Mylonite är en finkornig, kompakt metamorf bergart producerad genom dynamisk omkristallisering av de ingående mineralerna vilket resulterar i en minskning av bergartens kornstorlek. Kredit:Wikipedia
En ny studie tyder på att små, mineralkorn – pressade och blandade under miljontals år – satte igång den kedja av händelser som störtar massiva tektoniska plattor djupt in i jordens inre.
Teorin, föreslagit av Yale-forskarna David Bercovici och Elvira Mulyukova, kan ge en ursprungsberättelse för subduktion, en av de mest grundläggande krafterna som ansvarar för planetens dynamiska natur.
Studien visas i Proceedings of the National Academy of Sciences .
Subduktion sker när en tektonisk platta glider under en annan platta och sedan sjunker in i jordens mantel. Dess roll i stora geologiska processer är enorm:Den är huvudmotorn för tektoniska rörelser. Den bygger berg, utlöser jordbävningar, bildar vulkaner, och driver den geologiska kolcykeln.
Ändå har forskare varit osäkra på vad som initierar subduktion.
"Varför jorden ens har subduktion, till skillnad från andra jordiska planeter så vitt vi vet, är ett mysterium, sade Bercovici, Yales Frederick William Beinecke professor och ordförande i Earth and Planetary Sciences.
"Mantelsten nära ytan som har svalnat i hundratals miljoner år har två konkurrerande effekter, " sa han. "Medan det har blivit kallare och tyngre och vill sjunka, den har också blivit stelare och vill inte sjunka. Den förstyvande effekten borde vinna, som det gör på de flesta planeter, men på jorden, av någon anledning, det gör det inte."
En konceptuell skiss av havsbassängens inställning för den nya modellen. Infällda bilder från en datormodell visar mineralfraktion, kornstorlek, och svaghet. Kredit:Elvira Mulyukova och David Bercovici
Enligt den teoretiska modellen utvecklad av Bercovici och Mulyukova, en forskare vid Yale, subduktion kan initieras vid marginalerna mellan jordens havsbotten och kontinenter.
Modellen visar att tektoniska spänningar i en oceanisk platta gör att dess mineralkorn blandas med varandra, bli skadad, och så småningom krympa. Under en period av cirka 100 miljoner år, denna process försvagar den oceaniska plattan och gör den mottaglig för vertikal skjuvning och böjning - vilket är förknippat med början av subduktion.
"Den verkliga flaskhalsen för tektonisk plattaktivitet på en jordisk planet är hur snabbt den är massiv, steniga lager kan deformeras, " sade Mulyukova. "Stenarna kan deformeras bara så snabbt som deras små mineralkorn tillåter. Vår modell förklarar hur dessa förändringar i mineralkorn dramatiskt kan försvaga berget och göra subduktion möjlig på en planet som jorden."
