Seismologer som undersöker hur jorden bildar en ny kontinental jordskorpa har sammanställt mer än 20 års seismiska data från en stor del av Sydamerikas Andinska platå och fastställt att processer där har producerat mycket mer kontinental sten än man tidigare trott.

"När skorpa från en oceanisk tektonisk platta störtar under en kontinental tektonisk platta, som det gör under Andesplatån, det tar med sig vatten och smälter delvis manteln, skiktet under jordskorpan, "säger Rice Universitys Jonathan Delph, medförfattare till den nya studien som publicerades online denna vecka i Vetenskapliga rapporter . "Den mindre täta smältan stiger, och en av två saker händer:Den stannar antingen i skorpan för att kristallisera i formationer som kallas plutoner eller når ytan genom vulkanutbrott. "

Delph, en Wiess Postdoc Research Associate i Rices Department of Earth, Miljö- och planetvetenskap, sa fynden tyder på att bergbildande regioner som Andesplatån, som geologer kallar "orogena platåer, "skulle kunna producera mycket större volymer kontinental rock på kortare tid än man tidigare trott.

Studera huvudförfattaren Kevin Ward, en postdoktor vid University of Utah, sa, "När vi jämförde mängden fångad plutonisk sten under platån med mängden utbrutet vulkaniskt berg på ytan, vi fann att förhållandet var nästan 30:1. Det betyder att 30 gånger mer smälta fastnar i skorpan än som utbrott, vilket är ungefär sex gånger högre än vad som vanligtvis anses vara genomsnittet. Det är en enorm mängd nytt material som har lagts till i skorpan under en relativt kort tidsperiod. "

Andesplatån täcker stora delar av Bolivia och delar av Peru, Chile och Argentina. Dess genomsnittliga höjd är mer än 12, 000 fot, och även om den är mindre än Asiens tibetanska platå, olika geologiska processer skapade Andesplatån. Fjällbyggande styrkor som arbetar på Andesplatån antas likna dem som arbetade längs USA:s västkust för cirka 50 miljoner år sedan, och Delph sa att det är möjligt att liknande krafter arbetade längs kontinenterna genom jordens historia.

De flesta stenar som bildar jordskorpan kom ursprungligen från partiella smältningar av manteln. Om smältan bryter ut snabbt, det bildar basalt, som utgör skorpan under haven på jorden; men det finns fortfarande frågor om hur kontinental skorpa, som är mer flytande än havskorpan, är formad. Delph sa att han och Ward började sin forskning 2016 när de avslutade sin doktorsexamen vid University of Arizona. Paret tillbringade flera månader med att kombinera offentliga datamängder från seismiska experiment från flera amerikanska och tyska institutioner. Seismisk energi färdas genom olika bergarter i olika hastigheter, och genom att kombinera datamängder som täckte en sträcka på 500 mil på Andesplatån, Ward och Delph kunde lösa stora plutoniska volymer som tidigare bara setts i bitar.

Under de senaste 11 miljoner åren har vulkaner har utbrutit tusentals kubikmiljoner material över stora delar av Andesplatån. Ward och Delph beräknade sitt plutoniska-till-vulkaniska förhållande genom att jämföra volymen av regioner där seismiska vågor rör sig extremt långsamt under vulkaniskt aktiva områden, indikerar att det finns någon smältning, med volymen sten som deponerats på ytan av vulkaner.

"Orogena oceaniska-kontinentala subduktionszoner har varit vanliga så länge som modern platttektonik har varit aktiv, "Delph sa." Våra resultat tyder på att processer som liknar de vi observerar i Anderna, tillsammans med bildandet av superkontinenter, kunde ha varit en betydande bidragsgivare till den episodiska bildningen av flytande kontinental skorpa. "