Геологическая особенность морского дна, которая образует длинный хребет, перпендикулярный срединно-океаническому хребту.
Океанический комплекс ядра , или мегамуллион , представляет собой геологическую структуру морского дна, которая образует длинный хребет, перпендикулярный срединно-океаническому хребту . Он содержит гладкие купола, выстланные поперечными хребтами, как гофрированная крыша. Они могут варьироваться по размеру от 10 до 150 км в длину, от 5 до 15 км в ширину и от 500 до 1500 м в высоту. [ необходима цитата ] Их аналоги на суше — метаморфические комплексы ядра , которые образуются в областях континентального растяжения или растяжения земной коры. [1]
История, распространение и исследование
Первые описанные комплексы океанического ядра были идентифицированы в Атлантическом океане. [2] С тех пор многочисленные подобные структуры были идентифицированы, в первую очередь, в океанической литосфере, образованной в промежуточных, медленно и сверхмедленно спрединговых срединно-океанических хребтах , а также в задуговых бассейнах . [3] Примерами служат пространства площадью 10-1000 квадратных километров океанического дна и, следовательно, океанической литосферы, особенно вдоль Срединно-Атлантического хребта [4] [5] и Юго-Западного Индийского хребта . [6] Некоторые из этих структур были пробурены и опробованы, что показало, что лежачая стенка может состоять как из основных плутонических, так и из ультраосновных пород ( в первую очередь габбро и перидотит , в дополнение к диабазу ), а также из тонкой зоны сдвига , которая включает водные филлосиликаты . Комплексы океанического ядра часто связаны с активными гидротермальными полями.
Каждый сброс отрыва имеет три примечательных особенности: зону отрыва, где начался сброс, открытую поверхность сброса, которая налегает на купол, и окончание, которое обычно отмечено долиной и прилегающим хребтом.
Однако гипотеза о процессе формирования через разломы отрыва имеет свои ограничения, такие как скудные сейсмические свидетельства того, что существует малоугловой нормальный сброс [7] , где предположительно значительное смещение вдоль таких разломов, которые пересекают литосферу под малым углом, должно быть связано с некоторым трением. Редкость эклогита в комплексах океанического ядра также ставит под сомнение вероятность глубинного источника в таких доменах. Обилие перидотитов в комплексах океанического ядра может быть объяснено уникальным изменением субдукции океан-океан на стыке медленно распространяющихся океанических хребтов и зон разломов. Аналоговые модели субдукции показывают, что контраст плотности более 200 кг/м3 между двумя соседними литосферными плитами приведет к поддвигу более плотной на глубину около 50 км, где фазовое превращение вызывает реминерализацию пироксенов в гранаты. Это увеличивает плотность плиты, ускоряя ее движение в мантию, при условии, что трение между плитами низкое. [8] [ необходима полная цитата ] Есть основания предполагать, что при медленном пересечении хребта и зоны разлома контраст плотности наложенных друг на друга плит будет превышать 200 кг/м 3 , трение между плитами будет низким, температурный градиент будет составлять около 100 °C/км, а при содержании воды около 5 % падение солидуса ( граничный переход на фазовой диаграмме) базальта при относительно низком давлении сделает возможным совместное возникновение серпентинитов и перидотитов, распространенных типов пород в комплексах океанических ядер.
Примеры
Было выявлено около 50 комплексов океанических ядер, в том числе:
Архипелаг и комплекс Сент-Питер и Сент-Пол находятся в экваториальной части Атлантического океана . Длина 90 км, высота 4000 м. Вершина образует скалы Сент-Питер и Сент-Пол. Это один из немногих известных примеров, где мантийные породы морского дна выходят на поверхность над уровнем моря.
Исследовать
Научный интерес к основным комплексам резко возрос после экспедиции 1996 года, которая картировала массив Атлантис . Эта экспедиция была первой, которая связала сложные структуры с разломами отрыва. Исследования включают:
Комплексы предоставляют поперечные сечения мантийного материала, которые в противном случае могли бы быть обнаружены только путем глубокого бурения мантии. Глубокое бурение, необходимое для проникновения на 6-7 км сквозь кору, выходит за рамки текущих технических и финансовых ограничений. Выборочное бурение образцов в сложных структурах уже ведется.
Для исследования развития комплексов океанических ядер:
В 2005 году ученые из Океанографического института Вудс-Хоул обнаружили ряд комплексов в Северной Атлантике, в 1500 милях (2400 км) от Бермудских островов . [4] Эти структуры находятся на разных стадиях своей эволюции — от выступов, которые указывали на возникновение комплекса ядра, до выцветших канавок давно эксгумированных комплексов ядра, которые были размыты в течение миллионов лет. Такие особенности позволят ученым увидеть активные разломы отрыва в действии и понять их развитие.
Для изучения минерализации и выделения минералов из мантии:
Крутой наклонный разлом отрыва, который проникает глубоко, может быть каналом для горячих богатых минералами гидротермальных жидкостей, циркулирующих к поверхности и формирующих минеральные отложения . Эти отложения могут стать массивными, поскольку разломы отрыва сохраняются в течение сотен тысяч лет. Институт Вудс-Хоул изучает один из таких участков, называемый гидротермальным полем TAG на Срединно-Атлантическом хребте.
Для исследования морских магнитных аномалий:
Традиционное мнение о том, что морские магнитные аномалии возникли в верхнем, экструзионном слое океанической коры, требует переосмысления, поскольку совершенно нормальные магнитные аномалии возникают в комплексах ядра, где кора была смыта. Это говорит о том, что нижняя часть океанической коры содержит существенную магнитную сигнатуру.
^ abc Бахадори, Алиреза; Холт, Уильям Э.; Остерманн, Жаклин; Кэмпбелл, Ладжон; Расбери, Э. Трой; Дэвис, Дэниел М.; Калвеладж, Кристофер М.; Флеш, Люси М. (2022-09-26). "Роль сил гравитационного тела в развитии комплексов метаморфических ядер". Nature Communications . 13 (1): 5646. Bibcode :2022NatCo..13.5646B. doi :10.1038/s41467-022-33361-2. ISSN 2041-1723. PMC 9513114 . PMID 36163354.
^ Канн и др. 1997; Тухолке, Лин и Кляйнрок 1998
^ Фудзимото и др. 1999 год; Охара и др. 2001 г.
^ Аб Смит, Канн и Эскартин, 2006 г.
^ Эскартин и др. 2008
^ Каннат и др. 2006
^ Шольц, CH (2002). Механика землетрясений и разломов, 2-е изд. Кембридж: Cambridge University Press. ISBN9780521655408.
^ Март, Ю.; Ааронов Э.; Мулугета, Г.; Райан, WBF; Тентлер, Т; Горен, Л. (март 2005 г.). «Аналоговое моделирование начала субдукции». Международный геофизический журнал . 160 (3): 1081. Бибкод : 2005GeoJI.160.1081M. дои : 10.1111/j.1365-246X.2005.02544.x .
^ Мотоки и др. 2009, рис. 5
^ Loocke, M.; Snow, JE; Ohara, Y. (2013). «Застой расплава в перидотитах из комплекса океанического ядра Godzilla Megamullion, бассейн Паресе-Вела, Филиппинское море». Литос . 182–183: 1–10. Bibcode : 2013Litho.182....1L. doi : 10.1016/j.lithos.2013.09.005.
Источники
Cann, JR; Blackman, DK; Smith, DK; McAllister, E.; Janssen, B.; Mello, S.; Avgerinos, E.; Pascoe, AR; Escartin, J. (1997). "Гофрированные поверхности скольжения, образованные на пересечениях хребтов и трансформных образований на Срединно-Атлантическом хребте" (PDF) . Nature . 385 (6614): 329–332. Bibcode :1997Natur.385..329C. doi :10.1038/385329a0. S2CID 4360073 . Получено 1 июля 2016 г. .
Каннат, М .; Заутер, Д.; Мендель, В.; Руэллан, Э.; Окино, К.; Эскартин, Дж.; Комбье, В.; Баала, М. (2006). «Режимы формирования морского дна на бедном талой сверхмедленно спрединговом хребте». Геология . 34 (7): 605–608. Бибкод : 2006Geo....34..605C. дои : 10.1130/G22486.1 . Проверено 1 июля 2016 г.
Escartín, J.; Smith, DK; Cann, J.; Schouten, H.; Langmuir, CH; Escrig, S. (2008). "Центральная роль разломов отрыва в аккреции медленно распространяющейся океанической литосферы" (PDF) . Nature . 455 (7214): 790–794. Bibcode :2008Natur.455..790E. doi :10.1038/nature07333. hdl : 1912/2805 . PMID 18843367. S2CID 4421432 . Получено 1 июля 2016 г. .
MacLeod, CJ; Searle, RC; Murton, BJ; Casey, JF; Mallows, C.; Unsworth, SC; Achenbach, KL; Harris, M. (2009). "Жизненный цикл комплексов океанических ядер". Earth and Planetary Science Letters . 287 (3): 333–344. Bibcode :2009E&PSL.287..333M. doi :10.1016/j.epsl.2009.08.016 . Получено 1 июля 2016 г. .
Мотоки, А.; Сихель, SE; Кампос, TFDC; Шривастава, Северная Каролина; Соарес, Р. (2009). «Современная скорость поднятия островов Святого Петра и Святого Павла в экваториальной части Атлантического океана». Рем: Revista Escola de Minas (на португальском языке). 62 (3): 331–342. дои : 10.1590/s0370-44672009000300011 .
Smith, DK; Cann, JR; Escartín, J. (2006). «Широко распространенное активное разломное отрывное образование и формирование комплекса ядра вблизи 13° с.ш. на Срединно-Атлантическом хребте». Nature . 442 (7101): 440–443. Bibcode :2006Natur.442..440S. doi :10.1038/nature04950. hdl : 1912/1416 . PMID 16871215. S2CID 4409260 . Получено 1 июля 2016 г. .
Tucholke, BE; Lin, J.; Kleinrock, MC (1998). "Megamullions and mullion structure determines oceanic metamorphic core complexs on the Middle-Atlantic Ridge" (PDF) . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 103 (B5): 9857–9866. Bibcode :1998JGR...103.9857T. doi : 10.1029/98JB00167 . Получено 1 июля 2016 г. .