Galiciengruppen -- från vänster, Rice doktorand Nur Schuba, alumnen Ara Alexanian och doktorandforskaren Mari Tesi Sanjurjo -- diskuterar den nordvästra delen av den 3-D seismiska volymen på Rice's Visualization Lab. Kredit:Gary Linkevich/Rice University
Den första studien från en internationell expedition som leddes av Rice University 2013 för att kartlägga havsbotten utanför Spaniens kust har avslöjat detaljer om utvecklingen av förkastningen som skiljer de kontinentala och oceaniska plattorna åt.
Ett papper i Earth and Planetary Science Letters av Rice doktorand Nur Schuba beskriver den interna strukturen i en stor tredimensionell del av Galicien, en icke-vulkanisk passiv marginal mellan Europa och Atlantbassängen som inte visar några tecken på tidigare vulkanisk aktivitet och där skorpan är anmärkningsvärt tunn.
Den tunnheten gjorde det lättare att fånga 3D-data för cirka 525 kvadratkilometer av Galicien, den första övergångszonen i världen som analyserades så.
Sofistikerade seismiska reflektionsverktyg bogserade bakom ett fartyg och på havsbotten gjorde det möjligt för forskarna att modellera Galicien. Även om sprickan är begravd under flera hundratals meter pulveriserad sten och osynlig för optiska instrument, seismiska verktyg avfyrar ljud i formationen. Ljuden som studsar tillbaka berättar forskarna vilken typ av sten som ligger under och hur den är konfigurerad.
Bland data finns de första seismiska bilderna av vad geologer kallar S-reflektorn, ett framträdande lösgöringsförkastning inom övergångszonen mellan kontinenten och oceanen. De tror att detta fel gjorde det möjligt att glida längs zonen på ett sätt som hjälpte till att hålla skorpan tunn.
Rice University alumn Brian Jordan, medförfattare till en ny studie om Galiciens marginal baserad på en omfattande seismisk undersökning ledd av Rice, pekar ut skorpfel som ansluter till marginalens S-reflektor. Kredit:Gary Linkevich/Rice University
"S-reflektorn, som har studerats sedan 70-talet, är en mycket låg vinkel, normalt fel, vilket innebär att glidningen sker på grund av förlängning, ", sa Schuba. "Det som är intressant är att eftersom det är i en låg vinkel, den ska inte kunna halka. Men det gjorde det.
"En mekanism som folk har postulerat kallas det rullande gångjärnet, ", sa hon. "Antagandet är att en initialt brant förkastning halkade över miljontals år. Eftersom den kontinentala skorpan där är så tunn, materialet under det är varmt och välvt i mitten. Den initialt branta förkastningen började rulla och blev nästan horisontell.
"Så med hjälp av kupolen av materialet som kommer underifrån och även den kontinuerliga glidningen, det är så det troligen har hänt, " sa Schuba.
Den stora datamängden gav också ledtrådar om interaktioner mellan lösgöringsfelet och den serpentiniserade manteln, kupolen av mjukare sten som trycker uppåt på förkastningen och sänker friktionen vid glidning. Forskarna tror att det ledde till att Galicien utvecklades annorlunda, försvagar fel och möjliggör längre varaktighet av aktivitet.
Forskningen är relevant för geologer som studerar såväl land som hav eftersom lösgöringsfel är vanliga ovanför vattnet, sa Schuba. "En av mina rådgivare, (adjungerad fakultetsmedlem) Gary Gray, är förvånad över detta eftersom han säger att du kan se dessa fel i Death Valley och norra Kalifornien, men du kan aldrig se dem helt eftersom felen fortsätter att gå under jorden. Du kan inte se hur djupt de går eller hur felzonerna förändras eller hur de är förknippade med andra fel.
"Men en 3D-datauppsättning är som att ha en MRT, " sa hon. "Vi kan dela den hur vi vill. Det gör mig glad att detta var det första papper som kom ur Galiciens data och det faktum att vi kan se saker som ingen annan kunde se tidigare."
