Due ricercatori dell'Università del Wyoming fanno parte della prima mappatura delle bande magnetiche, una delle basi della tettonica a zolle, all'interno della sezione gabbroica inferiore della crosta oceanica in rapida diffusione.

Nel processo, il gruppo potrebbe aver potenzialmente risolto una questione di dibattito scientifico vecchia di 30 anni:a quale velocità si forma la crosta oceanica in rapida diffusione?

"Questo non è mai stato fatto prima. Le strisce magnetiche sono una registrazione di come il campo magnetico terrestre cambia nel tempo e, in particolare, come il campo magnetico terrestre si capovolge o si inverte quando il Polo Nord magnetico diventa Polo Sud magnetico e viceversa, "dice Michael Cheadle, professore presso il Dipartimento di Geologia e Geofisica dell'UW. "Questa mappatura nella terza dimensione è di per sé eccitante perché le strisce magnetiche, scoperto per la prima volta all'inizio degli anni '60, ha fornito alcune delle prove chiave per la teoria della tettonica a zolle, la teoria che spiega come e perché otteniamo le catene montuose, bacini oceanici, vulcani e terremoti”.

Cheadle è un terzo autore di un nuovo studio evidenziato in un articolo intitolato "Le strisce magnetiche tridimensionali richiedono un raffreddamento lento nella crosta oceanica inferiore a diffusione rapida" pubblicato oggi su Natura , un settimanale internazionale di scienza.

Cheadle e Barbara John, un professore UW di geologia e geofisica, il quarto autore dell'articolo, e Jeff Gee, un professore di geoscienze presso la Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California-San Diego, progettato l'esperimento, così come ha effettuato la raccolta di dati e campioni. Sarah Maher, un dottorato di ricerca studente presso la Scripps Institution of Oceanography, è l'autore principale del documento. Lei e Gee hanno completato l'elaborazione e l'analisi dei dati.

Il manoscritto affronta la questione della velocità di diffusione della crosta oceanica, che rappresenta il 40% della crosta oceanica e, perciò, Il 25% della superficie terrestre si raffredda e si forma utilizzando nuove applicazioni di magnetizzazione crostale. La forma delle strisce magnetiche nella terza dimensione mostra che la crosta oceanica in realtà si raffredda molto lentamente.

"Così, abbiamo appena posto un vincolo importante su come si forma un quarto della crosta del pianeta Terra, "Cheadle dice dei risultati dello studio.

Cheadle, John e Gee sono stati i tre principali investigatori della crociera a Pito Deep nel 2017. Situato vicino all'Isola di Pasqua, Pito Deep è un grande abisso, che è uno dei pochi posti nell'Oceano Pacifico che consente il campionamento di una sezione trasversale della crosta oceanica inferiore. Pito Deep è profondo circa 3,5 chilometri, che è circa il doppio della profondità del Grand Canyon.

La crosta oceanica si forma sulle dorsali e sulle forme oceaniche per congelamento e cristallizzazione del magma, che è prodotto dalla fusione del mantello terrestre. Quel magma ha una temperatura di 1, 200 gradi Celsius quando fuoriesce dal mantello prima che si raffreddi e si solidifichi in roccia. Quando si raffredda sotto i 580 gradi Celsius, diventa magnetizzato e intrappola una registrazione dell'orientamento del campo magnetico terrestre in quel momento. Di conseguenza, registra i capovolgimenti periodici o le inversioni di polarità del campo magnetico terrestre, quando il Polo Nord magnetico diventa Polo Sud magnetico, e viceversa. Queste inversioni di polarità portano alle strisce normalmente magnetizzate e inversamente magnetiche della crosta oceanica.

"Le strisce magnetiche possono essere considerate una registrazione su nastro della storia del campo magnetico terrestre, "Cheadle dice. "E lo schema di quella registrazione su nastro mostra che la crosta oceanica a rapida diffusione deve essersi raffreddata molto lentamente."

Il team di ricerca ha documentato una banda magnetica suborizzontale o un confine di polarità che si estende per oltre 8 chilometri dall'asse di diffusione paleo. Fare così, il gruppo usava Sentry, un sottomarino autonomo, mappare la magnetizzazione del fondale marino della roccia gabbroica su due regioni lunghe da 8 a 10 chilometri e effettuare misurazioni dirette della polarità magnetica di oltre 200 campioni orientati raccolti da Giasone II, un sottomarino telecomandato. La roccia gabbroica è il magma ghiacciato che forma una camera magmatica sotto i vulcani, che erutta lava sul fondo del mare.

La crosta oceanica conserva i cambiamenti nella polarità e nell'intensità del campo magnetico mentre si raffredda attraverso la sua temperatura di blocco o di blocco. Questo avviene o istantaneamente, come nella sezione lavica, quale flash si raffredda all'eruzione; o più lentamente nella sezione gabbro più profonda. La geometria dei confini registrati tra rocce normali e magnetizzate inversamente nella sezione trasversale della crosta riflette quindi la storia passata di raffreddamento della crosta oceanica.

La ricerca porta a due importanti previsioni verificabili dai risultati dello studio, dice Cheadle.

"Primo, suggeriamo che il nostro modello di raffreddamento sia coerente con guasti di offset da 100 a 200 metri che si verificano da 8 a 10 chilometri fuori asse, consentendo una profonda circolazione idrotermale, " dice Cheadle. "Se corretto, ciò implica che esiste un'area significativa di relativamente inesplorato, probabilmente diffuso, circolazione idrotermale che si verifica a circa 10 chilometri fuori asse in corrispondenza di creste a rapida diffusione.

"In secondo luogo, i nostri risultati implicano che solo terremoti superficiali si verificherebbero entro 8-10 chilometri dall'asse di diffusione, " continua. "I nostri risultati hanno implicazioni diffuse in molteplici campi della geoscienza, compresa la formazione della crosta terrestre, flusso di fluidi all'interno degli oceani, geochimica e sismologia".