Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Sun Weidong van het Institute of Oceanology of the Chinese Academy of Sciences (IOCAS) en hun medewerkers van Curtin University en Geological Survey of Western Australia hebben een opmerkelijke mantelkoelingsgebeurtenis gemeld die het begin van moderne platentektoniek registreert .

De studie werd gepubliceerd in Earth and Planetary Science Letters op 21 september.

De temperatuur van de convecterende mantel oefent een eerste-orde controle uit op de reologie, samenstelling en bijgevolg het tektonische gedrag van de aardse lithosfeer. De bovenmantel van de aarde is aan het afkoelen sinds het Mesoarchean. De afkoeling van de bovenmantel sinds de Archean wordt echter over het algemeen als lineair beschouwd.

Intraplate continentale basaltgesteenten bieden een directe manier om de thermische toestand van de asthenosfeer te ondervragen. De alkali-index [AI, =(Na₂ O +K₂ O) ² /(SiO₂ – 35); oxiden als gew.%] van basaltgesteenten is een directe functie van de manteltemperatuur als de druk van gedeeltelijk smelten binnen een bepaald bereik is beperkt.

De onderzoekers voerden statistische analyses uit op een wereldwijde geochemische database van intracontinentale basaltgesteenten om variaties van gemiddelde AI in de afgelopen miljard jaar te onderzoeken. Vervolgens pasten ze een Monte Carlo-simulatie toe om een ​​evolutieproces van de potentiële temperatuur van de mantel (TP) gedurende de laatste miljard jaar te genereren met behulp van de trend van AI en bestaande schattingen van TP.

De verbeterde mantelkoelingsgebeurtenis die TP met ongeveer 50 ℃ tot 1400 ℃ daalde tijdens het Cryogenian tot Ediacaran (~ 720-541 miljoen jaar geleden) valt samen met de wijdverbreide verschijning van metamorfe gesteenten met een lage thermische gradiënt (T / P), als gevolg van koude subductie van de oceanische lithosfeer onder modern platentektonisch regime.

"We suggereren dat het begin van moderne platentektoniek resulteerde in verbeterde mantelkoeling als gevolg van het recyclen van een veel groter volume koude oceanische lithosfeer in de mantel. Het kan worden aangedreven door de toevoeging van enorme hoeveelheden sedimenten om subductiezones te smeren na de ontdooien van Snowball Earth", zegt Chen Qian, eerste auteur van de studie.

"Deze studie biedt nieuw inzicht in het ontstaan ​​van moderne platentektoniek en de effecten ervan op de evolutie van de thermische toestand van de mantel", zegt prof. Liu He, de corresponderende auteur. + Verder verkennen

Geologen werpen nieuw licht op hoe continenten kunnen zijn gevormd