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地质学家提高了大陆地高瀬千寻壳形成速度的极限

地球 2022-02-18 00:00:24

麻省理工学院朱棣文教授 内华达山脉内的特哈查皮山脉是进行这项研究的地方,相对来说比较干燥和崎岖

这一地区的露头比内华达山脉的高海拔地区要少得多

荣誉:本杰明·克莱因 虽然我们看不到它在运行,但地球在不断地生产新的土地

这发生在俯冲带,在那里构造板块相互挤压,并在此过程中犁出岩浆可以通过的火山链

一些岩浆没有喷出,而是在地表下混合和变形

然后它结晶成山脉形式的新大陆地壳

科学家们认为地球的山脉是经过数百万年的这个过程形成的

但是麻省理工学院的地质学家现在发现,这颗行星产生新陆地的速度比以前想象的要快得多

在发表在《地质学》杂志上的一篇论文中,研究小组指出,加利福尼亚内华达山脉的部分地区在仅仅1

3900万年——是该地区预期速度的两倍多

研究人员将陆地的快速形成归因于岩浆的大规模爆发

该研究的主要作者本杰明·克莱恩博士说:“我们发现的真正令人兴奋的事情是,通过新的高精度年代学,我们能够确定地壳形成过程发生的速度,并且我们表明大量的新地壳以极快的速度形成。”

D

19岁,是麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究生

“那是一瞬间

那是100多万年前的事了,但是在地质年代,那是超快的

" 克莱因的合著者是EAPS的副教授奥利弗·贾古兹和研究科学家贾汉达·拉姆扎尼

完整的横截面 内华达山脉是两个构造板块碰撞的产物:向西移动的北美板块和当时被称为法拉隆板块的东西,法拉隆板块慢慢地在北美板块下面下沉,最终完全滑入地球的地幔

大约1亿年前,当两个板块相撞时,它们首先形成了一连串的火山,然后形成了高耸的山脉,即今天的内华达山脉

克莱恩说:“当时,美国西海岸像今天的安第斯山脉一样,有着很高的海拔和一连串的大型火山,现在是什么样子?”

在他们的研究中,研究人员集中在内华达山脉的一个地质特征上,这个特征被称为侵入岩组——最初形成于地球内部深处的大量岩石

一旦结晶,岩石形成一个新的垂直的大陆地壳柱

一个岩石露头,与研究人员从地壳更深处分析的相似

荣誉:本杰明·克莱因 他们特别关注贝尔谷侵入岩组,这是一个独特的地层,因为它代表了今天暴露在地表的新大陆地壳的遗迹,是一段40英里长的花岗岩

这些岩石,今天沿着山脉水平分布,最初形成一个垂直的柱状物

随着时间的推移,这个新的大陆地壳塔被侵蚀,伸展并倾斜成目前的水平结构

克莱恩说:“熊谷侵入性套房为我们提供了大型火山下面的岩浆管道系统的完整横截面,通常我们只能获得有限的快照。”

“这让我们能够更全面地思考新地壳的形成速度

" 新外壳的速度限制 该小组在内华达山脉岩基的一个区域收集了岩石样本,并将它们带回麻省理工学院进行成分分析

他们能够使用铀铅年代学来确定九个样本的年龄,这是由已故麻省理工学院名誉教授萨姆·宝宁首创的高精度年代测定技术

从每个样品中,研究人员分离出锆石的单个颗粒,锆石是岩石中常见的矿物,含有铀和一些铅,科学家可以测量其比例来估计岩石的年龄

根据他们的分析,克莱恩和他的同事发现所有九个样本的年龄跨度惊人的短,只有1岁

三千九百万年

研究小组计算了形成样品所代表的新地壳所必须结晶的岩浆数量的估计值

他们发现大约250立方千米的岩浆可能从地球内部上升,并转化成新的地壳——只需1

三千九百万年

克莱恩说:“这比之前对Sierras地壳形成的估计快了大约2.5倍,这是一个相当大的差异。”

“它给出了这些事情实际发生的最大速度限制

" 克莱恩说,鉴于这种新地壳形成的速度,可能的原因是岩浆喷发,或岩浆活动的突然爆发

克莱恩说:“整个岩基是在将近2亿年的时间里建造的,但是我们知道,在那段时间里,有一些时期是高度活跃的,也有一些时期是比较安静的,增加的新材料较少。”

“我们在这一地区所能展示的是,至少在局部地区,岩浆流入的速度比在Sierras记录的平均速度快得多

" 地质学家认为,岩浆爆发是地球异常活动的结果,例如构造板块突然以更快的速度碰撞

根据研究人员记录的关于熊谷侵入套房的一切,然而,在山脉形成的时候没有发生这样的活动

“没有明显的诱因,”克莱恩说

“这个系统基本上一直在运行,然后我们看到了岩浆的大爆发

因此,这挑战了这一领域的一些基本概念,并应该告诉人们如何看待这些事情今天可能发生得有多快,比如在日本的安第斯山脉或火山地区

"

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