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Wissenschaftler untersuchen mysteriöses Schmelzen der Erdkruste im Westen Nordamerikas

Wissenschaftler untersuchen mysteriöses Schmelzen der Erdkruste im Westen Nordamerikas
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Eine Gruppe von Professoren und Studenten der University of Wyoming hat einen ungewöhnlichen Gürtel aus magmatischen Gesteinen identifiziert, der sich über 2.000 Meilen von British Columbia, Kanada, bis nach Sonora, Mexiko, erstreckt.

Der Felsgürtel verläuft durch Idaho, Montana, Nevada, Südostkalifornien und Arizona. „Geowissenschaftler assoziieren normalerweise lange Gürtel aus magmatischem Gestein mit Vulkanketten an Subduktionszonen wie Mount Shasta, Mount Hood, Mount St. Helens und Mount Rainer“, sagt Jay Chapman, Assistenzprofessor am Institut für Geologie und Geophysik der UW. „Was diesen Fund so interessant und mysteriös macht, ist, dass dieser Gürtel aus magmatischen Gesteinen viel weiter im Landesinneren liegt, weit weg vom Rand des Kontinents, und keine Beweise für die Entstehung von Vulkanen enthält. Tatsächlich fand das gesamte Schmelzen zur Erzeugung des magmatischen Gesteins ursprünglich tief unter der Erde statt, fünf bis zehn Meilen unter der Oberfläche.“

Chapman ist Hauptautor eines Artikels mit dem Titel „The North American Cordilleran Anatectic Belt“, der im Februar online in der Zeitschrift Earth-Science Reviews veröffentlicht wurde. Die Druckversion erscheint diesen Monat.

Das Papier ist das Ergebnis eines speziellen Kurses, der von Simone Runyon, einer Assistenzprofessorin am Institut für Geologie und Geophysik der UW, und Chapman unterrichtet wurde. Runyon, sechs UW-Absolventen und ein Student, die an dem Kurs teilgenommen haben, sind Co-Autoren der Arbeit.

„Es war wirklich faszinierend, mit einer wissenschaftlichen Frage in einem Klassenzimmer zu beginnen, dann Daten zu sammeln und zu analysieren und schließlich unsere Ergebnisse zu veröffentlichen“, sagt Cody Pridmore, ein UW-Doktorand aus Orange, Kalifornien, und Mitautor der Abhandlung. „Das ist ein Prozess, den die meisten College-Studenten nicht erleben.“

Ein Hinweis auf den Ursprung des Gürtels aus magmatischen Gesteinen ist, dass sich die Felsen hauptsächlich vor 80 bis 50 Millionen Jahren während eines Gebirgsbildungsereignisses namens Laramide-Orogenese gebildet haben.

„Die Laramide-Orogenese hat die meisten der großen Gebirgszüge geschaffen, die wir in Wyoming haben, und der Name stammt eigentlich von der Laramie Range“, sagt Chapman. „Obwohl es in diesen Bergen keine magmatischen Gesteine ​​dieser Art und dieses Alters gibt, vermuten wir, dass die tektonischen Prozesse, die die Berge geschaffen haben, auch zum Schmelzen der Erdkruste beigetragen haben.“

Die Forscher haben mehrere Arbeitshypothesen darüber, was die Felsen zum Schmelzen gebracht hat. Eine Hypothese ist, dass Wasser in die tiefe Kruste eingedrungen ist.

„Die Geochemie dieser Gesteine ​​deutet darauf hin, dass das Schmelzen möglicherweise bei relativ niedrigen Temperaturen unter 800 Grad Celsius stattgefunden hat“, sagt Jessie Shields, Ph.D. Student an der UW aus Minneapolis, Minnesota, der daran arbeitet, dieses Rätsel zu lösen. „Das ist immer noch sehr heiß, aber nicht heiß genug, um sehr große Mengen Magma zu produzieren. Wasser senkt den Schmelzpunkt von Gestein, ähnlich wie Salz den Schmelzpunkt von Eis senkt, und könnte die Menge an erzeugtem Magma erhöhen.“

Diese Arbeit hat Auswirkungen darauf, was Gesteine ​​zum Schmelzen bringt und wo bestimmte Arten von Magmen zu finden sind.

„Viele der magmatischen Systeme im Untersuchungsgebiet enthalten wirtschaftlich wichtige Erzvorkommen“, sagt Runyon, der auf Erzvorkommen spezialisiert ist. „Das Verständnis der großflächigen magmatischen Prozesse, die diese Provinzen bilden, hilft uns, besser zu verstehen, wie sich Erzvorkommen bilden, und besser nach natürlichen Ressourcen zu suchen.“

 

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