In sommige delen van de zeebodem, een tektonische mysterie ligt diep onder de grond begraven.

De oceaanbodem bevat een deel van het nieuwste gesteente op aarde, maar onder deze jonge oceanische platen bevinden zich grote lappen van veel oudere continenten die zijn ontwricht van hun continentale platen en zijn ingehaald door de jongere, dichtere oceanische plaat.

Onderzoekers staan ​​al een tijdje voor een raadsel:hoe laat een continentale plaat iets van zichzelf achter?

In een nieuwe studie gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , een tijdschrift van de American Geophysical Union, onderzoekers hebben de verplaatste stukken continentale platen gekoppeld aan een zwakke schakel in de lagen van de plaat, een mid-lithosferische discontinuïteit genoemd.

De korst en de bovenmantel vormen de lithosfeer, de stijve, buitenste deel van de aarde. In deze laag kan een mid-lithosferische discontinuïteit optreden, horizontaal door het midden van de lithosfeer lopen. Het is op deze plaats waar de onderste laag van de lithosfeer van een continent van zichzelf kan loskomen en ontwrichten, grote stukken van de lagere lithosfeer achterlatend, een wortel genoemd, die kan worden ingebed in de oceanische plaat aan de achterkant van de continentale plaat.

De nieuwe studie vindt dat dikkere en zwakkere mid-lithosferische discontinuïteitslagen eerder wortels achterlaten die verder van hun continentale oorsprong liggen, terwijl dunnere lagen meer kracht hebben om hun wortels vast te houden als de continentale platen bewegen, volgens de nieuwe studie.

"Dit is het eerste mechanisme om de grootschalige verplaatsing van de continentale lithosfeer te verklaren die achterblijft onder de oceanische lithosfeer, " zei Timothy Kusky, directeur van het Center for Global Tectonics aan de China University of Geosciences in Wuhan, China, en co-auteur van de nieuwe studie.

Kusky vergelijkt het proces met een boterham met pindakaas en jam op tafel:de sandwich is de lithosfeer van de aarde, en de tafel is de asthenosfeer, de zwakke laag in de bovenmantel die de meeste plaatverplaatsingen opvangt. De pindakaas en gelei is de mid-lithosferische discontinuïteit die de twee helften van de lithosfeer samenbindt.

Als iemand de boterham over de tafel duwde, de kracht van boven zou de bovenste laag brood verplaatsen, maar de wrijving van de tafel trekt aan de onderste boterham. Terwijl de sandwich beweegt, de twee sneetjes brood kunnen verschuiven, en de sandwich wordt ongelijk, zei Kusky.

Net als de boterham, terwijl de continentale plaat langzaam beweegt, de snelheid van de bovenste lithosfeer kan sneller zijn dan die van de onderste lithosfeer. Als de "pindakaas en gelei" zwak is, het bovenste deel van de lithosfeer begint de onderste helft te overtreffen, de lagere lithosfeer achterlatend om te worden ingehaald door de dichtere oceanische plaat.

De vraag die Kusky en zijn collega's in de nieuwe studie proberen te beantwoorden, is:kunnen we de boterham met pindakaas en jam modelleren?

De auteurs van de studie creëerden een numeriek model van de grootste gedocumenteerde continentale lithosfeeroffset, een continentale wortel onder de zuidelijke Atlantische Oceaan die overbleef 1, 300 kilometer (meer dan 800 mijl) achter door het Afrikaanse continent waar het vandaan kwam.

De auteurs van het onderzoek hebben gemodelleerd hoe de mineralen in de lithosfeer stromen en hoe snel de continentale plaat op dat moment zou zijn bewogen, ongeveer 130 miljoen jaar geleden. De onderzoekers deden 225 modellen van de continentale plaat, met behulp van verschillende diktes voor de discontinuïteit van de mid-lithosferische tussen 10 en 50 kilometer breed (5 tot 31 mijl breed) om de sterkte van de laag te onderzoeken die de twee laterale helften bij elkaar houdt. De modellen bevatten ook een reeks plaatsnelheden en viscositeit, of plakkerigheid door wrijving, van de mid-lithosferische discontinuïteit.

Het model onthulde dat hoe dikker de mid-lithosferische discontinuïteitszone, hoe groter de plaatoffset zou zijn. Een dunnere "gelei" met een hoge viscositeit had minder kans op afschuiving van de bovenste lithosfeer, of in ieder geval slechts een klein beetje achterop lopen. Maar een dikke mid-lithosferische discontinuïteitslaag, meer dan 25 kilometer dik (ongeveer 15 mijl dik), kan leiden tot grote verschuivingen. Meer dan 100 miljoen jaar, sommige wortels kunnen 10 opwinden, 000 kilometer (6, 200 mijl) verwijderd van het continent waar ze vandaan kwamen, volgens de modellen.

In het geval van de 1, 300 kilometer (800 mijl) Afrikaanse offset, de wetenschappers schatten dat de discontinuïteit in het midden van de lithosfeer ongeveer 40 kilometer dik was en uit elkaar reisde met een snelheid van 1 tot 3,25 centimeter per jaar (ongeveer 0,39 tot 1,28 inch).

Door deze plaatverschuivingen te begrijpen, kunnen onderzoekers begrijpen hoe de continentale stukken lithosfeer oceanische platen en hun samenstelling kunnen beïnvloeden, zei Zhensheng Wang, een geowetenschapper aan de China University of Geosciences in Wuhan, China, en co-auteur van de nieuwe studie.

Een voorbeeld voor verder onderzoek onder dit nieuwe model is het Ontong Java Plateau in de Stille Oceaan, het grootste oceanische plateau op aarde.

"Het vertegenwoordigt echt een nieuwe stap in de platentektoniek, "Zei Kusky over de nieuwe studie. "Als we de discontinuïteit in het midden van de lithosfeer kunnen verklaren, kunnen we veel van de raadselachtige dingen in de oceanografie en de platentektoniek in het algemeen verklaren."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.