Två forskare vid University of Wyoming är en del av den första kartläggningen av magnetränder-en av grunden för plattektonik-inom den nedre gabbroiska delen av den snabbt spridande oceaniska skorpan.

I processen, gruppen kan ha löst en 30-årig fråga om vetenskaplig debatt:I vilken hastighet bildas en snabbt utbredande havsskorpa?

"Detta har aldrig gjorts tidigare. Magnetremsorna är ett register över hur jordens magnetfält förändras genom tiden och, särskilt, hur jordens magnetfält vänder eller vänder när den magnetiska nordpolen blir den magnetiska sydpolen och vice versa, "säger Michael Cheadle, professor vid UW -institutionen för geologi och geofysik. "Denna kartläggning i den tredje dimensionen är spännande i sig eftersom magnetränderna, upptäcktes först i början av 1960 -talet, gav några av de viktigaste bevisen för teorin om platttektonik - teorin som förklarar hur och varför vi får bergskedjor, havsbassänger, vulkaner och jordbävningar. "

Cheadle är en tredje författare till en ny studie som lyfts fram i ett papper med titeln "Three-Dimensionale Magnetic Stripes Require Slow Cooling in Fast-Spread Lower Ocean Crust" som publicerades idag i Natur , en internationell vetenskaplig tidskrift.

Cheadle och Barbara John, en UW -professor i geologi och geofysik, tidningens fjärde författare, och Jeff Gee, professor i geovetenskap vid University of California-San Diego's Scripps Institution of Oceanography, utformade experimentet, samt genomförde prov och datainsamling. Sarah Maher, en doktorsexamen student vid Scripps Institution of Oceanography, är tidningens huvudförfattare. Hon och Gee slutförde databehandlingen och analysen.

Manuskriptet tar upp frågan om hur snabbt spridd havskorpan-som står för 40 procent av havskorpan och, därför, 25 procent av jordens yta - kyler och formar med nya tillämpningar av skorpmagnetisering. Formen på magnetremsorna i den tredje dimensionen visar att havskorpan faktiskt svalnar mycket långsamt.

"Så, vi har precis lagt en stor begränsning för hur en fjärdedel av planetens jordskorpa bildas, "Cheadle säger om studiens resultat.

Cheadle, John och Gee var de tre främsta utredarna på kryssningen till Pito Deep 2017. Beläget nära påskön, Pito Deep är en stor klyfta, som är en av få platser i Stilla havet som möjliggör provtagning av ett tvärsnitt av nedre oceanisk skorpa. Pito Deep är cirka 3,5 kilometer djupt, vilket är ungefär dubbelt så djup som Grand Canyon.

Havskorpan skapas vid midocean åsar och former genom frysning och kristallisering av magma, som produceras genom smältning av jordens mantel. Den magma har en temperatur på 1, 200 grader Celsius när den först rymmer från manteln innan den svalnar och stelnar till sten. När det svalnar under 580 grader Celsius, det blir magnetiserat och fångar upp en registrering av orienteringen av jordens magnetfält vid den tiden. Som ett resultat, det registrerar periodiska vändningar eller reverseringar av polariteten i jordens magnetfält, när den magnetiska nordpolen blir den magnetiska sydpolen, och vice versa. Dessa polaritetsomvändningar leder till normalt magnetiserade och omvända magnetiska ränder av havskorpan.

"Magnetremsorna kan anses vara en bandinspelning av historien om jordens magnetfält, "Säger Cheadle." Och mönstret för den bandinspelningen visar att den snabbt utbredda havskorpan måste ha svalnat mycket långsamt. "

Forskargruppen dokumenterade en subhorizontal magnetisk rand eller polaritetsgräns som sträcker sig över 8 kilometer från paleospridningsaxeln. Att göra så, gruppen använde Sentry, en autonom ubåt, för att kartlägga havsbotten magnetisering av gabbroisk sten över två 8-10 kilometer långa regioner och göra direkta mätningar av magnetpolariteten för mer än 200 orienterade prover som samlats av Jason II, en fjärrstyrd ubåt. Gabbroic rock är den frysta magma som bildar en magmakammare under vulkaner, som bryter ut lava på havsbotten.

Havskorpan bevarar förändringar i magnetfältets polaritet och intensitet när den svalnar genom inlåsning eller blockeringstemperatur. Detta sker antingen omedelbart, som i lavasektionen, vilken blixt kyler vid utbrott; eller långsammare i den djupare gabbro -sektionen. Geometrin för de registrerade gränserna mellan normala och omvänd magnetiserade bergarter i skorpans tvärsnitt speglar således havskorpans tidigare kylhistorik.

Forskningen leder till två viktiga, testbara förutsägelser från studiens resultat, Säger Cheadle.

"Först, vi föreslår att vår kylmodell överensstämmer med 100 till 200 meter offsetfel som uppstår 8 till 10 kilometer från axeln, möjliggör djup hydrotermisk cirkulation, "Säger Cheadle." Om det är korrekt, detta innebär att det finns ett betydande område med relativt outforskade, sannolikt diffus, hydrotermisk cirkulation som inträffar cirka 10 kilometer från axeln vid snabbt utbredda åsar.

"För det andra, våra resultat innebär att endast grunda jordbävningar skulle inträffa inom 8 till 10 kilometer från spridningsaxeln, "fortsätter han." Våra resultat har omfattande konsekvenser inom flera geovetenskapsområden, inklusive bildning av jordskorpan, vätskeflöde i haven, geokemi och seismologi. "