
塔斯曼海的新西兰南部是一片暴风雨的海洋,海浪经常膨胀20英尺(6米)或更多,在美好的一天中,风以30 mph(48 km/h)的速度吹来。深处这些暴风雨的海洋,地球也是无想的。该地区是Puysegur Trench的所在地,这是地球上最年轻的俯冲带之一的所在地。在这里,澳大利亚板被推入太平洋板块下方,造成了频繁的大地震,包括2004年的7.2级地震。
现在,新的研究揭示了这个婴儿是如何的俯冲带到了:数百万年来,在澳大利亚和太平洋盘子之间边界上的西兰迪亚的“隐藏”大陆上有一些“隐藏”大陆,以一种导致浓缩的海洋壳的方式伸展和移动,使其撞向了它。这一发现,将不同类型的外壳定位在先前存在的板块边界上会导致俯冲可能有助于解释世界上其他新的俯冲带。
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德克萨斯大学奥斯汀分校的博士候选人布兰登·沙克(Brandon Shuck)说:“俯冲带是最重要的,即使不是最重要的板块边界之一。” “它们确实是主要的驱动力板块构造,因此它们是地球上盘子真正移动的主要原因。而且它们也非常具有破坏性的板块边界。 …我们真的不太了解它们是如何开始的,以及它们首先是如何形成的。”
“愤怒四十年代”的研究
俯冲带的形成是神秘的,因为俯冲带本质上是破坏性的。当一盘海洋壳在大陆地壳下潜水时,岩石处的岩石在表面扭曲,破裂和变形。同时,海洋平板搅动到地幔中,在那里融化了众所周知。这几乎没有地质历史进行研究。
Puysegur边缘的俯冲带已经足够年轻,以至于尚未删除这种历史。 Shuck告诉Live Science,这使其成为回答俯冲区如何形成的问题的理想场所。关于构造板如何打开并开始俯冲的尚无任何很好的解释。
但是,研究puysegur的边缘并不是一件容易的事,因为它是在“咆哮的四十年代”中,南方40度之间的纬度在南部和50度南部,那里的风和潮流是残酷的。研究船上的科学家马库斯·兰塞斯(Marcus Langseth)于2018年作为南岛俯冲启动实验的一部分前往该地区。 Shuck说,这是一次充满挑战的旅行。船员不得不花费将近四分之一的时间在岛屿后面避开大风。
萨克说:“我们的船一边滚动了20度。” “这是一团糟。”
尽管有天气,研究人员还是能够部署海底地震仪并对地下进行地震调查,这种方法使用反射的声波来观察地下结构。
俯冲带的制造
这些新数据使研究人员能够汇集年轻俯冲区的历史,该区域于4月22日在美国地震学会的虚拟会议上介绍了该研究,同一天发表在《杂志》上。构造学。这一切始于大约4500万年前,当时澳大利亚和太平洋板之间的新板块边界由于称为延伸力而开始形成 - 基本上,构造部队像Putty一样将两个板拉开。
板边界处的海洋壳可以预见:随着地壳的薄岩层,地幔中的岩浆通过裂缝向上推动,将其变成新的岩石。这个过程称为海底蔓延,这就是新的海洋壳的形成方式。
但是有一个捕捉:西兰迪亚的秘密大陆。新西兰是一个大陆壳的淹没部分在新西兰周围的澳大利亚规模。 Zealandia栖息在这个延伸区的北端。由于大陆壳更厚,更浮动,因此在板边界上工作的伸展力无法破裂西兰西亚。取而代之的是,大陆壳仅在扩散时伸展,形成了一个稀薄的区域,现在被称为索兰德盆地。
现在有两个盘子。西部的澳大利亚板块由北部的西兰迪亚和南部的新海壳组成。东部的太平洋板也包括南部的海洋壳。在北部,太平洋板块举办了索兰德盆地稀薄的大陆壳。在板块边界上,海洋壳撞击了海洋壳,大陆壳与大陆地壳碰撞。
如果不是在2500万年前的另一次构造轮班,可能会发生的兴趣很小。
当时,澳大利亚太平洋的板块边界停止拆开。取而代之的是,板开始互相移动,从而形成了所谓的滑滑断层。现在,太平洋板块向南移动,澳大利亚板正向北移动。这种相反的运动将澳大利亚板块的海洋壳带到了太平洋板块上薄薄的索兰德盆地大陆地壳的隔壁。
Shuck说,这是开始俯冲的关键:大陆壳比浓密的海洋壳更加浮力,而且这种浮力的差异使澳大利亚板块的密度越来越大,尤其是因为这些大陆和海洋板之间的边界已经被早期的踩踏破裂的断层削弱了。 Shuck说,调查结果驱使进程运动对构造运动的重要性是多么重要。
他说:“板的旋转方式真的很重要。” “如果您只是考虑将东西拆开并将它们推在一起,您并不会真正产生太多的对比,但是[使用]滑滑,您正在翻译[滑动地壳的一部分],并且效率很高。请想象,随着板块彼此滑动,您将互相滑动,您将导致不同特性的材料最终聚集在一起。”
向下移动
Shuck说,全球还有其他景点,在与盘子的压缩和融合相同的位置,尤其是在温哥华以北的夏洛特皇后断层和阿拉斯加南部的皇后断层。他说,这可能是俯冲带可能形成的地方。
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但是还有很多问题可以回答有关新西兰南部的断层。澳大利亚国立大学的地球物理学家卡罗琳·埃金(Caroline Eakin)在美国地震学会会议上发表讲话,描述了一场麦格理里奇(Macquarie Ridge)的研究之旅,这是一个在新西兰以南620英里(1,000公里)的海底山脊,与Puysegur Margin相同的缺点。 2020年10月,科学家在这款崎ged的山脊上部署了海底地震仪器,该乐器的宽度仅为28英里(25公里),但距离周围的地形距离为3.7英里(6公里)。
只要天气允许,研究人员将在2021年11月返回以获取乐器及其数据。如果Puysegur的边缘处于“咆哮四十年代”,那么Macquarie Ridge就在“愤怒的50年代”中。研究船在试图部署乐器时遇到了68英里/小时(109 km/h)的风,并在恶劣的天气下花费了38%的任务,以至于科学家在船上别无选择,只能做任何庇护所和等待。尽管如此,他们希望新的海底地震仪(OBS)将对山脊下面发生的事情睁开眼睛。目前,研究人员知道该地区有大量地震,但是他们对它们的地壳有多深,在发生什么样的缺点或在澳大利亚沿海地区构成了什么样的海啸风险。
Eakin告诉Live Science:“观察数据还将使我们能够使用不同的地震成像技术首次对板边界的地下进行映像。” “目前,我们的大多数观察结果都告诉我们表面或近表面正在发生的事情,但是我们不知道麦格理山脊地区的板界面下发生了什么。”
他们希望回答的一个问题:麦格理里奇的错也会开始变成俯冲带吗? Eakin说,Puysegur的边缘和Macquarie Ridge是相关的,并且随着时间的推移发生了类似的板板运动变化,尽管Puysegur在此过程中越来越远。 Shuck说,麦格理岭(Macquarie Ridge)是两块海洋壳的板,可能比普伊斯古尔(Puysegur)的大陆地壳和海洋外壳边界更能抵抗俯冲。但是俯冲带也可以从单点沿断层扩散。
Shuck说:“这两个部分实际上可能在将来链接。”
最初发表在现场科学上。