Dit proces was de focus van een onderzoek onder leiding van prof. Zhong-Hai Li (Universiteit van de Chinese Academie van Wetenschappen). "Vergeleken met de volwassen subductie op de lange termijn lijkt de initiatie ervan meer op een 'onmiddellijk' proces met beperkte geologische gegevens. Bovendien ondergaan deze gegevens erosie en wijziging door de latere subductie. Bijgevolg zijn de overgebleven geologische gegevens zeldzaam, wat speelt als een grote barrière voor een beter begrip van het subductie-initiatieproces", zegt Li.

Geologen probeerden het SI-proces te ontcijferen door de karakteristieke gesteentegegevens te analyseren. Het meest bestudeerde karakteristieke magmatische record is de gesteentereeks in de onderarm (basalt-boniniet-boogtholeiieten) in de subductiezone van Izu-Bonin-Mariana (IBM). Bovendien hebben de ofiolieten van het SSZ-type (Supra-Subduction-Zone), bijvoorbeeld in Troodos (Cyprus) en Semail (Oman), vergelijkbare petrologische en geochemische kenmerken met de IBM-onderarmsequentie.

Er wordt dus verder voorgesteld dat de SSZ-ofioliet zou kunnen worden gegenereerd tijdens de initiatie van subductie. Een ander type geologisch record voor SI is de metamorfe zool, die normaal gesproken wordt vergezeld door de SSZ-ofioliet. Al deze magmatische en metamorfe gegevens wijzen op een toestand van hoge temperatuur en lage druk voor SI.

Vervolgens "is de vraag of het optreden van alle subductie-initiaties in de natuur zo'n kritieke toestand vereist met vrij hoge temperaturen op ondiepe diepten", zegt Li.

In de huidige oceaan zijn er verschillende subductiezones in een vroeg stadium met verschillende geologische gegevens, bijvoorbeeld de Puysegur-subductiezone in het zuiden van Nieuw-Zeeland. Bij dit SI-proces ontbreken de typische magmatische en metamorfe gegevens. In plaats daarvan bevatten de geologische gegevens de reacties van structurele vervorming en sedimentaire evolutie.

Op dezelfde manier zijn er een reeks jonge oceanische subductiezones in de westelijke Stille Oceaan, bijvoorbeeld de neger-subductiezone in de Sulu-zee, en de noord-Sulawesi en Cotabato-subductiezones in de Celebes-zee. De thermische omstandigheden in deze beginnende subductiekanalen moeten kouder zijn, in ieder geval lager dan de vereiste temperatuur voor het genereren van ofioliet en metamorfe tong.

"Het geeft dus aan dat de extreem hoge temperatuur op ondiepe diepten, voor het genereren van natuurlijk waargenomen ofioliet en metamorfe tong, alleen het hoge temperatuur eindlid van subductie-initiatie vertegenwoordigt, maar niet kan worden gebruikt als de diagnostiek voor alle SI ," zegt Li, en hij stelt verder twee contrasterende regimes voor subductie-initiatie voor, namelijk de warme versus koude eindleden.

Het hete SI-regime is meer ‘traditioneel’, met de geologische gegevens van magmatische en metamorfe gesteenten die worden beschouwd als de typische reacties van SI en zelfs als de diagnostiek voor het ontcijferen van paleo-SI-gevallen in de gebergten. Daarentegen ontbeert het koude SI-regime dergelijke magmatische en metamorfe gegevens, en trekt het dus minder aandacht in observationele studies, maar komt wel voor in veel subductiezones.

"Dientengevolge zijn de SSZ-ofioliet en metamorfe zool slechts de typische records van hete SI, maar worden ze niet noodzakelijkerwijs gegenereerd in het koude SI-regime. We kunnen dergelijke specifieke rotsrecords dus niet gebruiken om het voorkomen van SI te beoordelen of niet; in plaats daarvan kunnen meerdere geologische antwoorden moeten worden gecombineerd om een ​​volledig beeld van deze raadselachtige kwestie te krijgen", zegt Li.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift National Science Review .

Meer informatie: Zhong-Hai Li, Initiatie van subductie-warmte versus koude, National Science Review (2024). DOI:10.1093/nsr/nwae012

Aangeboden door Science China Press