, og hvordan vil den ende? Det understreger vigtigheden af ​​at studere Jordens indre for at optrevle de komplekse processer, der former vores planet gennem milliarder af år. Efterhånden som videnskabsmænd dykker dybere ned i kontinentale subduktionsprocesser, forventer vi yderligere åbenbaringer, der omformer vores forståelse af Jordens geologiske udvikling.

Flere oplysninger: Xiaofeng Liang et al., Fragmentering af kontinental subduktion afslutter Himalayas orogeni, Science Bulletin (2023). DOI:10.1016/j.scib.2023.10.017

Leveret af Science China Press




Varme artikler