Toto je příběh o forenzní geologie—se snaží vyřešit dávné historie kůry pod Bangladéši a Bengálského Zálivu, tektonicky složitém regionu, který ohromil vědce po celá desetiletí, a jak je připojena do oblasti tisíce kilometrů na jih. Stejně jako mnoho dobrých detektivek, tahle zahrnuje protichůdné výklady neúplné důkazy, šanci stopy, které odhalily nové poznatky, a, nakonec, jsme se navrhnout, přesvědčivé řešení, které také vrhá světlo na další záhady.
Indie a Antarktida Část Cesty
příběh začíná, když Indie a Antarktida—oba dříve součástí superkontinentu Gondwana—rozdělit od sebe v Raném období Křídy, asi 130 miliony lety. K tomuto rozdělení došlo podél trhliny, nebo rozšiřující se centrum, v kůře mezi dnešní východní Indií a částí východní Antarktidy. Jako části pevniny oddělené, s Indií ujíždět směrem na sever na asi 3 cm za rok, láva vybuchla a ochladí se na obou stranách trhliny, porodu Enderby Povodí (pobřeží Královny Maud, Země, Antarktida) na jedné straně a Bengálského Zálivu na straně druhé. Brzy na, kůry na obou stranách trhliny pod nově vytvořené oceánských pánví v podstatě zrcadlovým, že na druhé straně.
oblast Gondwany včetně indického subkontinentu a přilehlé oceánské pánve se stala indickou deskou. Tato oblast byla rozdělena rozšiřujícím se centrem z oblasti včetně Antarktidy a její přilehlé oceánské pánve,která se stala antarktickou deskou.
Záhadný Odpojte
Jako láva tuhne do nové oceánské kůry, některých druhů minerálů zachovat podpisy magnetického pole Země. Tyto podpisy mohou být zaznamenány pomocí magnetometrů tažených lodí a poté použity k určení stáří různých částí kůry. Vědci se tohoto rozhodnutí dovodit, vzor magnetismus vidět v zemské kůře skály a napojit ho na známý vzor periodické změny magnetického pole Země.
Protože mořské dno se rozšiřuje a vznik nové kůry jsou symetrické na obou stranách šíření center, magnetické vzory na každé straně jsou také symetrické a tvoří zrcadlové obrazy jeden druhého. Proto se očekávalo, že magnetické pole v bengálském Zálivu pozorovat dnes by odrážet vzor v Enderby Povodí, přibližně 8,000 km (Obrázek 1).
Vědci z Národního Institutu Oceánografie (NIO) v Goa, Indie, použít magnetické metody měření pro získání věkových kategorií kůry hlubších Bengálského Zálivu. V roce 1992, zahájila rozsáhlý program, tažné magnetometr za NIO výzkumné lodi Sagar Kanya („Ocean Dcera“) spolu šest skladeb v celkové výši některých 8,200 km (Obrázek 2).
Z tohoto úsilí, Ramana et al. uvádí se, že nejstarší kůra pod zálivem byla stará asi 130 milionů let (v souladu se začátkem rozdělení mezi Indii a Antarktidu), zatímco nejmladší kůra byla stará asi 120 milionů let. Tito vědci také poznamenali, že otevírání a tvorba nové kůry probíhaly nepřetržitě bez přerušení.
a validation of Ramana et al.výsledky by mohly být dosaženy nalezením magnetických variací zrcadlového obrazu v povodí Enderby. Nicméně, když Gaina et al. publikoval magnetické měření z Enderby Povodí, se ukázala být zrcadlovým obrazem výsledků z Bengálského Zálivu, ani oni ukazují nepřetržité šíření. Výsledky gainova týmu byly založeny na magnetických údajích shromážděných na třech relativně krátkých lodních tratích (celkem asi 1100 kilometrů) jižně od Elan Bank, západního výběžku náhorní plošiny Kerguelen (Obrázek 2). Tyto výsledky ukázaly, co se zdálo být rozšiřujícím se centrem ne na hranici povodí Enderby, ale v něm. Tento vzor byl zcela odlišný od vzoru v Bengálském zálivu a mohl být vytvořen pouze rychlým posunem nebo skokem rozšiřujícího se centra.
Sladění Nesouhlasných Magnetických Měření
rozdíl v interpretaci magnetické vzory v obou pánvích byl záhadný. Což bylo správné? Interpretace magnetických vzorů obvykle zahrnuje vytváření předpokladů. Odvodit věkovou interpretaci celé kůry Bengálského zálivu, Ramana a kol. předpokládal šíření sazby, nejvhodnější část magnetického obrácení lhůtě žádat, a přítomnost zlomeniny zón (které vytlačují magnetické vzor). Nesprávné předpoklady však mohou vyvrátit celé interpretace.
Gaina et al. na druhou stranu, při řešení pouze části povodí Enderby, neučinil žádné takové předpoklady. Skutečnost, že viděli přesné symetrie v magnetickém vzor kolem rift byl dost ospravedlnit přítomnost skoku v šíření center a potvrdit jejich interpretaci magnetické pole.
předpoklady učiněné Ramanou a kol. nepostavil se bližšímu zkoumání. Dovolávali se šíření sazeb, které se zdály být příliš vysoké. Předpokládali přítomnost zlomeninových zón, které, jak se ukázalo, neexistovaly. A ignorovali přítomnost hřebene 85°E, důležitého rysu Bengálského zálivu. Z těchto důvodů, jejich interpretace magnetického vzoru a kůrového věku v Bengálském zálivu musela být odmítnuta.
stále nám však zůstal nepříjemný závěr, že magnetické vzory v obou pánvích byly odlišné.
nejpravděpodobnější průběh událostí, s nimiž jsme přišli, abychom vysvětlili toto geologické tajemství, probíhá následovně. Za asi 10 milionů let po zlomu mezi Indií a Antarktidou otevřel, kůry na obou stranách—v bengálském Zálivu a v Enderby Povodí—skutečně tvoří symetricky, jak se očekávalo, jak je uvedeno na magnetické lineations na obrázku vlevo na Obrázku 3.
Ale v nečekaný zvrat, východní část původní šíření center zdá se, skočil na sever, vzhledem k západní části šíření centra. Tato nově přemístěná trhlina musela být dále od Antarktidy a blíže k Indii. Jak indické a antarktické desky pokračovaly v pohybu od sebe, šíření podél prejump východní části původní trhliny se zastavilo. Tato změna zanechala reliktní symetrický magnetický vzor jižně od Elan Bank (jak je znázorněno na obrázku vpravo na obrázku 3), což Gaina a kolegové zjistili.
Tento sled událostí tvořily různé magnetické výsledky z Bengálského Zálivu a Enderby Povodí, ale dvě velké otázky zůstaly: Kde skončila východní část centra a proč ke skoku došlo?
Velké Stopy v desítky let Staré Údaje
tušení, že by mohl pomoci vyřešit tyto otázky přišla z nečekaného zdroje—energetický gigant Unocalu. Unocalu měl seismické reflexe, záznamy shromážděné německé geofyzikální dodavatel Prakla v roce 1960. Tyto záznamy ukázaly funkcemi, s názvem směrem k moři namáčení reflektory (Zpč), které představují rozhraní mezi střídají vrstvy sopečného a sedimentárního materiálu a jsou charakteristické sopečné pasivní kontinentální okraje. (Pozorovány jsou například u východního pobřeží USA.) Ale proč by se SDR vyskytovaly na souši pod Bangladéšem, spíše než v blízkosti hranice kontinentu a oceánu?
odpověď na tuto otázku se objevily, když Bert Bally, kolega na Rice University, poukázal na článek o tektonika Bangladéše podle Lohmann . Papír, publikoval v Bulletinu Švýcarské Asociace Ropných Geologů a Inženýrů, unikli naše předchozí upozornění, ale teď nám dal velké ponětí o tom, kde východní část šíření center ukončila po skoku. Podívali jsme se na dříve nespojené sopečné pasti.
fragment jednoho z Unocalu SDR záznamy a částečné ilustrace ze dvou odrazu čáry s Sdr jsou zobrazeny na Obrázku 4, a části odrazu čáry, kde Sdr došlo, jsou uvedeny na Obrázku 5. Obrázek 5 také ukazuje umístění pastí Rajmahal a Sylhet, velké provincie sopečné horniny, které vznikly, když lávy zaplavily zemský povrch. Horniny tvořící dvě pasti mají stejné chemické vlastnosti a stejný věk 117,5 milionů let. Přesto bez přesvědčivého geologická vysvětlení pro připojení dvou provincií, které jsou odděleny stovky kilometrů, většina badatelů věřili, že Rajmahal a Sylhet Pastí přišla z jednotlivých erupcí. Ale pozice Sdr s ohledem na pasti navrhl nám možnost jiného výkladu: to, že pasti ležel podél kontinuální linie z minulosti sopečné činnosti představující neznámé místo, ke kterému východním konci původního šíření centru skočil.
potvrzení této myšlenky pochází z jiného geofyzikálního měření. Na pasivních sopečných okrajích, SDR jsou spojeny s horninami nesoucími velké množství magnetických minerálů, které vedou k velkým magnetickým anomáliím. Magnetické měřicí mapy Bangladéše ukázaly, že taková anomálie skutečně leží mezi pastí Rajmahal a Sylhet. (Mezinárodní hranice je zodpovědný za zdánlivou diskontinuitu na obou koncích magnetické anomálie vidět na Obrázku 5, i když Mita Rajaram z Indian Institute of Geomagnetismus nás ujistil, že anomálie pokračuje do pasti na obou stranách.) Kontinuita magnetické anomálie tak podpořila náš objev přemístěné linie otevření spojující obě pasti (a pravděpodobně se rozprostírající na východ), kterou jsme ohlásili v roce 2016 .
br. 5. Mapa Bengálské pánve (ležící severně od Bengálského zálivu) ukazující důležité geologické rysy. Velká magnetická anomálie mezi pastí Rajmahal a Sylhet definuje kontinuitu linie Rajmahal-Sylhet, která byla po skoku novou linií otevření. Zdánlivé malé mezery v kontinuitě magnetické anomálie na obou stranách jsou artefakty způsobené mezinárodní hranicí. Byli jsme ujištěni, že indické údaje potvrzují kontinuitu pastí na obou stranách. Upraveno od Talwani et al. .proč skok?
nyní jsme měli hlubší pochopení kůry pod Bengálským zálivem. Po novém trhlina vznikla zhruba před 120 miliony let, Indické Desky pokračoval v pochodu na sever, zatímco nový oceán byl otevřen na jih šíření centra. O 65 miliony let později, Indická deska se srazila s Eurasií, povznášející nový horský řetězec, Himaláje. Jak hory stoupaly, vrhli obrovské množství erodovaných sedimentů, které nesly dvě obří řeky, Ganga a Brahmaputra, do nově vytvořeného oceánu. Postupně, tyto sedimenty vyplněné v části oceánu—dnes, tento vyplněná oblast je známá jako Bengálsko Povodí, která zahrnuje Bangladéš a část východního Indického státu Bengálsku. Bangladéš, tím pádem, leží na loži oceánské kůry, ne kontinentální kůra, jak se kdysi předpokládalo. Jižně od Bengálské pánve je dnešní Bengálský záliv, který obsahuje jednu z nejsilnějších akumulací sedimentu na světě a je stále v procesu doplňování.
záhada měla ještě jednu přetrvávající otázku: Proč ke skoku došlo? Nejpravděpodobnější vysvětlení vyvolává roli skály stoupající z hloubky pláště. Indie, po svém raném křídovém rozdělení od Antarktidy a během pochodu na sever, prošel oblakem Kerguelen. Oblaky obsahují teplou horninu, která stoupá od hranice jádra a pláště ke kůře. Tento vznášející se materiál občas vybuchne jako láva na povrchu. Několik petrologists tvrdí, že materiál tvořící Rajmahal a Sylhet Pasti nepochází přímo od Kerguelen chochol, nicméně, ale spíše teplo dopravena do oblak byl zodpovědný za otevření trhliny, které pak dodává magma v pasti. Navrhujeme, že tato nová trhlina představuje skok východní části původní trhliny.
souběžně se skokem byla láva uložena na části indické desky (znázorněné žlutě na obrázku 3), která se od ní následně oddělila. Tato samostatná oblast zahrnuje náhorní plošinu Kerguelen a Elan Bank, nyní část povodí Enderby (Obrázek 2). Následující skok a zahájení nové šíří center, provoz podél východní část původního šíření center (nyní ve východní Enderby Umyvadlo) přestal. Bylo to toto zaniklé rozšiřující centrum, které Gainův tým objevil. Západní část původního rozlehlého centra zatím neskočila. Původní rozprostírací centrum bylo tedy rozděleno na dva segmenty Spojené lomovou zónou (transformační porucha), jak je vidět na obrázku 3. 85°E hřeben na obrázku 2 a negativní anomální pás na obrázku 5 představují tuto lomovou zónu.
druhá řada důkazů
Magnetická měření nejsou jedinou metodou používanou k určení povahy kůry. Seismická refrakce, ve kterém se měří rychlost seismických vln procházejících kůrou a souvisí se složením krustálních hornin, je také životaschopnou metodou. Tuto metodu lze také použít k určení tloušťky kůry.
vynikající lom experiment byl proveden Sibuet et al. , který shromáždil údaje o seismickém lomu podél tří stop offshore Bangladéše (obrázek 6, vlevo). Výsledky těchto experimentů jsou často znázorněny v grafech, ve kterých je rychlost seismických vln v kůře vynesena proti hloubce. Příklad tohoto typu grafu je vidět na obrázku 6 (vpravo), který zahrnuje výsledky z jedné ze seismických stanic používaných v Sibuet et al.výzkum. Také je znázorněno na Obrázku 6 jsou rychlosti-hloubkové údaje určené v předchozí výzkum pro seismické vlny cestovat přes různých oblastech oceánské a kontinentální kůry.
Oceánská kůra je obvykle tenčí než kontinentální kůra, ale to je i hustší, takže seismické rychlosti jsou vyšší. Sibuet a jeho kolegové k závěru, že proto, že jejich výsledky naznačily, tlusté kůry, kde by sbíral data z Bangladéše, kůra musí být kontinentálního původu, i když seismické rychlost byla mnohem vyšší, než se očekávalo pro kontinentální kůru.
Ale Eldholm a Grue ukázal s údaji z jiných pasivní sopečné marží, které nově tvoří oceán, kůra může být mnohem silnější, než je obvyklé. Ve skutečnosti, průměrná křivka rychlosti a hloubky, kterou určili pro novou oceánskou kůru podél sopečných okrajů, byla zcela shodná se Sibuet et al.křivka (obrázek 6). To znamená, že údaje, které Sibuet et al. vzal uvést kontinentální kůra z Bangladéše skutečně poskytují silnou podporu pro myšlenku, že kůra pod Bengálsku Povodí je oceánské . (Je však důležité poznamenat, že Sibuet et al. nesouhlasíte s naším výkladem. Navrhují místo toho, aby jejich rychlost-hloubka křivky se liší od rychlosti-hloubkové křivky v pasivní sopečné marže, a připisují vyšší zemské kůry seismickými rychlostmi na sopečné parapety průniku do kontinentální kůry.)
Tektonický Příběh Odhalil
při Pohledu celkem na důkazy hromadí, je pravděpodobné, že řadu událostí, které vedly k tvorbě kůry pod bengálském Zálivu je následující:
1. Po rozdělení mezi Indií a Antarktidou na počátku křídy, Bengálský záliv a povodí Enderby se vyvinuly symetricky.
2. Asi před 120 miliony let vedl skok na sever ve východní části rozšiřujícího se centra k vytvoření nového oceánu. Tento nový oceán byl otevřen jižně od přemístěna šíření center, který ležel podél linie definované Rajmahal a Sylhet Pasti, a nové oceánské kůry je to, co je základem Bengálsku Povodí, včetně Bangladéše, stejně jako východní povodí Bengálského Zálivu.
3. Skok v rozšiřujícím se centru vytrhl rodovou plošinu Kerguelen z indické desky a přemístil ji na antarktickou desku. Tato náhorní plošina byla následně místem rozsáhlé depozice lávy, ale zachovala si svou základnu indické kontinentální kůry.
4. Skok také vytvořil chybu transformace, která spojila dva segmenty trhliny. Tato chyba transformace je vymezena negativní gravitační anomálií na souši v dnešní východní Indii a na moři na 85°E hřeben.
s touto sekvencí zpracovanou bylo zodpovězeno mnoho otázek, které zmatily vědce zkoumající tuto oblast. Stejně jako u mnoha dobrých detektivních příběhů však zůstávají podrobnosti nevyřešeny—například negativní gravitační anomálie pozorovaná v lomové zóně 85°E musí být úspěšně vysvětlena. Možná budoucí vyšetřování bude i nadále odhalovat nové pohledy na fascinující a složitou geologii tohoto regionu.