I en ny utveckling inom geologi publicerad i Science Bulletin , ett internationellt forskarlag, inklusive forskare från Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, University of Texas i Austin, University of Missouri och Guilin University of Technology, har gett avgörande insikter om dynamiken i Indien- Eurasienkollision och Himalayas orogeni.
De uppnådde detta genom den senaste utvecklingen av en högupplöst tomografisk bild av den övre manteln under kollisionszonen mellan Indien och Eurasien. Denna nya mantelmodell, som möjliggörs av avancerad bildteknik, erbjuder oöverträffade insikter i jordens geologiska förflutna och krafterna som formar vår värld.
Forskargruppen använde en sofistikerad avbildnings- och analysteknik, som liknar att ta röntgenstrålar inom det medicinska området till jorden, för att fånga detaljerade ögonblicksbilder av den övre manteln under Himalaya och den tibetanska platån. Detta innovativa tillvägagångssätt avslöjade bilder av tektoniska processer under kollisionszonen Indien-Eurasien, som kastade ljus över dynamiken i bergsbyggande och kollisionen av kontinentala tektoniska plattor.
De nya bilderna avslöjar seismiskt snabba anomalier inom mantelövergångszonen (MTZ) oansluten till ytan. MTZ är som ett gränsskikt i jordens inre, mellan den övre och nedre manteln, som sträcker sig från 410 km till 660 km på djupet.
Dr. Xiaofeng Liang, huvudförfattaren, uttryckte sin första förvåning och sa:"I början kunde jag inte förstå varför det finns så många bitar av dessa snabbhastighetsblock, och de finns i olika storlekar. Jag visade resultaten för min kontorskamrat, Dr. Yang Chu, en strukturgeolog, och vi engagerade oss i omfattande diskussioner med kollegor från olika discipliner."
Dessa anomalier liknar pusselbitar som tros vara fragment av den subducerande indiska kontinentala litosfären som bröt sig loss. Forskargruppen rekonstruerade den ursprungliga norra kanten av den indiska kontinenten genom att åter fästa dessa bitar på den nuvarande indiska plattan.
Efter att ha utvärderat sammansättningen och temperaturen hos den anomala manteln i övergångszonen, uppskattade de att minskningen av plattans dragkraft från den trasiga subducerade litosfären var större än åstrycket som applicerades på den indiska plattan.
En djupgående implikation av dessa fynd är den minskande plattdragkraften från den subducerande indiska kontinentala litosfären. Fristående litosfäriska fragment har minskat denna kraft och bromsat konvergensen mellan Indien och Eurasien. Forskningen tyder på att när mer av den subducerade plattan bryts av kommer konvergensen mellan de indiska och eurasiska plattorna så småningom att upphöra. Detta kan leda till sammanslagning av de två kontinenterna, vilket ger en ny förståelse för superkontinentbildning.
Lossandet av subducerad litosfär förväntas inducera geologiska förändringar, inklusive astenosfärisk uppströmning, plattförlängning och ythöjning i kollisionszonen. Dessa förändringar har betydande geologiska konsekvenser, vilket förklarar uppkomsten av Himalaya, initieringen av sprickor i södra Tibet och andra regionala geologiska fenomen.
Denna upptäckt är avgörande för att förstå en gåta som har funnits under de senaste 100 åren:vad är det som styr den fortsatta kollisionen mellan de två kontinenterna Indien och Eurasien, och hur kommer det att sluta? Det understryker vikten av att studera jordens inre för att reda ut de komplexa processer som formar vår planet under miljarder år. När forskare går djupare in i kontinentala subduktionsprocesser, förväntar vi oss ytterligare uppenbarelser som omformar vår förståelse av jordens geologiska evolution.
Mer information: Xiaofeng Liang et al, Fragmentering av kontinental subduktion avslutar Himalayas orogeni, Science Bulletin (2023). DOI:10.1016/j.scib.2023.10.017
Tillhandahålls av Science China Press
