• Thursday July 18,2019

New England ist möglicherweise nicht für immer vulkanfrei

Anonim

Letzte Woche stieß ich auf einen ziemlich provokanten Artikel über Gizmodo, in dem behauptet wurde, New Hampshire könnte eine vulkanische Zukunft haben. Auf den ersten Blick könnte man denken, dass dies ein Unsinn ist, aber das ist weit davon entfernt. Irgendwann in der geologischen Zukunft - vielleicht Millionen bis Hunderte von Millionen von Jahren - werden Vulkane im östlichen Nordamerika ausbrechen. Es ist wahrscheinlich unvermeidlich. Bis vor kurzem hatten wir jedoch keine geologischen Beweise dafür, was (und ich betone - vielleicht ) die ersten Funken sind, die irgendwann zu einem neuen vulkanischen Neuengland führen könnten.

Nun, New Hampshire und der gesamte Nordosten der Vereinigten Staaten waren lange Zeit ein sehr vulkanisch ruhiger Ort - und damit meine ich, dass wir in über 100 Millionen Jahren (im Gegensatz zu einigen apokryphen) keinen Vulkanismus gehabt haben Berichte über Vulkane im 19. Jahrhundert). Das liegt daran, dass ganz New England auf einem sogenannten "passiven Rand" des nordamerikanischen Kontinents liegt. In Bezug auf Vulkane oder Erdbeben entlang der gesamten Ostküste ist nichts geologisch Aufregendes.

Vergleichen Sie das mit dem "aktiven Rand" an der Westküste, wo Sie die Cascade-Vulkane, Verwerfungen, Erdbeben haben - das Ganze. Das liegt daran, dass Nordamerika an der Westküste direkt mit anderen tektonischen Platten, nämlich der Pacific-, Gorda- und Juan de Fuca-Platte, interagiert. Diese Platten schleifen entweder gegen Nordamerika, um die Verwerfungszone von San Andreas zu schaffen, oder tauchen unter dem Kontinent ein, um die Subduktionszone von Cascadia zu schaffen.

An der Ostküste müssen Sie bis zur Mitte des Atlantiks fahren, bevor Sie eine andere tektonische Platte finden. Diese Grenze zwischen Nordamerika und Europa ist ein sich ausbreitender Grat, auf dem eine neue Platte entsteht, die die beiden Kontinente weiter voneinander weg bewegt. Die Grenze ist Tausende von Kilometern von der Ostküste des Kontinents entfernt und spielt daher bei der geologischen Aktivität am passiven östlichen Rand keine Rolle.

Dies wird jedoch nicht immer der Fall sein. Obwohl der Atlantik geologisch jung ist und sich immer noch aktiv ausbreitet, wird er sich irgendwann wieder schließen. Unsere gegenwärtige kontinentale Konfiguration auf der Erde ist eine, in der die kontinentalen Platten ziemlich weit voneinander entfernt sind, aber dies ist nur ein Teil eines tektonischen Zyklus - der Wilson-Zyklus -, in dem massive Superkontinente in zerstreute Kontinente einbrechen und sich wieder zusammenfügen. Obwohl sich Nord- und Südamerika heute von Europa und Afrika entfernen, werden sie sich irgendwann wieder annähern.

Subduktion ist nicht unterworfen

Warum könnte das passieren? Am wahrscheinlichsten wäre es wahrscheinlich die Einführung einer neuen Subduktionszone auf einer oder beiden Seiten des Atlantiks. Denken Sie daran, dass in einer Subduktionszone die dichte ozeanische Platte (der Boden des Atlantiks) unter dem lebhafteren Kontinent sinkt. Dann werden wir die mit Subduktion verbundenen Erdbeben und Vulkane sehen.

Eine der größten Fragen der heutigen Tektonik ist natürlich, wie die Subduktion beginnt. Wir haben es noch nie gesehen - der Prozess dauert wahrscheinlich Millionen von Jahren. Aus genau diesem Grund beginnt ein völlig zufriedenstellender, stabiler Kontinentalrand (wie wir ihn an der Ostküste Nordamerikas haben) plötzlich den Gründer der ozeanischen Platte und der Beginn der Subduktion ist der Bereich des Armes und der Spekulation.

Eine Theorie an einem Ende des Spektrums besagt, dass die ozeanische Platte, die bereits dichter ist als die kontinentale Platte, so kalt und dicht wird, dass sie wieder in den Mantel sinkt und sich entlang der Schwachstellen vom Kontinent löst. Das andere Ende könnte sein, dass der Rand des Kontinents heißer und dünner wird und schließlich von der ozeanischen Platte abbricht. Es gibt sogar einige Studien, die Mechanismen zur Unterstützung eines rein tektonischen Stressursprungs für die Subduktion vorschlagen, und legen nahe, dass wir sehr frühe Anzeichen einer neuen Subduktion entlang des europäischen Randes sehen (obwohl diese Schlussfolgerungen sehr kontrovers sind).

Aber zurück nach New Hampshire. Eine neue Studie in Geophysical Research Letters von Menke und anderen untersuchte etwas, was Geologen unter Neuengland seit einigen Jahrzehnten bemerkt haben. Eine Zone im Mantel - 400 Kilometer breit und 200 Kilometer unter unseren Füßen - ist ungewöhnlich warm. Es kann bis zu 700 ° C heißer sein als der Großteil des Mantels, der ihn umgibt. Frühe Spekulationen lauteten, dass dieses Gebiet, bekannt als die Nord-Appalachen-Anomalie, der Überrest einer Mantelfahne (wie der Hotspot unter Hawaii) war, die Nordamerika vor über 130 bis 100 Millionen Jahren passierte.

Menke und andere verwendeten seismische Wellen, die durch große Erdbeben erzeugt wurden, um die Geometrie der nordappalachischen Anomalie zu untersuchen und zu modellieren. Sie fanden heraus, dass es nicht wirklich gut mit dem Pfad des Hotspots übereinstimmt. Die Anomalie ist viel enger und kreisförmiger als ursprünglich gedacht. Diese Beweise deuteten ihnen an, dass die Anomalie kein Überbleibsel ist, sondern ihr eigenes, neues (ish) Merkmal des heißen Mantels.

Seltsamerweise haben Quellen in Neuengland das Helium-3 erhöht, ein Helium-Isotop, das mit Orten mit aktivem Magmatismus in Verbindung steht. Menke und andere schlagen vor, dass das Zusammentreffen der nord-Appalachen-Anomalie und dieses erhöhte Helium-3 eine Hypothese stützen, dass die Anomalie tatsächlich ein Ort ist, an dem der Mantel unter Neu-England nach oben hin konvektiv wird und schmilzt, wodurch diese Region aus wärmerem Material entsteht. Denken Sie daran, dass der Mantel nicht fest oder geschmolzen ist, sondern eine plastische Zone, die sich bewegen und schmelzen kann. Möglicherweise hat die Bewegung Nordamerikas Wirbel im Mantel erzeugt, wie ein Boot, das durch das Meer fährt. Unter Neuengland (und einigen anderen Teilen des östlichen Nordamerikas) steigt der Mantel und macht die Dinge unter dem Kontinent heißer.

Nun, der große spekulative Sprung hier ist von diesen Beweisen zu der Idee, dass vielleicht neuer Vulkanismus in Neuengland beginnen wird. Menke und andere kommen zu dem Schluss, dass die nordapalachische Anomalie nicht der alte Überrest eines Hotspots ist. Tatsächlich legen sie nahe, dass die Dinge unter diesem Teil von Nordamerika möglicherweise nie heiß genug werden, um viel neues geschmolzenes Gestein zu erzeugen. "Eine faszinierende alternative Möglichkeit", schreiben sie, "ist, dass die NAA eine beginnende Funktion ist, die in einigen Millionen Jahren zu einem neuen magmatischen Ereignis führen wird." Ein vulkanisches New Hampshire steht auf der Liste der Möglichkeiten. Aber es liegt nicht außerhalb der Möglichkeiten.

All diese Gerüchte über wärmeren Mantel und Wirbel entlang des östlichen Randes von Nordamerika haben mich jedoch gewundert: Vielleicht können diese Wirbel zu einer neuen Subduktion führen? Wärme kann am Rande eines Kontinents thermisch verzehren, bis Sie den Bruch zwischen Kontinent und Ozean verursachen. Eine noch weiter entfernte Möglichkeit besteht darin, dass dies ein üblicher Prozess ist, der schließlich, Millionen von Jahren oder mehr, einen vulkanischen Bogen von New England bildet und den Atlantik in Richtung seines Ablebens beginnt. Dies ist eines der aufregendsten Dinge in den Geowissenschaften von heute: Wir können anhand dieser reinen Forschung besser verstehen, wie sich der Planet in der nahen und fernen Zukunft entwickeln wird - und ob wir uns eines Tages vielleicht über die großen Vulkane von Concord und Nashua


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