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一个隐藏的大陆诞生了新西兰附近的新俯冲区

The New Caledonia Barrier Reef is the second-longest double-barrier coral reef in the world, reaching a length of 1,500 kilometers.
(图片来源:阿恩·霍达利奇通过盖蒂图片社)

塔斯曼海的新西兰南部是一片风雨如磐的海洋,在那里波浪经常膨胀20英尺(6米)或更多,风吹在美好的一天30英里/小时(48公里/小时)。在这些暴风雨的深处,Earth也是不拘泥的。该地区是Puysegur沟槽的所在地,地球上最年轻的俯冲区之一。在这里,澳大利亚板块在太平洋板上被驱逐,频繁的大地震,2004年包括7.2幅度的地震。

现在,新的研究揭示了这个宝宝的方式俯冲区came to be: Over millions of years, a bit of the "hidden" continent of Zealandia on the boundary between the Australian and Pacific plates, got stretched and shifted in a way that led the denser oceanic crust to slam into — and under — it. This finding that positioning different types of crust against one another at a preexisting plate boundary leads to subduction may help to explain how other new subduction zones around the world form.

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“俯冲带是最重要的板块边界之一,如果不是最重要的话,”该研究的主要作者、德克萨斯大学奥斯汀分校的博士生布兰登·舒克说他们真的是板块构造所以它们是地球板块运动的主要原因。它们也是极具破坏性的板块边界…我们并不真正了解它们是如何开始的,以及它们最初是如何形成的。”澳门金莎网上游戏

“愤怒的四十年代”研究

俯冲带的形成是神秘的,因为俯冲带澳门金莎网上游戏本质上是破坏性的。当海洋地壳板块潜到大陆地壳之下时,其表面的岩石会扭曲、破裂和变形。与此同时,大洋板块搅动进入地幔,在那里融化得面目全非。这几乎没有留下什么地质历史来研究。

The subduction zone in the Puysegur margin is young enough that this history has not yet been erased. That makes it an ideal spot to answer the question of how subduction zones form in the first place, Shuck told Live Science. There's not yet any good explanation of how tectonic plates break open and start subducting.

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然而,研究Puysegur边缘并不容易壮举,因为它在“咆哮的四十年代”中,纬度在40度南部和50度的南方,风和电流是残酷的。科学家们在2018年将研究船Marcus Langseth列为该地区,作为南岛潜水起始实验的一部分。这是一场充满挑战的旅行,Shuft说。船员不得不花几乎四分之一的时间浪费岛屿后躲避岛屿以避免大谷。

“我们的船在一点地滚动了20度,”Shuft说。“这是一团糟。”

尽管天气不好,研究人员还是部署了海底地震仪,并对地下进行了地震勘测,这种方法利用反射声波来观察地下结构。

The making of a subduction zone

显示新西兰南部的Puysegur边缘的原理图。从4500万年前开始的海底传播延伸出在太平洋板上的西兰迪亚淹没的大陆外壳,在Slander盆地创造了一个稀释的地区。防滑断层带来了这种弱化的大陆地壳和澳大利亚板块的密集海底。碰撞推动了较轻的大陆地壳下的致密海拔,是一种称为俯冲的过程。 (图片来源:布兰登·舒克)

新的数据使研究人员得以整理出年轻俯冲带的历史,这是舒克4月22日在美国地震学会虚拟会议上提出的,同一天,这项研究发表在《美国地震学会》杂志上构造学.It all started about 45 million years ago, when a new plate boundary between the Australian and Pacific plates began to form because of a force called extension -- basically, tectonic forces pulled the two plates apart like putty.

板边界的海底响应了这个延伸,可预测:作为地壳薄,来自地幔的岩浆通过骨折推动,硬化到新的岩石中。这个过程称为海底蔓延,这是新的海洋地壳形式的方式。澳门金莎网上游戏

但有一个抓住:西兰迪亚的秘密大陆。Zealandiais a淹没部分的大陆地壳澳大利亚在新西兰周围的大小。西兰迪亚位于这个伸展带的北端。由于大陆地壳较厚,浮力较大,在板块边界作用的拉张力不能使西兰迪亚断裂。相反,大陆地壳只是在扩张时拉伸,形成了一个变薄的区域,现在被称为索兰德盆地。

现在有两个盘子。澳大利亚板块,to the west, consisted of continental crust from Zealandia in the north and new oceanic crust in the south. The Pacific Plate, to the east, also consisted of oceanic crust in the south. To the north, the Pacific Plate hosted the thinned-out continental crust of the Solander basin. At the plate boundary, oceanic crust bumped up against oceanic crust, and continental crust against continental crust.

如果不是2500万年前的另一次构造变化,人们可能不会对此感兴趣。

当时,澳大利亚-太平洋板块边界停止分离。相反,板块开始相互移动,形成了所谓的走滑断层。现在,太平洋板块向南移动,澳大利亚板块向北移动。这种相反的运动使澳大利亚板块的海洋地壳正好与太平洋板块上薄薄的Solander盆地大陆地壳相邻。

滑行错故障的例证在构造板材边界。 (图片来源:MARK GARLICK/科学图片库via Getty Images)

这是开始俯冲的关键,舒克说:大陆地壳比密度更大的海洋地壳更具浮力,这种浮力的差异使得澳大利亚板块密度更大的部分滑到了较轻的太平洋板块之下,尤其是由于这些大陆板块和大洋板块之间的边界已经被早期的走滑断裂活动削弱。舒克说,这一发现使人们明白了走滑运动对构造的重要性。

“平板如何旋转真的很重要,”他说。“如果你只是想到将东西拉开并将它们推在一起,你并没有真正创造出那么多的对比,而是[用]滑动滑动,你翻译了[滑动了一部分地壳],这是超级效率。只是想象,板块互相滑动,您将引起不同性质的材料最终会聚在一起。“

走下故障

舒克说,全球还有一些地方的走滑运动与板块的挤压和汇聚发生在同一地点,特别是沿着温哥华北部和阿拉斯加南部的夏洛特皇后断层。他说,该断层可能是俯冲带可能形成的地方。澳门金莎网上游戏

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但还有许多问题留给新西兰南部的故障来回答。澳大利亚国立大学的地球物理学家Caroline Exhin of AmericaliCist Caroline Exh在新西兰南部南部620英里(1,000公里)的麦格威山区的研究之旅中描述了一个研究之旅。2010年10月,科学家们在这个崎岖的山脊上部署了海底地震仪器,距离周围地形仅3.7英里(6公里),距离酒店仅为28英里(25公里)。

只要天气允许,研究人员将于2021年11月返回,提取仪器及其数据。如果说“普耶舍格边缘”号是“咆哮的四十年代”,那么麦格理岭号则是“狂怒的五十年代”。这艘研究船在试图部署仪器时遇到了时速68英里(109公里/小时)的风,在恶劣的天气中,38%的任务都花在了船上的科学家只能在原地躲避和等待的情况下。尽管如此,他们还是希望新的海底地震仪(OBS)能让他们了解海脊下的情况。目前,研究人员知道有大地震起源于该地区,但他们不太清楚它们在地壳中有多深,发生在什么样的断层上,对澳大利亚沿海地区造成什么样的海啸风险。

“OBS数据还将我们首次使用不同地震成像技术将地下映像 - 平板边界下方的地下映像,”Iakin告诉Live Science。澳门金沙网上游戏澳门金沙网络娱乐场“目前,我们的大多数观察结果告诉我们表面或近地发生了什么,但我们不知道在麦格理脊地区的板边界的表面下发生了什么。”

One question they hope to answer: Will the fault at Macquarie Ridge begin to turn into a subduction zone, too? The Puysegur margin and Macquarie Ridge are related and are experiencing similar changes in plate motion over time, Eakin said, though Puysegur is further along in the process. Macquarie Ridge, being two slabs of oceanic crust coming together, might be more resistant to subduction than the continental crust and oceanic crust boundary at Puysegur, Shuck said; but subduction zones can also spread along a fault from a single point.

舒克说:“这两个部分实际上可能在未来连接起来。

最初发表于现场科学。澳门金沙网上游戏