Возглавляет новое исследование Эстебан Газель, доцент кафедры наук о Земле, входящий в Научный колледж Технологического института Вирджинии, и выпускница Пилар Мадригал, получившая докторскую степень по геологии в Технологическом институте Вирджинии в 2016 году и сейчас работающая ассистентом. профессор Университета Коста-Рики.«Мы подтвердили текущую рабочую гипотезу о том, что для формирования этих массивных извержений должен быть вклад из глубинных мантийных апвеллингов, а также взаимодействие с мелкой структурой, такой как срединно-океанический хребет, чтобы позволить излияние больших объемов лава, — сказал Мадригал.«Наша работа также предполагает, что глубокие подъемы горячего вещества мантии, образующие эти большие вулканические провинции, происходили с импульсами от 10 до 20 миллионов лет», — добавила она. «Этот намек на цикличность — интересный результат, предполагающий, что могут происходить нестабильности глубокой мантии время от времени, которые мы до сих пор не полностью понимаем и которые потенциально могут быть связаны с взаимодействиями кора-мантия».Гипотеза была показана только в числовых и динамических моделях, пока Газель и Мадригал независимо друг от друга не оценили геодинамические данные с помощью созданных ими геохимических и петрологических моделей, чтобы найти надежные корреляции, указывающие на то, что это взаимодействие было ключевым в формировании крупных вулканических провинций.
Крупные магматические провинции представляют собой массивные образования изверженных пород, состоящих из вулканических и интрузивных материалов, образовавшихся в результате быстрого образования магмы. Крупные магматические провинции разбросаны по всему миру в океанских бассейнах, граничащих с Сибирью, Африкой, Индией и на восточном побережье Северной и Южной Америки. В этом исследовании Газель и Мадригал сосредоточили свое внимание на местах в Тихом океане.
«Возникновение этих вулканических провинций связано с некоторыми из самых разрушительных событий в истории нашей планеты», — сказал Газель, возглавлявший исследование. «Геологические записи этих событий содержат важную информацию для понимания внутренней динамики мантии Земли. Но также каждый раз, когда они происходили, они полностью меняли жизнь на планете».Газель и Мадригал изучали геохимический состав и время существования крупных вулканических провинций, возникших на Тихоокеанской плите в мезозойский период, в промежутке времени от 170 до 90 миллионов лет назад.
Они собрали образцы подводных потоков лавы, которые сейчас обнажаются вдоль тихоокеанского побережья Коста-Рики. Эти лавы образовались в Тихом океане и были вынесены на поверхность в результате тектонических процессов, сказал Газель.«Полевые работы были очень захватывающими, потому что можно увидеть эти подводные образования, которые сейчас обнажены на поверхности», — сказал Газель, добавив, что их усилия по сбору включали прогулки на лодке, плавание к обнажениям и походы вдоль побережья.И Газель хорошо знала местность.
Лето он проводил на полуострове Никоя в Коста-Рике. «Эти камни и я возвращаемся в далекое прошлое», — сказал он. «В детстве я проводил лето, играя на этих базальтовых подушках, и у меня возникали проблемы».В сотрудничестве с Кеннетом Флоресом, доцентом Бруклинского колледжа в Нью-Йорке, команда создала серию кинематических моделей для расчета палеотектонической конфигурации Тихого океана в меловой период.Исследование также включало данные изотопов и датирования возраста, собранные в сотрудничестве с исследователями Майклом Бизимисом и Брайаном Джика из Университета Южной Каролины и Лаборатории геохронологии Вискарского университета Висконсин-Мэдисон, соответственно.Результаты исследования предполагают взаимосвязь между извержением этих провинций и положением палео-срединно-океанических хребтов, где нормальная океаническая кора формируется устойчивым образом, и положением краев Тихоокеанской провинции большой низкой скорости сдвига. термохимическая аномалия шириной примерно 1860 миль между восточной Австралией и западным побережьем Южной Америки, расположенная глубоко под землей на границе мантии и ядра.
Это новое открытие предполагает взаимодействие между глубоким горячим апвеллингом в мантии и срединно-океаническими хребтами, что позволяет формировать крупные вулканические провинции.Газель добавила: «Это важный прорыв, поскольку мы можем лучше объяснить, почему эти события были такими значительными.
Чтобы увидеть ситуацию, пульс, произошедший 120 миллионов лет назад, сформировал большие вулканические провинции Онтонг-Ява, Манихики и Хукуранги. покрыли территорию, эквивалентную примерно 40 процентам континентальной части США, за очень короткое время ».Большинство этих магматических провинций образовались в то же время, что и событие, известное как Нормальный суперхрон мелового периода, примерно 120-80 миллионов лет назад, когда в течение миллионов лет ядро ??Земли не меняло своей полярности, что, скорее всего, было вызвано колебаниями тепловой поток ядро-мантия, сказал Газель.
Он сказал, что на протяжении всей истории было много других событий на уровне вымирания, например, событие почти 300 миллионов лет назад, которое почти уничтожило всю жизнь на планете, из-за извержения Сибирских ловушек, еще одной большой вулканической провинции. Он добавил: «Понимание этих процессов важно не только для разгадки загадок Земли, но и для лучшего понимания хрупкости и устойчивости жизни на нашей планете».
Исследования были поддержаны программой Национального научного фонда по петрологии, геохимии и тектонике.