Океаническая кора, образовавшаяся сегодня на Земле, значительно тоньше, чем кора, образовавшаяся 170 миллионов лет назад во времена суперконтинента Пангея, согласно исследователям Техасского университета в Остине.
Истончение связано с охлаждением недр Земли, вызванным расколом суперконтинента Пангея, который распался на континенты, которые мы имеем сегодня, сказал Харм Ван Авендонк, ведущий автор исследования и старший научный сотрудник. ученый из Института геофизики Техасского университета. Выводы, опубликованные в журнале Nature Geosciences 10 декабря.12, проливают свет на то, как тектоника плит влияла на охлаждение мантии Земли на протяжении геологической истории.
«Мы думаем, что происходит то, что суперконтинент был похож на изолирующее одеяло», - сказал Ван Авендонк. «Поэтому, когда эти континенты начали раскрываться, и более или менее глубокая мантия была открыта, более или менее, для атмосферы и океана, она начала охлаждаться намного быстрее».
Все авторы из Института геофизики Техасского университета (UTIG), исследовательского подразделения Школы наук о Земле Джексона.
Мантия - это очень горячий, но в основном твердый слой породы между земной корой и ядром. Магма из мантии образует океаническую кору, когда она поднимается из мантии на поверхность в центрах спрединга и охлаждается в породе, образующей самое дно морского дна. Примерно 2,5 миллиарда лет назад мантия остывает - явление, не влияющее на климат на поверхности Земли и не имеющее ничего общего с проблемой краткосрочного антропогенного изменения климата. Это исследование предполагает, что после распада Пангеи скорость охлаждения мантии увеличилась с 6-11 градусов по Цельсию на 100 миллионов лет до 15-20 градусов на 100 миллионов лет. Поскольку более низкие температуры мантии обычно производят меньше магмы, это тенденция, которая делает кору современного океана тоньше.
«Важно отметить, что сейчас Земля остывает намного быстрее, чем за всю свою жизнь», - сказал Ван Авендонк. «Текущее состояние Земли, когда у нас происходит много тектонических событий, позволяет Земле охлаждаться гораздо эффективнее, чем в прошлом».
Исследования, которые привели к связи между расколом суперконтинента и толщиной земной коры, начались, когда Ван Авендок и доктор философии. Студентка Дженнифер Хардинг, соавтор исследования, заметила неожиданную тенденцию при изучении существующих данных о молодом и старом морском дне. Они проанализировали 234 измерения толщины земной коры со всего мира и обнаружили, что в глобальном масштабе самая старая исследованная океанская кора - порода возрастом 170 миллионов лет, образовавшаяся в юрском периоде, - примерно на одну милю толще, чем кора, которая образуется сегодня.
"Это то, что Дженни и я нашли более или менее случайно", сказал Ван Авендонк.
Связь между толщиной земной коры и возрастом подсказала два возможных объяснения, оба из которых связаны с тем фактом, что более горячая мантия имеет тенденцию производить больше магмы: Горячие точки мантии - сильно вулканические регионы, такие как Гавайские острова и Исландия - могли утолщаться. старую кору, покрывая ее слоями лавы в более позднее время. Или в юрском периоде мантия была более горячей, чем сейчас.
Ван Авендонк упомянул об этой проблеме во время случайной беседы с Джошуа «Бад» Дэвисом, доктором философии. студент исследовательской группы UTIG по тектонике плит и соавтор, который сказал, что группа может исследовать оба объяснения, используя компьютерные модели движения плит, начиная с юрского периода, и глобальную базу данных горячих точек.
Анализ исключил теорию горячих точек - толстые слои старой коры так же легко образовывались на расстоянии более 600 миль от горячих точек, расстояние, которое, по мнению исследователей, находилось за пределами влияния горячих точек. Напротив, анализ подтвердил гипотезу нагревания мантии в эпоху Пангеи и охлаждения мантии после распада суперконтинента.
Вывод о том, что раскол Пангеи привел к охлаждению мантии, важен, потому что он дает более детальное представление о температуре мантии, влияющей на тектонику на Земле, сказал Ван Авендонк. Исследователи также отмечают, что исследование иллюстрирует успех, который может быть достигнут благодаря спонтанному сотрудничеству и использованию фундаментальных исследований в глобальном масштабе.
«Крутая часть этого исследования в том, что оно не нуждалось в финансировании», - сказал Хардинг. «Мы просмотрели всю литературу и сами собрали все данные. Всегда есть дополнительная информация».