Nowa globalna analiza tempa rozprzestrzeniania się dna morskiego w ciągu ostatnich 19 milionów lat wykazała, że ulega on spowolnieniu. Geolodzy chcą wiedzieć, dlaczego dno morskie staje się powolne.
Nowa skorupa oceaniczna nieustannie tworzy się wzdłuż ciągnących się przez tysiące mil szczelin na dnie morskim, napędzana tektoniką płyt. Gdy subdukcja ściąga starą skorupę w dół, szczeliny otwierają się jak szczeliny w wylewnym wulkanie, ciągnąc gorącą skorupę w kierunku powierzchni. Na powierzchni skorupa zaczyna się ochładzać i zostaje odepchnięta od szczeliny, zastąpiona przez cieplejszą, młodszą skorupę.
Cykl ten nazywa się rozprzestrzenianiem się dna morskiego, a jego tempo kształtuje wiele globalnych procesów, w tym poziom morza i obieg węgla. Szybsze tempo zwykle powoduje większą aktywność wulkaniczną, która uwalnia gazy cieplarniane, więc odszyfrowanie tempa rozprzestrzeniania się pomaga kontekstualizować długoterminowe zmiany w atmosferze.
Według nowego badania, tempo rozprzestrzeniania się wynosi obecnie około 140 milimetrów rocznie, ale osiągnęło szczyt około 200 milimetrów rocznie zaledwie 15 milionów lat temu w niektórych miejscach. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie AGU Geophysical Research Letters, w którym publikowane są wysokowydajne, krótkoformatowe raporty o natychmiastowych implikacjach obejmujących wszystkie nauki o Ziemi i kosmosie.
Spowolnienie jest średnią globalną, wynikającą ze zmieniającego się tempa rozprzestrzeniania się od grzbietu do grzbietu. W badaniu zbadano 18 grzbietów, ale szczególnie uważnie przyjrzano się wschodniemu Pacyfikowi, gdzie znajdują się jedne z najszybciej rozprzestrzeniających się grzbietów na świecie. Ponieważ uległy one znacznemu spowolnieniu, niektóre o prawie 100 milimetrów rocznie wolniej w porównaniu do 19 milionów lat temu, obniżyły średnie tempo rozprzestrzeniania się na świecie.
Jest to złożony problem do rozwiązania, utrudniony przez powolne i stałe samozniszczenie dna morskiego.
„Wiemy więcej o powierzchniach niektórych innych planet niż nasze własne dno morskie” – powiedziała Colleen Dalton, geofizyk z Brown University, który kierował nowymi badaniami. „Jednym z wyzwań jest brak doskonałej konserwacji. Dno morskie jest zniszczone, więc pozostaje nam niekompletny zapis”.
Dno morskie jest niszczone w strefach subdukcji, gdzie skorupa oceaniczna przesuwa się pod kontynentami i opada z powrotem do płaszcza, i jest ponownie wykuwana na grzbietach rozciągających się na dnie morskim. Ten cykl tworzenia i niszczenia trwa około 180 milionów lat, co odpowiada wiekowi najstarszego dna morskiego. Magnetyczny zapis skorupy śledzi ten wzór, tworząc możliwe do zidentyfikowania paski za każdym razem, gdy ziemskie pole magnetyczne się odwraca.
Dalton i jej współautorzy badali zapisy magnetyczne 18 największych na świecie rozchodzących się grzbietów, wykorzystując wiek dna morskiego i ich powierzchnię do obliczenia, ile skorupy oceanicznej wytworzył każdy z grzbietów w ciągu ostatnich 19 milionów lat. Każdy grzbiet ewoluował nieco inaczej: niektóre się wydłużały, inne zmniejszały; niektórzy przyspieszyli, ale prawie wszyscy zwolnili. Ogólny wynik pracy Daltona jest taki, że średnie rozprzestrzenianie się dna morskiego zwolniło w tym czasie nawet o 40%.
Kierowca może tutaj znajdować się w strefach subdukcji, a nie w rozciągających się grzbietach: na przykład, gdy Andy rosną wzdłuż zachodniego krańca kontynentu południowoamerykańskiego, góry naciskają na skorupę.
„Pomyśl o tym jako o zwiększonym tarciu między dwiema zderzającymi się płytami tektonicznymi” – powiedział Dalton. „Spowolnienie konwergencji może ostatecznie spowodować spowolnienie rozprzestrzeniania się na pobliskich grzbietach”. Podobny proces mógł zachodzić pod Himalajami, z szybko rosnącym zasięgiem spowalniającym rozprzestrzenianie się wzdłuż grzbietów na Oceanie Indyjskim.
Jednak Dalton podkreśla, że to dodatkowe tarcie nie może być jedynym czynnikiem spowolnienia, ponieważ odkryła, że globalne tempo wzrostu spada, a wzrost w górach ma charakter regionalny. Pewną rolę mogą również odgrywać procesy na większą skalę, takie jak zmiany konwekcji w płaszczu. Najprawdopodobniej, podsumowuje, jest to połączenie obu. Aby dowiedzieć się więcej, Dalton ma nadzieję, że zbierze bezwzględne prędkości płyt, a nie prędkości względne użyte w tym badaniu, co pozwoli jej lepiej określić przyczynę spowolnienia.