土耳其中部安纳托利亚高原地球表面的皱纹和凹痕是新发现的一类板块构造的确凿证据。
在一个沮丧被称为科尼亚盆地的地壳正在慢慢地深入到行星内部,这一过程不仅逐渐塑造了盆地的表面地质,也逐渐塑造了盆地周围高原的地表地质。
它被称为岩石圈滴水,这是最近才在地球上发现的一种现象,地质学家仍在研究它的不同表现方式。
“通过卫星数据,我们观察到科尼亚盆地有一个圆形特征,那里地壳正在下沉,或者盆地正在加深,”地球物理学家朱莉娅·安德森说多伦多大学的。
“这促使我们查看地表以下的其他地球物理数据,我们看到上地幔中的地震异常和增厚的地壳,告诉我们那里存在高密度物质,并表明可能存在地幔岩石圈滴水。”
我们很清楚它是如何运作的。当地球岩石地壳的下部被加热到一定温度时,它开始变得有点粘稠。然后,就像蜂蜜或糖浆一样,慢慢地向下渗出?有点像沥青滴落实验,但更大且更慢。
当水滴下降时,它会将行星地壳也随之拉下。这创建了一个沮丧,或盆地。然后,当水滴脱离进入地幔时,地表反弹,向上隆起,产生广泛的影响。
我们才刚刚开始了解这个过程不久前,但是对其演化进行建模已经使安德森和她的同事能够识别出发生滴水的地幔区域,。
现在,对地表地质学和实验室实验的仔细分析使他们在安纳托利亚中部高原下发现了另一处软泥滴?路标就是科尼亚盆地。
众所周知,安纳托利亚中部高原随着时间的推移而不断升高。先前的研究表明,由于硬质水滴的释放,在过去的一千万年里,它的海拔上升了约一公里(0.6英里)。
但科尼亚盆地正以每年约 20 毫米(0.8 英寸)的速度下沉。这听起来似乎不多,但在一个正在上升的地区,一块下沉的地面值得进一步调查。
研究小组的发现表明,在将粘稠的熔融物滴入地幔后,高原的更广泛区域正处于岩石圈滴落过程的反弹阶段的阵痛之中。科尼亚盆地?这是较小的第二滴水形成。
“随着岩石圈变厚并滴落到该区域下方,它在地表形成了一个盆地,随后当下面的重量断裂并沉入地幔更深处时,盆地就突然出现了,”说多伦多大学的地球科学家 Russell Pysklywec。
“我们现在看到,这一过程不是一次性的构造事件,最初的滴水似乎在该地区其他地方引发了后续的子事件,导致科尼亚盆地在土耳其不断上升的高原内发生奇怪的快速下沉。”
研究人员通过建立实验室实验验证了该模型。他们在一个有机玻璃罐中填充了一种高粘度的有机硅聚合物,称为聚二甲基硅氧烷作为地球粘稠的下地幔的代表。聚二甲基硅氧烷和模型粘土的混合物被用来复制上地幔,而陶瓷球和硅砂的混合物则用作地壳。
然后,他们插入了密密麻麻的“种子”进入上地幔层开始滴水,并观察结果。10小时内,第一滴水开始下落。大约50小时后,当它到达盒子底部时,第二滴水开始下落。下降。
两种滴水都与表面的水平变形无关?仅垂直。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,尽管地壳表面没有水平运动,”安徒生说。 “研究结果表明,这些重大构造事件是相互关联的,一次岩石圈滴水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过程,并巧妙地解释了在安纳托利亚中部高原上观察到的奇怪的、同时发生的隆起和沉降。
该研究发表于自然通讯。