研究結(jié)合氣候構(gòu)造模型來解釋安第斯難題
導(dǎo)讀安第斯山脈比板塊構(gòu)造理論預(yù)測(cè)的要高得多，這一事實(shí)幾十年來一直困擾著地質(zhì)學(xué)家。造山模型傾向于關(guān)注構(gòu)造板塊碰撞并將巖石推向天空時(shí)發(fā)生的...
安第斯山脈比板塊構(gòu)造理論預(yù)測(cè)的要高得多，這一事實(shí)幾十年來一直困擾著地質(zhì)學(xué)家。造山模型傾向于關(guān)注構(gòu)造板塊碰撞并將巖石推向天空時(shí)發(fā)生的深層壓縮力。一項(xiàng)新研究表明，考慮氣候相關(guān)因素的現(xiàn)代自上而下模型與傳統(tǒng)自下而上的構(gòu)造模型相結(jié)合，可以幫助揭示安第斯山脈令人費(fèi)解的歷史。
該研究由前伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校研究生胡嘉順、伊利諾伊州地質(zhì)學(xué)教授劉立軍和加州理工學(xué)院教授邁克爾·古尼斯領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)表在《自然通訊》雜志上。
“安第斯山脈的構(gòu)造環(huán)境是獨(dú)一無二的，”劉說?！霸摲秶闹行牟糠之惓８?，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為當(dāng)薄而致密的海洋地殼俯沖或滑入厚厚的地殼時(shí)，會(huì)發(fā)生相對(duì)較低的壓縮應(yīng)力和弱板塊界面耦合?！?/p>
地球化學(xué)和年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，最近的安第斯山脈建造階段開始于 4000 萬年前，最顯著的地殼縮短——山脈形成過程——始于今安第斯山脈的中北部，并逐漸向南方。
劉說，沿安第斯海岸保留的地質(zhì)證據(jù)表明，安第斯山脈今天仍在繼續(xù)向南擴(kuò)張，但導(dǎo)致這種遷移和顯著地殼變形的原因尚不清楚。
大量研究表明，安第斯山脈南部的侵蝕率較高，這是由于氣候比北部溫暖潮濕，按時(shí)間順序與沉積物流入安第斯海溝的證據(jù)相符。研究人員表示，這種沉積物沿著俯沖邊緣納斯卡板塊沿著海溝底部沉積，可能通過降低壓縮力并導(dǎo)致山脈降低而在俯沖板塊頂部起到潤(rùn)滑劑的作用。
劉的團(tuán)隊(duì)通過揭示一種奇怪的東西向特征的影響，將這種氣候-構(gòu)造關(guān)系更進(jìn)一步，該特征被稱為胡安費(fèi)爾南德斯海脊——一個(gè)今天仍然存在的水下火山熱點(diǎn)鏈。
“今天，胡安費(fèi)爾南德斯海嶺與智利海岸相交，它充當(dāng)了向北遷移的沉積物的屏障，”該研究的主要作者胡說?！拔覀兗僭O(shè)這條山脊已經(jīng)存在了數(shù)百萬年，隨著俯沖的納斯卡板塊緩慢向南遷移，使安第斯海溝北部的沉積物匱乏，這有助于增加遷移脊后面的板塊耦合和山脈建設(shè)。”
該團(tuán)隊(duì)的新模型解釋了胡安費(fèi)爾南德斯海脊隨時(shí)間推移對(duì)沉積物輸送的影響。
“當(dāng)我們使用我們的模型來倒轉(zhuǎn)時(shí)間并在 3D 空間中重建納斯卡板塊的俯沖歷史時(shí)，包括胡安費(fèi)爾南德斯山脊的影響與我們今天在安第斯山脈看到的地質(zhì)特征非常吻合，”胡說。
研究報(bào)告稱，該模型尚未用安第斯山脈形成的廣泛假設(shè)進(jìn)行測(cè)試，其中一些假設(shè)包括極其復(fù)雜的板塊俯沖幾何形狀。
“這項(xiàng)研究是將氣候和構(gòu)造定量聯(lián)系起來的關(guān)鍵一步——這在過去的研究中沒有得到很好的體現(xiàn)，”劉說。
