En kedja av öar i Stilla havet och undervattensberg – inklusive Hawaiiöarna – har en distinkt krökning. Forskare har förbryllat i åratal om vad som kan ha orsakat kurvan. En ny analys skyller nu på försvinnandet av en tektonisk platta. För länge sedan gled den här plattan in i jordens inre.
Tektoniska plattor är de enorma rörliga stenplattorna som täcker jordens yttre yta. De utgör den fasta grunden som kontinenterna och haven sitter på. I manteln under dem flyter ett hav av smält sten. Under miljontals år subducerar kanterna på vissa plattor — eller glider ner under en intilliggande plattans kant — och smälter. På andra platser stiger nytt plåtmaterial långsamt upp från manteln och hårdnar.
En ny analys tyder nu på att när en platta började subducera ändrade strömmen av rörligt sten i manteln nedan riktning. Slutresultatet: en böjd ö-kedja.
“Under den längsta tiden antog forskarna att denna framträdande böj bildades eftersom Stillahavsplattan ändrade riktning”, säger Dietmar Müller. Han är geofysiker vid University of Sydney i Australien. Han var också författare till två nya studier i ämnet. Från deras fynd säger han: “Vi kan nu visa att manteln, inte plattan, ändrade sin rörelseriktning.”
Ändra plattmigrering
Müllers team använde en datormodell för att rekonstruera den troliga riktningen, för cirka 50 miljoner år sedan, för den flytande sten som strömmar under Stilla havet. Tidigare hade Izanagi-plattan nära Östasien sjunkit under vatten. Detta, visade den nya analysen, skulle sannolikt ha vänt riktningen på mantelns flöde.
De vulkaniska bergen i området utvecklades som plymer av magma – flytande stenar – flydde från manteln, genom öppningar i eller mellan plattorna. Och en u-sväng i mantelns flöde kunde ha immobiliserat den vulkaniska plym av magma som byggde bergskedjorna. När jordskorpan rörde sig västerut över magmaplymen, skulle ett abrupt stopp i mantelflödet förklara den ungefär 120-graders knäcken i havsbergskedjan Hawaii-kejsaren. (Havsberg är undervattensberg, vanligtvis skapade av vulkaner.)
Müllers team presenterade sina slutsatser online den 24 mars i Geophysical Research Letters.
Hittills har jordforskare tillskrivit böjningen till en plötslig förskjutning i Stillahavsplattans rörelse över den magma-spjutande heta platsen. Detta skulle ha inträffat där kejsarens undervattensbergskedja ansluter till den hawaiiska. Men den plattan ändrade inte sin kurs nämnvärt när kedjan på sjön utvecklade sin kurva. Det är slutsatsen i en andra artikel från Müllers team. De publicerade den online den 27 mars i Geology.
De två fynden tillsammans tyder på att krökens ursprungliga ursprungsberättelse var utanför märket, säger Lijun Liu. Han är en jordforskare vid University of Illinois i Urbana-Champaign. “Dessa två tidningar kan faktiskt lösa denna långvariga debatt”, säger han. “Detta är två kraftfulla, oberoende bevis”, säger han. De föreslår att Hawaii-kejsarens böjning kommer från “en djup mantelprocess snarare än en rörelse på en yta.”
Hur den nya berättelsen kan läsas
Ett rörformat schakt i västra Stilla havet bär magma från nära jordens kärna upp till ytan. Denna webbplats är känd som Hawaiian hot spot. Till och från under mer än 80 miljoner år har smält sten spytt upp från denna plats. Allt som krävs är att plattans tunnhet ovanför den låter denna magma slå igenom. Sedan bildas ett vulkaniskt berg. Det ena efter det andra utvecklades berg efter berg. Få bröt vattenytan. Men de som har blivit öar.
Tillsammans sträcker sig denna kedja av toppar mer än 5 800 kilometer (3 600 miles) över Stilla havets botten.
Kedjan växte till en början söderut. Sedan vände den vid något tillfälle plötsligt österut. Det var för cirka 50 miljoner år sedan.
Men en tektonisk platta utanför östra Asiens kust mötte sin undergång cirka 10 miljoner år innan havsbergskedjan tog den österut. Denna Izanagi-tallrik halkade helt under en annan tallrik. Och manteln bara slukade upp den.
Maria Seton arbetar på University of Sydney. Hennes team undrade hur plattans stup skulle ha påverkat det närliggande flödet av het sten i manteln. Fram till dess hade den sjunkande stenhällen agerat som en vägg som sträckte sig ner i manteln. Det hade hindrat flödet av smält sten där.
Med hjälp av en dator beräknade hennes team hur manteln och den sjunkande plattan skulle ha interagerat. Och deras analyser tyder nu på att avlägsnandet av den mantelblockerande Izanagi-plattan utlöste en 7 miljoner år lång omorganisation av mantelrörelserna. Mantle flows gjorde en omvändning i sin datormodell. Flödena hade rört sig söderut med cirka 0,5 till 1,7 centimeter (0,2 till 0,7 tum) per år. Nu kröp flödet norrut och en bit västerut med tröga 0,1 till 1,1 centimeter per år.
Eftersom den hawaiiska heta platsen sitter i manteln, stoppade det omvända mantelflödet den heta platsens avdrift söderut. Så den förblev stillastående när Stillahavsplattan drev västerut ovanför den. Detta fick den växande hawaiianska sjöbergskedjan att expandera österut.
Maktord
Leave a Reply