In tegenstelling tot het traditionele geloof in rimpelvorming en verdichting van de aardkorst, suggereert een nieuwe studie dat bergvorming, met name in subductiezones zoals Zuid-Italië, aanzienlijk kan worden beïnvloed door verzakking van een tektonische plaat door de aardmantel en veranderde mantelstroom, waardoor een nauwkeuriger beeld ontstaat. begrip van het proces van het bouwen van bergen.
Nieuw onderzoek onder leiding van de Colorado State University wijst op de antwoorden op hoe en waarom bergen dieper worden begraven dan eerder werd gedacht.
“Het bouwen van bergen is een fundamenteel proces van hoe de aarde zich gedraagt, en deze studie suggereert dat we het misschien niet zo goed begrijpen als we dachten”, zegt Sean Gallen, hoofdauteur en assistent-professor aardwetenschappen aan de California State University.
Galen en zijn team hebben nieuwe datasets en methodologieën ontwikkeld voor het gebruik van landschappen om de uitgebreide geschiedenis van berggebouwen in Zuid-Italië te reconstrueren. Hun unieke aanpak leverde wat Gallen ‘verontrustende’ resultaten noemde op.
In subductiezones, zoals die in Calabrië in Zuid-Italië, zakt de ene tektonische plaat onder de andere. Aangenomen wordt dat de bergen op deze plaatsen zijn gevormd door het rimpelen en condenseren van de aardkorst.
Het team verzamelde metingen die geologisch korte en lange tijdschalen vastlegden, van duizenden jaren tot tientallen miljoenen jaren. Net als de “geologische recorder” van de tektonische geschiedenis, vulde het landschap de rest in.
Gezicht op Calabrië met uitzicht op de Tyrrheense Zee met een zeeterras op de voorgrond (vlak gebied). Krediet: Sean Gallen
“In Zuid-Italië is het landschap eigenlijk de brug tussen deze verschillende stijlen die we gewoonlijk gebruiken”, zei Gallen.
De vlakke, verhoogde stukken landschap langs de “teen” van het Italiaanse schiereiland vertegenwoordigen een tijd waarin de vorming van bergen langzaam was, en de scherpe verschuiving naar beneden duidt op een snelle versnelling. Dankzij deze aanwijzingen in het landschap konden de onderzoekers een langdurig, continu record van rotshoogte produceren, het langste en meest complete record in zijn soort.
“We verwachten een verband te zien tussen de snelheid waarmee de ene plaat in de loop van de tijd onder de andere plaat zakt en onze geschiedenis van het opdrijven van rotsen, en dat zien we niet,” zei Galen.
Korstvorming en condensatie lijken secundair te zijn aan een ander proces bij de vorming van de Calabrische bergen. De gegevens wijzen op de afdaling van de onderste plaat door de aardmantel en verandering van het mantelstroomveld als de belangrijkste factor die de opheffing van rotsen regelt.
CSU-afgestudeerde studenten nemen monsters van het fundament van een thermohistochemie in Calabrië, Italië. Van links, Nikki Seymour, tweede auteur van de studie, Joanna Edman en Eyal Marder. Krediet: Sean Gallen
“De resultaten suggereren dat de typische manier waarop we kijken naar het bouwen van bergen niet van toepassing is op Zuid-Italië,” zei Gallen. “Het lijkt te worden bestuurd door dingen die veel dieper in het aardsysteem zitten. Dit gedrag is gezien in modellen, maar nooit in de natuur. Dit is de eerste keer dat we denken dat we het hebben waargenomen.”
Galen waarschuwde dat er meer gegevens nodig zijn om te bevestigen of hun interpretatie al dan niet correct is, maar dat deze wordt ondersteund door bestaande numerieke modellen. Wetenschappers brachten eerder de hoogte van bergen in verband met tektonische plaatinteracties binnen de plastisch stromende mantel van de aarde, maar dit onderzoek geeft voor het eerst aan dat dit mechanisme de dominante kracht is bij het bouwen van bergen in subductiezones.
“De gegevens die we hebben gepresenteerd, geven aan dat signalen van de diepe aarde lijken te domineren wat er aan de oppervlakte gebeurt”, zei Galen. “Ik werk al 15 jaar in de Middellandse Zee en deze bevinding heeft de manier waarop ik over deze subductiezones denk ingrijpend veranderd.”
Gezicht op Calabrië met uitzicht op de Tyrrheense Zee met een zeeterras op de voorgrond (vlak gebied). Krediet: Sean Gallen
Transformationeel en transparant onderzoek
De nieuwe technieken die voor deze studie zijn ontwikkeld, bieden een doorbraak in de constructie van langetermijngeschiedenissen van het optillen van rotsen.
Het team creëerde een uniform raamwerk op basis van een reeks standaard geomorfologische metingen – thermochronologie, kosmische nucliden, rivierrotsprofielen en een record van vroegere zeespiegels gevonden in zeeterrassen. De nieuwe aanpak gaat verder terug dan andere en gebruikt verschillende datasets om modellering op een unieke manier te beperken.
De methode kan het beste worden toegepast op actieve systemen, waar recente landschappen aanwijzingen geven voor hun geschiedenis. Hoe actiever een systeem in de geologische tijd is geweest, hoe moeilijker het is om zijn geschiedenis met vertrouwen te reconstrueren.
Een programma voor de studie werd ontwikkeld en gepubliceerd in DOI: 10.1038/s41561-023-01185-4
The study was funded by the National Science Foundation.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
