奇怪的发现发现地壳“滴”入地球的腹部

土耳其安纳托利亚中部高原地球表面的皱纹和草皮是新发现的一类板块构造的硝烟枪。

抑郁症被称为科尼亚盆地的地壳正在慢慢深入行星内部,这一过程不仅逐渐塑造了盆地的表层地质,还逐渐塑造了周围的高原。

它被称为岩石圈滴落,这种现象最近才在地球上被发现,地质学家仍在弄清楚它的不同表现方式。

“查看卫星数据,我们在科尼亚盆地观察到一个圆形特征,地壳正在下沉或盆地正在加深,”地球物理学家 Julia Andersen 说多伦多大学的。

“这促使我们查看地表下的其他地球物理数据,我们在其中看到了上地幔的地震异常和增厚的地壳,告诉我们那里有高密度物质,并表明可能存在地幔岩石圈滴落。”

安纳托利亚中部盆地的地质和构造环境。(Andersen 等人,Nat. Commun., 2024)

我们对它的工作原理有很好的了解。当地球的岩石地壳下部加热到一定温度时,它开始变得有点粘稠。然后,像蜂蜜或糖浆一样,它慢慢地向下渗出——有点像Pitch Drop实验,但更大更慢。

当这个下降时,它会把行星壳也一起拉下来。这将创建一个抑郁症或盆地。然后,当水滴分离到地幔中时,表面反弹,向上凸起,产生广泛的影响。

我们才开始了解这个过程不久前,但对其演化进行建模已经使 Andersen 和她的同事能够确定地幔中发生滴落的一个区域。在安第斯山脉中部下的 Arizaro 盆地.

现在,对地表地质和实验室实验的仔细分析使他们发现了安纳托利亚中部高原下的另一个渗出物滴落——路标是科尼亚盆地。

众所周知,安纳托利亚中部高原会随着时间的推移而上升。先前的研究表明,由于硬皮滴落的释放,在过去的 1000 万年里,它的高度上升了大约一公里(0.6 英里)。

但还有科尼亚盆地,它以每年约 20 毫米(0.8 英寸)的速度向下下降。这听起来并不多,但一个正在上升的地区一块下沉的土地值得进一步调查。

该团队的发现表明,高原的更广泛区域在将其粘稠的熔融负载放入地幔后,正处于岩石圈滴落过程的反弹阶段的阵痛中。科尼亚盆地?这是一个更小的第二次滴灌形成。

“随着岩石圈变厚并滴落到该地区下方,它在表面形成了一个盆地,后来当下面的重量脱落并沉入地幔的更深处时,盆地就会涌现出来。”多伦多大学的地球科学家 Russell Pysklywec。

“我们现在看到这个过程不是一次性的构造事件,最初的滴落似乎在该地区的其他地方催生了随后的子事件,导致科尼亚盆地在土耳其不断上升的高原内奇怪地迅速沉降。”

安纳托利亚中部高原的多阶段演变。(Andersen 等人,Nat. Commun., 2024)

研究人员通过设置实验室实验来验证该模型。他们在有机玻璃罐中装满了一种名为聚二甲基硅氧烷作为地球粘稠的下地幔的代表。使用聚二甲基硅氧烷和造型粘土的混合物来复制上地幔,而陶瓷球和硅砂的混合物用作地壳。

然后,他们插入了一个密集的”种子“进入上地幔层引发滴落,并观察结果。不到 10 小时,第一滴就开始落下。大约 50 小时后,当它到达箱子底部时,二次滴液已经开始下降。

两种滴水都与表面的水平变形无关——只与垂直变形有关。这些变形与科尼亚盆地一致。

“我们注意到,随着时间的推移,这种二次滴水确实将地壳向下拉并开始形成一个盆地,尽管地壳在表面没有水平运动,”Andersen 说.“研究结果表明,这些主要构造事件是相互关联的,一次岩石圈滴落可能会引发行星内部深处的一系列进一步活动。”

这些结果表明,岩石圈滴落是一个多阶段的过程,并巧妙地解释了在安纳托利亚中部高原观察到的奇怪的、同时隆起和沉降的过程。

该研究已发表在自然通讯.

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