科学家可能已经解开了安第斯山脉如何变得如此之大的谜团
菲茨罗伊山,安第斯山脉的一部分。 (伊格纳西奥·帕拉西奥斯/斯通/盖蒂图片社)
无论如何衡量,安第斯山脉非常非常大。他们穿越南美洲,行驶约 8,900 公里(5,530 英里),到达高度可达 7 公里(4.3 英里)s宽度可达 700 公里(435 英里)。
但这个范围是如何扩大到如此巨大的规模的呢?板块构造——地壳大板块在地球上的运动——山脊,因为较慢的部分被较快移动的区域迫使上升。
尽管这个概念在理论上很简单,但追踪持续时间短于 10 至 1500 万年的时间尺度内的构造运动速度对于地质学家来说却很棘手。
哥本哈根大学的研究人员使用了最近开发的方法更详细地了解形成安第斯山脉的南美板块的运动。他们发现板块的部分区域在 10 到 1400 万年前减速了 13%,在 5 到 900 万年前减速了 20%——足以解释我们今天看到的一些特征。
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“在两次减速之前的时期,紧邻西边的板块,即纳斯卡板块,深入山脉并压缩它们,使它们变得更高,”说丹麦哥本哈根大学地质学家瓦伦蒂娜·埃斯皮诺萨 (Valentina Espinoza)。
“这一结果可能表明,先前存在的山脉的一部分对纳斯卡和南美板块起到了刹车作用。随着板块减慢速度,山脉反而变得更宽。”
研究中使用的技术从绝对板块运动(APM)开始,即板块以地球上固定点为单位的运动。 APM 主要是通过研究地壳中的火山活动来确定的,岩浆的痕迹告诉地质学家板块是如何移动的。
然后是相对板块运动(RPM),即板块之间相对的运动。这是使用更广泛的线索进行计算的,包括嵌入海底的表示岩石运动的磁化数据,并提供比 APM 更高分辨率(更小的时间尺度)数据。
为了确定南美板块的移动速度,地质学家使用高分辨率 RPM 数据通过一些详细的数学计算来估计 APM。通过用我们确信的地质数据验证预测数据,该方法使专家能够更多地了解构造板块之间的相互作用。
“只要有高分辨率数据,这种方法就可以用于所有板,”说哥本哈根大学地质学家 Giampiero Iaffaldano。
“我希望这些方法将被用来完善构造板块的历史模型,从而提高重建我们仍然不清楚的地质现象的机会。”
该团队还考虑了为什么会发生这两次显着的减速的问题。虽然几百万年对我们来说很长一段时间,但在地质时间尺度上却只是眨眼的功夫。
一种可能性是地幔中的对流发生了变化,改变了周围不同密度的物质。也有可能是一种称为分层的现象造成的,即板块的大部分下沉到地幔中。这两个事件都会产生连锁反应,影响板块的运动速度。
需要进一步的研究和更多的数据才能确定,新的分析方法将对此有所帮助。即使(也许)回答了一个问题,还有很多问题需要解决。
“如果这个解释是正确的,它告诉我们很多关于这座巨大山脉是如何形成的,”说埃斯皮诺萨。
“但仍有很多我们不知道的事情。它为什么变得这么大?它以什么速度形成?山脉如何维持自身?它最终会崩溃吗?”
该研究发表于地球与行星科学通讯。