Wissenschaftler haben entdeckt, dass die Erdkruste „wie Honig“ in unser heißes Inneres der Anden tropft.
Durch die Einrichtung eines einfachen Experiments in einem Sandkasten und den Vergleich der Ergebnisse mit tatsächlichen geologischen Daten fanden die Forscher überzeugende Beweise dafür Boden Die Lawine ereignete sich Hunderte von Kilometern über die Anden, nachdem sie vom klebrigen Mantel verschluckt worden war.
Dieser als Rock Drip bezeichnete Prozess findet seit Millionen von Jahren und an mehreren Orten auf der ganzen Welt statt – einschließlich des zentralanatolischen Plateaus in der Türkei und des Great Basin im Westen der Vereinigten Staaten –, aber Wissenschaftler haben erst in den letzten Jahren davon erfahren. Ihre Erkenntnisse zur Anden-Destillation veröffentlichten die Forscher am 28. Juni im Fachblatt Natur: Erde und Umweltkommunikation (Öffnet in einem neuen Tab).
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„Wir haben bestätigt, dass es auf der Oberfläche eines Gebiets der Anden mit einem großen Teil der Lithosphäre zu Verformungen kommt [Earth’s crust and upper mantle] Unten steckt eine Kernschmelze fest“, sagte Julia Andersen, Forscherin und Doktorandin in Geowissenschaften an der University of Toronto. Er sagte in einer Erklärung. „Aufgrund seiner hohen Dichte tropft es wie kalter Sirup oder Honig tiefer in das Innere des Planeten und ist wahrscheinlich für zwei große tektonische Ereignisse in den zentralen Anden verantwortlich – die Veränderung der Oberflächentopographie der Region um Hunderte von Kilometern und die Zerkleinerung und Ausdehnung der Oberfläche Kruste selbst.“
Die äußeren Regionen der Erdgeologie können in zwei Teile unterteilt werden: eine Kruste und einen oberen Mantel, die feste Platten aus festem Gestein bilden, die Lithosphäre. und je heißer, desto kompakter die plastikartigen Felsen im unteren Mantel. Lithosphären- (oder tektonische) Platten schwimmen auf diesem unteren Mantel, und magmatische Konvektionsströme können Platten voneinander trennen, um Ozeane zu bilden; sie gegeneinander reiben, um Erdbeben zu verursachen; Es kollidiert mit ihnen, rutscht untereinander oder eine Lücke in der Platte setzt die intensive Hitze des Mantels frei, um Berge zu bilden. Aber wie Wissenschaftler allmählich beobachten, sind dies nicht die einzigen Möglichkeiten, wie Berge entstehen können.
Lithosphärentropfen treten auf, wenn zwei Platten der Lithosphäre zusammenstoßen und so stark nach oben bröckeln, dass sie kondensieren, was zu einem langen, schweren Tropfen führt, der in den Boden des Planetenmantels sickert. Während der Tropfen weiter nach unten sickert, zieht sein zunehmendes Gewicht an der darüber liegenden Kruste und bildet eine Mulde auf der Oberfläche. Schließlich wird das Gewicht des Tropfens zu groß, um intakt zu bleiben; Die lange Lebensader reißt, und die Kruste darüber springt Hunderte von Kilometern nach oben und bildet Berge. Tatsächlich vermuten Forscher seit langem, dass eine solche Ausdehnung des Untergrunds zur Entstehung der Anden beigetragen haben könnte.
Das zentrale Andenplateau besteht aus den Hochebenen Puna und Altiplano – ein Gebiet, das sich über 1.800 km (1.120 Meilen) und 400 km (250 Meilen) breit erstreckt und sich von Nordperu über Bolivien, Südwestchile und Nordwestargentinien erstreckt. Es entstand durch die Subduktion oder das Unterrutschen der schwereren tektonischen Platte von Nazca unter die südamerikanische tektonische Platte. Dieser Prozess verformte die Kruste darüber und drückte sie Tausende von Kilometern in die Luft, um Berge zu bilden.
Aber Subduktion ist nur die halbe Geschichte. Vorherige Studien Es bezieht sich auch auf Merkmale im zentralen Andenplateau, die nicht durch den langsamen und stetigen Aufwärtsschub des Subduktionsprozesses erklärt werden können. Stattdessen scheinen Teile der Anden während des Känozoikums – der gegenwärtigen geologischen Periode der Erde, die vor etwa 66 Millionen Jahren begann – durch plötzliche Aufwärtspulsationen in der Kruste entstanden zu sein. Das Bona-Plateau ist auch höher als das Altiplano und enthält vulkanische Zentren und große Becken wie Arizaru und Atacama.
Dies sind alles Anzeichen für tropfende Lithosphäre. Aber Wissenschaftler müssen diese Hypothese sicherlich testen, indem sie den Boden des Plateaus modellieren. Sie füllten einen Glastank mit einem Material, das die Erdkruste nachahmt, und bedeckten sie mit Polydimethylsiloxan (PDMS), einem Silikonpolymer, das etwa 1.000 Mal dicker als Tafelsirup ist, für den unteren Deckel; Mischung aus PDMS und Knetmasse des oberen Mantels; und eine sandartige Schicht aus feinen Keramikkugeln und Silikakugeln für die Verblendung.
„Es war, als würde man tektonische Berggürtel in einem Sandkasten erschaffen und zerstören, der auf einem simulierten Magmabecken thront – alles unter sehr genauen Bedingungen von nur Millimetern“, sagte Andersen.
Um zu simulieren, wie sich Tröpfchen in der Lithosphäre der Erde bilden, erzeugte das Team kleine, hochdichte Instabilitäten über der unteren Mantelschicht ihres Modells und zeichnete mit drei hochauflösenden Kameras auf, wie sich das Tröpfchen langsam bildete und dann zu einem langen, geschwollenen Tröpfchen abstieg. „Tropfen passiert über Stunden, also passiert nicht viel von Minute zu Minute“, sagte Andersen. „Aber wenn Sie alle paar Stunden nachschauen, werden Sie die Veränderung deutlich sehen – es braucht nur Geduld.“
Durch den Vergleich ihrer Modelloberflächenbilder mit Luftaufnahmen geologischer Merkmale der Anden stellten die Forscher bemerkenswerte Ähnlichkeiten zwischen den beiden fest, was stark darauf hindeutet, dass die Merkmale in den Anden tatsächlich durch Gesteinstropfen entstanden sind.
„Wir haben auch eine Krustenverkürzung mit Falten im Modell sowie trogartige Vertiefungen an der Oberfläche beobachtet, daher sind wir zuversichtlich, dass das Tropfen die Ursache für die beobachteten Verformungen in den Anden ist“, sagte Andersen.
Die Forscher sagten, dass ihre neue Methode nicht nur starke Beweise dafür liefert, wie einige Schlüsselmerkmale der Anden entstanden sind, sondern auch die wichtige Rolle geologischer Prozesse jenseits der Subduktion bei der Gestaltung der Landschaften der Erde hervorhebt. Es könnte sich auch als wirksam erweisen, um die Auswirkungen anderer Arten von unterirdischen Tröpfchen anderswo auf der Welt zu erkennen.
Ursprünglich veröffentlicht auf Live Science.