Geovetenskapsmän vid University of Toronto (U of T) och Istanbul Technical University har upptäckt en ny process inom plattektonik som visar att enorma skador uppstår på områden av jordskorpan långt innan den borde förändras geologiskt av kända plattgränsprocesser, betonar behovet av att ändra nuvarande uppfattningar om planetens tektoniska cykel.

Plattektonik, en accepterad teori i över 60 år som förklarar de geologiska processer som sker under jordens yta, hävdar att dess yttre skal är fragmenterat i kontinentstora block av fast sten, kallas "tallrikar, "som glider över jordens mantel, det steniga inre lagret ovanför planetens kärna. När plattorna driver runt och kolliderar med varandra under miljonåriga perioder, de producerar allt från vulkaner och jordbävningar till bergskedjor och djupa havsgravar, vid gränserna där plattorna kolliderar.

Nu, använder superdatormodellering, forskarna visar att plattorna som jordens hav sitter på slits isär av massiva tektoniska krafter även när de driver runt jorden. Resultaten rapporteras i en studie som publicerades denna vecka i Naturgeovetenskap .

Tankarna fram till nu fokuserade endast på den geologiska deformationen av dessa drivande plattor vid deras gränser efter att de hade nått en subduktionszon, såsom Marianergraven i Stilla havet där den massiva Stillahavsplattan dyker under den mindre filippinska plattan och återvinns till jordens mantel.

Den nya forskningen visar mycket tidigare skador på den drivande plattan längre bort från gränserna för två kolliderande plattor, fokuserat kring zoner av mikrokontinenter – kontinentala jordskorpfragment som har brutit av från de viktigaste kontinentalmassorna för att bilda distinkta öar, ofta flera hundra kilometer från sin ursprungsplats.

"Vårt arbete upptäcker att en helt annan del av plattan dras isär på grund av subduktionsprocessen, och i en anmärkningsvärt tidig fas av den tektoniska cykeln, sa Erkan Gün, en Ph.D. kandidat vid institutionen för geovetenskaper vid fakulteten för humaniora och naturvetenskap vid U of T och huvudförfattare till studien.

Forskarna kallar mekanismen en "subduktionsremskiva" där vikten av den subduktionsdel som dyker under en annan tektonisk platta, drar i den drivande havsplattan och river sönder de svaga mikrokontinenssektionerna i en tidig fas av potentiellt betydande skador.

"Skadan inträffar långt innan mikrokontinentfragmentet når sitt öde att konsumeras i en subduktionszon vid gränserna för de kolliderande plattorna, sa Russell Pysklywec, professor och ordförande för institutionen för geovetenskaper vid U of T, och en medförfattare till studien. Han säger att ett annat sätt att se på det är att tänka på den drivande havsplattan som en transportör för flygplatsbagage, och mikrokontinenterna är som bagage som färdas på transportören.

"Själva transportörsystemet sliter faktiskt isär bagaget när det färdas runt karusellen, innan bagaget ens når sin ägare."

Forskarna kom fram till resultaten efter en mystisk observation av stora förlängningar av bergarter i alpina regioner i Italien och Turkiet. Dessa observationer antydde att de tektoniska plattorna som förde klipporna till sin nuvarande plats redan var mycket skadade före kollisions- och bergsbyggande händelser som normalt orsakar deformation.

"Vi tog fram och genomförde beräkningsjordmodeller för att undersöka en process för att redogöra för observationerna, ", sade Gün. "Det visade sig att temperatur- och tryckberghistorierna som vi mätte med de virtuella jordmodellerna stämmer överens med den gåtfulla bergartutvecklingen som observerats i Italien och Turkiet."

Enligt forskarna, fynden förfinar några av de grundläggande aspekterna av plattektoniken och kräver en reviderad förståelse av denna grundläggande teori inom geovetenskap.

"Normalt antar vi - och lär oss - att havsplatttransportören är för stark för att skadas när den driver runt jorden, men vi bevisar motsatsen, " sa Pysklywec.