Oceaniczny kompleks rdzenia

Oceaniczny kompleks rdzenia lub megamullion to element geologiczny dna morskiego , który tworzy długi grzbiet prostopadły do ​​grzbietu środkowego oceanu . Zawiera gładkie kopuły, które są wyłożone poprzecznymi grzbietami jak dach z tektury falistej. Mogą mieć różną wielkość od 10 do 150 km długości, od 5 do 15 km szerokości i od 500 do 1500 m wysokości.

Historia, dystrybucja i eksploracja

Pierwsze opisane kompleksy rdzeni oceanicznych zidentyfikowano w Oceanie Atlantyckim. Od tego czasu zidentyfikowano wiele takich struktur, głównie w litosferze oceanicznej utworzonej na pośrednich, wolno i bardzo wolno rozprzestrzeniających się grzbietach śródoceanicznych , a także w basenach łuku wstecznego . Przykłady obejmują obszary dna oceanicznego o powierzchni 10-1000 km kwadratowych, a tym samym litosfery oceanicznej, szczególnie wzdłuż grzbietu środkowoatlantyckiego i południowo-zachodniego grzbietu indyjskiego . Niektóre z tych struktur zostały wywiercone i pobrane próbki, co wykazało, że ściana podstawy może składać się z obu maficzne skały plutoniczne i ultramaficzne ( głównie gabro i perydotyt , oprócz diabazu ) oraz cienka strefa ścinania obejmująca uwodnione krzemiany warstwowe . Kompleksy rdzeni oceanicznych są często związane z aktywnymi polami hydrotermalnymi.

Tworzenie

Złożone struktury rdzenia oceanicznego tworzą się na wolno rozprzestrzeniających się granicach płyt oceanicznych z jedynie ograniczoną podażą upwellingu magmy . Strefy te mają niskie górnego płaszcza i rozwijają się uskoki o długiej transformacji . Doliny ryftowe nie rozwijają się wzdłuż osi ekspansji wolno rozprzestrzeniających się granic. Ekspansja odbywa się wzdłuż uskoków odrywających się pod niskim kątem . Kompleks rdzenia buduje się na wypiętrzonej stronie uskoku, gdzie większość gabroowego (lub skorupy) jest usuwana, aby odsłonić perydotyt płaszcza . Składają się z perydotytów, ultramaficznych skał płaszcza iw mniejszym stopniu skał gabroicznych ze skorupy ziemskiej.

Każdy uskok oderwania ma trzy godne uwagi cechy: strefę oderwania, w której rozpoczął się uskok, odsłoniętą powierzchnię uskoku, która biegnie nad kopułą, oraz zakończenie, które zwykle jest oznaczone doliną i sąsiednim grzbietem.

Jednak hipoteza procesu formowania się poprzez oderwanie uskoków ma swoje ograniczenia, takie jak nieliczne dowody sejsmiczne na istnienie normalnych uskoków pod niskimi kątami, gdzie przypuszczalnie znaczące przesunięcie wzdłuż takich uskoków - które przecinają litosferę pod niskim kątem - powinno być związane z pewnymi tarcie. Rzadkość eklogitu w oceanicznych kompleksach rdzeniowych również podaje w wątpliwość prawdopodobieństwo głębokiego źródła w takich domenach. Obfitość perydotytów w oceanicznych kompleksach rdzeniowych można wytłumaczyć wyjątkową zmiennością subdukcji ocean-ocean na styku wolno rozprzestrzeniających się grzbietów oceanicznych i stref pęknięć. Analogowe modele subdukcji pokazują, że kontrast gęstości przekracza 200 kg/m ³ pomiędzy dwoma ustawionymi obok siebie płytami litosferycznymi skutkowałoby podsunięciem gęstszej na głębokość około 50 km, gdzie przemiana fazowa powoduje remineralizację piroksenów do granatów. Zwiększa to gęstość płyty, przyspieszając jej wnikanie w płaszcz, pod warunkiem, że tarcie między płytami jest niskie. Istnieją podstawy do przypuszczenia, że ​​na przecięciach wolnych grzbietów i stref spękań kontrast gęstości zestawionych ze sobą płyt przekroczyłby 200 kg/m ³ tarcie między płytami byłoby niskie, gradient temperatury wynosiłby około 100 C/km, a przy około 5% zawartości wody spadek solidusu (przejście graniczne na diagramie fazowym) bazaltu przy stosunkowo niskim ciśnieniu byłby umożliwiają współwystępowanie serpentynitów i perydotytów, typowych skał w oceanicznych kompleksach rdzeniowych.

Przykłady

Saint Peter Saint Paul Megamullion, Równikowy Ocean Atlantycki

Zidentyfikowano około 50 kompleksów rdzeni oceanicznych, w tym:

• Godzilla Megamullion , część szczeliny Parece Vela na zachodnim Pacyfiku między Japonią a Filipinami , została odkryta w 2001 roku. Ma około 155 km długości i 55 km szerokości i jest największym znanym kompleksem rdzeni oceanicznych na świecie.
• Świętych Piotra i Pawła leży na równikowym Oceanie Atlantyckim . Ma 90 km długości i 4000 m wysokości. Wierzchołek tworzy skały św. Piotra i Pawła. Jest to jeden z nielicznych znanych przykładów, w których skały płaszcza dna morskiego są odsłonięte nad poziomem morza.

Badania

Zainteresowanie naukowe kompleksami rdzeni dramatycznie wzrosło po ekspedycji w 1996 r., która sporządziła mapę Masywu Atlantydy . Ta wyprawa była pierwszą, która skojarzyła złożone struktury z uskokami oderwanymi. Badania obejmują:

• Aby zbadać strukturę płaszcza : kompleksy

  dostarczają przekrojów materiału płaszcza, który można znaleźć jedynie poprzez wiercenie w głąb płaszcza. Głębokie odwierty wymagane do spenetrowania skorupy na głębokość 6-7 km wykraczają poza obecne ograniczenia techniczne i finansowe. Selektywne wiercenia próbne w złożonych strukturach już trwają.

• Aby zbadać powstawanie uskoków oderwania
• Aby zbadać rozwój oceanicznych kompleksów rdzeni:

  W 2005 roku naukowcy z Woods Hole Oceanographic Institute odkryli serię kompleksów na północnym Atlantyku, 1500 mil (2400 km) od Bermudów . Struktury te znajdują się na różnych etapach ewolucji — od wybrzuszeń, które wskazywały na pojawienie się kompleksu rdzenia, po wyblakłe rowki długo ekshumowanych kompleksów rdzenia, które ulegały erozji przez miliony lat. Takie cechy pozwolą naukowcom zobaczyć aktywne oderwane uskoki w działaniu i zrozumieć ich rozwój.

• Aby zbadać mineralizację i uwalnianie minerałów z płaszcza:

  stromo nachylony uskok, który wnika głęboko, może być kanałem dla gorących, bogatych w minerały płynów hydrotermalnych , które krążą w kierunku powierzchni i tworzą złoża minerałów . Złoża te mogą rosnąć masowo, ponieważ uskoki oderwania utrzymują się przez setki tysięcy lat. Woods Hole Institution bada jedno takie miejsce, zwane polem hydrotermalnym TAG na grzbiecie środkowoatlantyckim.

• Aby zbadać morskie anomalie magnetyczne:

  konwencjonalny pogląd, że morskie anomalie magnetyczne powstały w górnej, ekstruzyjnej warstwie skorupy oceanicznej, wymaga ponownego przemyślenia, ponieważ całkowicie normalne anomalie magnetyczne powstają w kompleksach rdzeni, gdzie skorupa została usunięta. Sugeruje to, że dolna część skorupy oceanicznej zawiera znaczną sygnaturę magnetyczną.

Zobacz też

• Metamorficzny kompleks rdzenia

Źródła

•   Cann, JR; Blackman, Dania; Smith, Dania; McAllister, E.; Janssen, B.; Mello, S.; Avgerinos, E.; Pascoe, AR; Escartin, J. (1997). „Pofałdowane powierzchnie poślizgu utworzone na skrzyżowaniach z transformacją grzbietu na grzbiecie środkowoatlantyckim” (PDF) . Natura . 385 (6614): 329–332. Bibcode : 1997Natur.385..329C . doi : 10.1038/385329a0 . S2CID 4360073 . Źródło 1 lipca 2016 r .
• Cannat, M .; Sauter, D.; Mendel, V.; Ruellan, E.; Okino, K.; Escartin, J.; Combier, V.; Baala, M. (2006). „Tryby generowania dna morskiego na ubogim w topnienie bardzo wolno rozprzestrzeniającym się grzbiecie” . Geologia . 34 (7): 605–608. Bibcode : 2006Geo....34..605C . doi : 10.1130/G22486.1 . Źródło 1 lipca 2016 r .
•    Escartin, J.; Smith, Dania; Cann, J.; Schouten, H.; Langmuir, CH; Escrig, S. (2008). „Główna rola uskoków oderwania w akrecji wolno rozprzestrzeniającej się litosfery oceanicznej” (PDF) . Natura . 455 (7214): 790–794. Bibcode : 2008Natur.455..790E . doi : 10.1038/natura07333 . hdl : 1912/2805 . PMID 18843367 . S2CID 4421432 . Źródło 1 lipca 2016 r .
• Fujimoto, H.; Cannat, M .; Fujioka, K.; Gamo, T.; niemiecki, C.; Mevel, C.; Monachium, U.; Ohta, S.; Oyaizu, M.; Proboszcz, L.; Searle, R.; Sohrin, Y.; Yama-Ashi, T. (1999). „Pierwsze podwodne badania grzbietów śródoceanicznych na Oceanie Indyjskim”. Wiadomości InterRidge . 8 (1): 22–24.
• MacLeod, CJ; Searle, RC; Murton, BJ; Casey, JF; Mallows, C.; Unsworth, Karolina Południowa; Achenbach, KL; Harris, M. (2009). „Cykl życia oceanicznych kompleksów rdzeniowych” . Listy dotyczące nauki o Ziemi i planetach . 287 (3): 333–344. Bibcode : 2009E&PSL.287..333M . doi : 10.1016/j.epsl.2009.08.016 . Źródło 1 lipca 2016 r .
• Motoki, A.; Sichel, SE; Campos, TFDC; Srivastava, NK; Soares, R. (2009). „Obecne tempo wypiętrzania wysepek św. Piotra i Pawła, równikowy Ocean Atlantycki” . Rem: Revista Escola de Minas (po portugalsku). 62 (3): 331–342. doi : 10.1590/s0370-44672009000300011 .
•   Ohara, Y.; Yoshida, T.; Kato, Y.; Kasuga, S. (2001). „Giant megamullion w dorzeczu Parece Vela backarc” . Morskie badania geofizyczne . 22 (1): 47–61. Bibcode : 2001MarGR..22...47O . doi : 10.1023/A:1004818225642 . S2CID 126500066 .
•    Smith, Dania; Cann, JR; Escartin, J. (2006). „Rozpowszechnione uskoki aktywnego oderwania i formacja kompleksu rdzenia w pobliżu 13 ° N na grzbiecie środkowoatlantyckim” . Natura . 442 (7101): 440–443. Bibcode : 2006Natur.442..440S . doi : 10.1038/natura04950 . PMID 16871215 . S2CID 4409260 . Źródło 1 lipca 2016 r .
• Tucholke, BE; Lin, J.; Kleinrock, MC (1998). „Megamulliony i struktura słupków definiująca oceaniczne kompleksy metamorficznych rdzeni na grzbiecie środkowoatlantyckim” (PDF) . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 103 (B5): 9857–9866. Bibcode : 1998JGR...103.9857T . doi : 10.1029/98JB00167 . Źródło 1 lipca 2016 r .