Een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Oslo laat zien hoe continenten uit elkaar gingen als gevolg van het uiteenvallen van het supercontinent Pangea. Het project onthult voorheen ongeziene details van de processen die betrokken zijn bij de vorming van nieuwe oceaanbekkens.

Ongeveer 200 miljoen jaar geleden had de aarde slechts één continent genaamd Pangea. Geleidelijk viel deze uitgestrekte landmassa uiteen in kleinere continenten en de huidige tektonische platen, terwijl het supercontinent uiteenviel en nieuwe oceanen ontstonden.

“Toen Pangea zich splitste, gingen de Afrikaanse en Zuid-Amerikaanse continenten van elkaar weg en werd de Atlantische Oceaan geboren. Ons onderzoek toont nieuwe details over hoe dit proces van continentale rifting precies werkte”, zegt professor Trond H. Torsvik van de afdeling Geowetenschappen van de Universiteit van Oslo.

Het onderzoeksteam wilde de evolutie van de Zuid-Atlantische Oceaan onderzoeken en hoe de Afrikaanse en Zuid-Amerikaanse platen zich tijdens het Krijt splitsten. Ze publiceren hun bevindingen in het prestigieuze tijdschrift Nature Communications.

“We laten zien hoe de aardmantel – de rotsachtige schil onder de aardkorst – begon te vervormen toen het supercontinent Pangea begon te scheuren. Heet materiaal van diep in de aarde steeg op en creëerde koepels onder Zuid-Amerika en Afrika. Het was de hitte van de mantelpluimen die de scheuring van Pangea veroorzaakte en de continenten Afrika en Zuid-Amerika spleet”, zegt assistent-professor Reidun Myklebust van de Universiteit van Oslo.

Het project heet SPLIT AFRICA en werd gefinancierd door de Onderzoeksraad van Noorwegen. Het team bestond uit geologen en geofysici van de Universiteit van Oslo, het Noorse Poolinstituut, de Geologische Dienst van Noorwegen (Norges Geologiske Undersøkelse) en verschillende universiteiten in Brazilië en het Verenigd Koninkrijk.

Het blootleggen van de krachten die diep onder het aardoppervlak spelen

Pangea verzamelde zich tijdens het late Paleozoïcum (ongeveer 335-300 miljoen jaar geleden) en begon zo'n 175 miljoen jaar geleden uiteen te vallen. Toen de splitsing van het supercontinent begon, bewogen de Afrikaanse en Zuid-Amerikaanse platen zich van elkaar af en begon de Atlantische Oceaan zich te vormen.

Het openingsproces duurde ongeveer 130 miljoen jaar en bracht uitgebreide vervorming van de aardkorst en magmatisme met zich mee. Het onderzoeksteam gebruikte seismische tomografie – een techniek die lijkt op een medische CT-scan, maar waarbij gebruik wordt gemaakt van seismische golven in plaats van röntgenstralen – om de huidige structuur van de aarde onder Zuid-Amerika en Afrika in beeld te brengen en inzicht te krijgen in de omstandigheden en processen die plaatsvonden tijdens het riften. .

De afbeeldingen bieden een gedetailleerd beeld van diepe aardstructuren onder Zuid-Amerika en Afrika. Ze onthullen de diepe wortels van de Afrikaanse en Zuid-Amerikaanse continentale lithosfeer, de dikte en aard van de korst, de diepte en topografie van de Moho (de grens tussen de korst en de mantel), de structuur en eigenschappen van de bovenste mantel, en de mate waarin de mantel is vervangen door heet opwellend materiaal diep uit de aarde.

“We hebben significante verschillen gevonden tussen de Zuid-Amerikaanse en Afrikaanse kant van de Zuid-Atlantische Oceaan. De continentale korst onder Zuid-Amerika is veel dikker dan onder Afrika, en we kunnen zien dat een groter deel van de mantel onder Zuid-Amerika is vervangen door heet opwellend materiaal”, zegt onderzoeker Anne-Marie Weidle, werkzaam aan de Universiteit van Oslo. en voerde alle seismische beeldvorming uit voor deze studie.

Hoe de structuur van de aarde de continentale kloof controleert

De structuur van de bovenmantel van de aarde bevat belangrijke aanwijzingen voor de processen die de continentale kloof beheersten. De lithosfeer is het buitenste stijve deel van de aarde en gedraagt ​​zich elastisch op korte tijdschalen. Op geologische tijdschalen kan de lithosfeer echter vervormen en stromen als een stroperige vloeistof vanwege de hoge temperaturen in het binnenste van de aarde.

De wetenschappers vergeleken hun observaties van de diepe structuur van de aarde met resultaten van numerieke modellen die het proces van het uiteenvallen van het continent simuleren. Deze simulaties laten zien dat de dikte en temperatuurstructuur van de lithosfeer een belangrijke rol spelen bij het lokaliseren van de vervorming, en de modellen geven aan dat de hete opwellingsmantel de vervorming bij voorkeur lokaliseerde in zwakkere zones binnen de continentale lithosfeer.

De zwakke zone in Zuid-Amerika die plaatselijke vervorming veroorzaakte, is vandaag de dag nog steeds zichtbaar als het Paraná-bekken. Dit sedimentaire bekken is ontstaan ​​na het uiteenvallen van het continent en is een belangrijke regio voor energie-exploratie.

“De structuren en processen die we vinden kunnen worden gezien als een natuurlijk laboratorium dat ons helpt het uiteenvallen van continentale gebieden in het algemeen beter te begrijpen, wat implicaties heeft voor het begrijpen van de vorming en het uiteenvallen van andere continenten en oceaanbekkens”, zegt Torsvik.