En ny studie gjord av forskare vid Institute of Earth Sciences Jaume Almera från spanska nationella forskningsrådet (ICTJA-CSIC) har kunnat beskriva effekterna av den litosfäriska strukturen på topografin i Gibraltarsundet. Denna nya forskning visar den djupa strukturen på plattgränsen mellan Afrika och Eurasien över Gibraltarbågen. Det beskriver fördelningen av densitet, temperatur och sammansättning av litosfären och sublitosfären (upp till 400 km djup).

Studien, publicerades nyligen i Journal of Geophysical Research:Solid Earth , uppskattar att topografin i Gibraltarsundet i det orogena området Betics och Rif avtar med 1500 meter och är kopplad till subduktionen i Gibraltar Arc -regionen.

"Vi har kunnat beskriva den litosfäriska geometrin och identifiera sublitosfäriska avvikelser av temperatur och densitet och koppla dem till deras topografiska effekter på ytan, i området kring Gibraltarsundet och Alboránhavet, "sa Ivone Jiménez-Munt, en forskare vid ICTJA-CSIC och första författare till studien.

"Förtjockningen av litosfären under den tektoniska domänen Betics och Rif är kopplad till subberingen av den iberiska plattan, synlig i seismisk tomografi. Vi uppskattar att vikten av denna litosfäriska platta som sjunker i manteln kan ha dragit ner topografin på Gibraltarsundet med cirka 1500 m, sa Jiménez- Munt.

"Den senaste delen av denna nedsänkning kan vara ansvarig för återanslutningen av Atlanten och Medelhavet, som ledde till en ombyggnad av Medelhavet efter den messiniska salinitetskrisen, "sa forskare i artikeln.

Den nya modellen som föreslås i denna studie konstruerar den litosfäriska strukturen längs en 945 km lång geotransekt, en profil som sträcker sig från södra det södra iberiska massivet till anti-atlas, korsar Betics-Rif-orogen, Gibraltarsundet, och Atlasbergen. Studieområdet är resultatet av konvergensen mellan den afrikanska plattan, går mot norr, och den iberiska tallriken.

Arbetet visar betydande variationer vid gränsen mellan litosfären, det yttersta jordlagret som inkluderar skorpan och en del av den övre manteln, och astenosfären, ett tätare och mer flytande lager av manteln, över vilken litosfären rör sig. Under bergskedjorna Betics och Rif når gränsen mellan litosfär och astenosfär sina maximala värden, cirka 220 och 260 km djup, respektive.

Forskarna utvecklade denna modell med hjälp av den nya LitMod2D _2.0 -modelleringskoden som integrerar petrologisk (mantelns kemiska sammansättning), geofysisk (gravimetri, geoid, värmeflöde, topografi) och befintliga seismiska data.

"Medan vi utvecklade modellen, vi fann svårigheter att passa alla observerbara. Vi upptäckte avvikelser i geoid- och gravimetriska data, "sa Ivone Jiménez-Munt." Geoiden är mycket känslig för djupa densitetsanomalier, "tillade hon. Dessa missförhållanden kunde bara förklaras av närvaron av den subdukterande plattan på den iberiska plattan under Alboranhavet öster om den studerade profilen.

"Vi tror att denna kallare och tyngre sjunkplatta kan ha ett visst inflytande på geoidens upptäckta anomali, "sa Jiménez-Munt. Forskare införlivade en kropp med samma geokemiska sammansättning som den iberiska plattan och kallare än den omgivande astenosfären i modellen. De kunde sedan passa de observerbara." Denna sublitosfäriska anomali som ingår i modellen simulerar subduktionsplattan . Genom att uppskatta dess densitet, vi kunde simulera dess effekt på ytan, "förklarade Jiménez- Munt.

Det studerade området är komplext. "Detta är plattgränsen mellan Afrika och Eurasien, men i detta område, gränsen sprids och ger ett stort deformationsområde. Förr, denna gräns hade hoppat mellan södra den iberiska halvön och norr, i Pyrenéerna, och för närvarande distribueras mellan Betics och Nordafrika. Även om det är en konvergent gräns, det hade varit förlängningsperioder, och hypotesen att det är en bågformig subduktion blir starkare; det är, en subduktion som kännetecknas av att "den avledande plattan" bryts av från dess övre del från öst till väst, säger Jiménez- Munt.

Montserrat Torné, Manel Fernández, Jaume Verges, Ajay Kumar, Alberto Carballo och Daniel García-Castellanos är de andra ICTJA-CSIC-forskarna som är involverade i denna forskning.