Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
En forskargrupp ledd av prof. Sun Weidong från Institute of Oceanology vid den kinesiska vetenskapsakademin (IOCAS) och deras medarbetare från Curtin University och Geological Survey of Western Australia har rapporterat en anmärkningsvärd mantelkylningshändelse som registrerar uppkomsten av modern plattektonik .
Studien publicerades i Earth and Planetary Science Letters den 21 september.
Temperaturen på den konvektionsmantel utövar en första ordningens kontroll på reologin, sammansättningen och följaktligen det tektoniska beteendet hos jordens litosfär. Jordens övre mantel har svalnat sedan Mesoarchean. Emellertid har kylningen av den övre manteln sedan Arkean i allmänhet ansetts vara linjär.
Intraplate kontinentala basaltiska bergarter ger ett direkt sätt att undersöka det termiska tillståndet i astenosfären. Alkaliindexet [AI, =(Na2 O +K2 O) 2 /(SiO2 – 35); oxider som viktprocent] av basaltbergarter är en direkt funktion av manteltemperaturen om trycket för partiell smältning är begränsat inom ett specifikt område.
Forskarna utförde statistisk analys på en global geokemisk databas över intrakontinentala basaltbergarter för att undersöka variationer av genomsnittlig AI under de senaste miljarderna åren. Sedan använde de en Monte Carlo-simulering för att generera en utvecklingsprocess av mantelpotentialtemperatur (TP) under de senaste miljarderna åren med hjälp av trenden för AI och befintliga uppskattningar av TP.
Den förstärkta mantelkylningshändelsen att TP minskade med cirka 50 ℃ till 1400 ℃ under kryogen till Ediacaran (~720-541 miljoner år sedan) sammanfaller med det utbredda utseendet av metamorfa bergarter med låg termisk gradient (T/P), vilket återspeglar kall subduktion av den oceaniska litosfären under modern platttektonisk regim.
"Vi föreslår att uppkomsten av modern plattektonik resulterade i förbättrad mantelkylning på grund av återvinningen av en mycket större volym av kall oceanisk litosfär till manteln. Den kan drivas av tillsatsen av enorma volymer sediment för att smörja subduktionszoner efter upptining av Snowball Earth", säger Chen Qian, första författare till studien.
"Denna studie ger ny insikt om uppkomsten av modern plattektonik och dess inverkan på utvecklingen av mantelns termiska tillstånd", säger professor Liu He, motsvarande författare. + Utforska vidare
