北美洲地质历史比之前认为的更加错综复杂。
正如罗马不是一天建成的,北美洲西部也不是一朝一夕就形成的。研究人员发现,太平洋海底的很多板块碎片要么滑到了北美洲板块的下部,要么互相滑到了彼此的下部。而这会形成一个传送带,将来自不同方向的岛屿统统运送到北美洲的西部,形成了这一区域崎岖复杂的地形。
东·福赛斯(Don Forsyth)是美国罗得岛普罗维登斯布朗大学的地球物理学家,他没有参与此项研究。他表示:“这项研究让我们对北美洲的地质历史有了颠覆性的认识,这简直是一场小型革命。”
过去的2亿年里,一些板块碎片堆积拼接,形成了如今落基山脉以西的北美洲。这些活动始于北美洲从盘古大陆解体并向西漂移的前不久。
地质学家们认为,在那个时期,一块被称为“法拉龙板块”的海底板块碎片,俯冲到北美洲西部边缘的地幔之中。它的俯冲非常轻快有力,以至于北美洲大陆就像一辆推土机一样,将法拉龙板块上方的小岛给“铲”了下来。
德国慕尼黑大学的卡琳·西格罗(Karin Sigloch)与加拿大不列颠哥伦比亚地质研究所的米切尔·米哈纳克(Mitchell Mihalynuk)在2013年4月4日的《自然》杂志上发表了一篇文章,他们对地球内部进行了三维透视研究,发现了一段很复杂的地质演化史。
地震波在这些俯冲的板块碎片中的传播速度比周围的地幔物质要快。西格罗利用了这一点,采用振动学方法生成了北美洲地下2000公里的板块图像。结果显示,板块的俯冲包含了一个“双循环”过程,这个过程使得北美洲西部的地壳碎块更好地“缝合”到一起。
西格罗和米哈纳克注意到了其中一块板块碎片,它在之前的图像中被解译为法拉龙板块的东半部分。如果按照传统观点,认为它是简简单单俯冲到北美洲下部的话,那么它的形状与理论上的并不一致。研究人员指出,这块板块碎片其实是两个最新发现的海底板块的残余部分,它们在历史上曾经向着远离北美洲西海岸的方向漂移过。
研究人员推测,随着北美洲板块向西漂移,这些海底板块碎片一个接一个地俯冲到法拉龙板块以及其他向西漂移板块的下部。这时,俯冲带附近开始形成岛屿,并且逐渐增多。当这些海底板块碎片全部沉入到地幔中后,法拉龙板块开始向东漂移,并且开始向北美洲板块的下部俯冲。而在前期俯冲阶段形成的第一批岛屿此时被“揉捏”到了北美洲大陆上,之后法拉龙板块上的岛屿也开始沿着大陆的边缘堆积起来。
福赛斯最后表示,只有进行更多的测试,才能看出这套新理论是否比原来的传统观点能更好地解释北美洲西部复杂的地质状况。
图片权利和来源(IMAGE CREDIT):K. Sigloch
科学家们利用地震波,得到了法拉龙板块的3D模拟图像,它俯冲到北美洲大陆下方1800公里(每一种颜色代表了垂直深度200公里)。