Geologische Geschichte von Nordamerika wird umgeworfen

Es ist Zeit, die Karte der Welt während der Herrschaft der Dinosaurier neu zu zeichnen, sagen zwei Wissenschaftler.

Stellen Sie sich die US-Westküste als gequälte tektonische Grenze vor, ähnlich wie heute in Australien und Südostasien. Löschen Sie die riesige Subduktionszone, in der Forscher sich lange Zeit im Westen Nordamerikas niedergelassen haben. Wirf einen riesigen Archipel in den uralten Panthalassa-Ozean, der normalerweise als leere Leere gezeichnet ist, auf der die mittelalterlichen Kartografen fantastische Tiere abgebildet hätten.

"Jetzt passt es zusammen", sagt Karin Sigloch, Seismologin an der Ludwig-Maximilians-Universität in München und Leitautorin. "Wir haben eine ganz andere Lösung gefunden, von der ich denke, dass sie hält."

Mit einem spektakulären Blick auf die Überreste alter Subduktionszonen in Nordamerika haben Sigloch und ihr Kollege Mitch Mihalynuk 200 Millionen Jahre geologische Geschichte revidiert. Die Ergebnisse ihrer Studie werden heute (3. April) in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. [Haben es schon Kontinente gegeben?]

Der alte Westen

Die Geschichte beginnt vor 200 Millionen Jahren, kurz bevor das Becken des Atlantiks eröffnet wurde. Nordamerika wurde in den Superkontinent Pangaea eingepfercht und der riesige Panthalassa-Ozean bedeckte den Rest des Planeten.

Der Meeresboden von Panthalassa ist fast vollständig unter Nordamerika verschwunden, da sich die tektonischen Platten der Erde verschoben haben. Daher ist seine Geschichte etwas kryptisch. Einige geologische Hinweise führten Wissenschaftler zu dem vorherrschenden Modell, das von der neuen Studie bestritten wird. Zu den Puzzlestücken gehören die wenigen verbliebenen Teile des Panthalassischen Meeresbodens, im Westen Nordamerikas verstreute Felsen und Überreste der alten, unter dem Kontinent gesehenen ozeanischen Kruste, wo die Platte in den Erdmantel verschwand, die Erdschicht unter der Erdkruste.

Nachdem Nordamerika vor 185 Millionen Jahren, weg von Afrika und Europa, in den Westen gewandert war, platzierte das vorherrschende Modell eine Subduktionszone entlang der Westküste, die Panthalassas riesige ozeanische tektonische Platte, die Farallon-Platte, verbrauchte. Stellen Sie sich eine Umgebung wie die heutigen Anden in Südamerika vor. Wie ein riesiges Förderband lieferte die Subduktionszone exotische Terrane, die den westlichen Kontinent ausbauten.

Aber für einige Wissenschaftler passten die Puzzleteile einfach nicht zu diesem Bild. Sigloch und Mihalynuk denken, sie wissen warum.

Was darunter liegt

Sigloch schaute tief in den Mantel hinein, auf die Reste der ozeanischen Kruste, die unter Nordamerika verblieben. In einer Subduktionszone kollidieren zwei der tektonischen Platten der Erde und einer gleitet in den Mantel. Die Platten sind kälter und dichter als der umgebende Mantelgestein. Seismische Wellen ändern ihre Geschwindigkeit, wenn sie durch die Platten laufen und ihre Position offenlegen. Niemand hatte diese alten Krustenstücke in diesem Detail schon einmal gesehen, weil es leistungsfähige Computer und sehr dichte Arrays seismischer Überwachungsgeräte benötigt, die beide in den letzten zehn Jahren entstanden sind.

Sigloch entdeckte einen vertikalen Haufen ozeanischer Krustensegmente, die wie Ziegel übereinander gestapelt waren. Die massive Mauer verläuft vom Nordwesten Kanadas bis nach Mittelamerika und ist 250 bis 375 Meilen breit (400 bis 600 Kilometer) und erstreckt sich zwischen 500 und 1.200 Meilen (800 bis 2.000 Kilometer) unter der Oberfläche.

Diese ehemaligen Platten, wie Geologen subduzierte Kruste nennen, fixieren die Position der alten Subduktionszonen von Panthalassa in Zeit und Raum, wie die Studie zeigt. Die Platten sind vertikal um ungefähr 1 Zentimeter pro Jahr gesunken und haben sich nicht im Raum verschoben. Da Geologen die Reisen Nordamerikas im Detail kennen, können die Forscher dank Magnetstreifen im Atlantischen Ozean den Kontinent zurückziehen und ihn mit der Position der subduzierten Kruste vergleichen.

"Was das bedeutet ist, uns eine Zeitmaschine zu liefern. Die Platten erzählen uns die Orte der vergangenen Ozeangräben und die Lokalität der Inselbögen, die die Bausteine ‚Äč‚Äčder Kontinente sind", sagte Mihalynuk, ein Geologe mit dem British Columbia Geological Survey in Kanada.

Zwei neue Platten

Was der Mantel beweist, ist, dass Pangaea, weit draußen im Panthalassa-Ozean, weit entfernt von Nordamerika lag. Es war wie eine Pfeilspitze geformt, 6.200 Meilen (10.000 km) lang, mit seiner Spitze auf den Proto-Pacific Northwest. Zwischen dem Archipel und Nordamerika lagen zwei Ozeanbecken, die Angayucham und Mezcalera genannt wurden. Auf der anderen Seite des Archipels, weiter westlich, befand sich die Farallon-Platte.

Statt einer Subduktionszone im Anden-Stil, mit der Farallon-Platte, die unter Nordamerika nach Osten gleitet, gab es eine nach Westen abfallende Subduktionszone mit nordamerikanischer Kruste, die unter den Angauychum- und Mezcalera-Platten glitt.

"Es macht durchaus Sinn", sagte Robert Hildebrand, ein Geologe an der Universität von Kalifornien, Davis, der nicht an der Studie beteiligt war. "Wenn es nach Osten Subduktion geben würde, wie die meisten Leute vorschlagen würden, würde es einen Brotkrumen-Pfad verlassen, der über den Mantel ausgestreut ist. Das ist nicht, was Sie sehen."

Als Nordamerika nach Westen vordrang und mit seinem Rand die beiden Platten versenkte, rammte es vor etwa 150 Millionen Jahren in die Pfeilspitze. Dieser Einfluss war verantwortlich für die Erhöhung der anfänglichen Rocky Mountains, sagte Mihalynuk.

Weiter westlich des Archipels befand sich die Farallon-Ozeanplatte in einer eigenen Subduktionszone, wie der Mantel beweist.

Heftige Tektonik

In der Tat war der gesamte westliche Panthalassic mehr wie der Südwest-Pazifik, wo Nordost-Australien kollidiert mit Inseln, Mikrokontinente verschwinden in der Erde, und es gibt Flip-Flop-Subduktionszonen, die Studienautoren sagte.

"Das Meeresbecken war keine riesige Tiefebene", sagte Mihalynuk OurAmazingPlanet. "Die Situation ist viel mehr wie der Südwestpazifik als Offshore-Südamerika." [Größte Ozeane und Meere der Welt]

Im Laufe der Zeit verschmierten Kollisionen mit den verschiedenen Subduktionszonen exotische Terrane entlang des westlichen Rands des Kontinents, eine Rock-Aufzeichnung, die lange auf die gewalttätige tektonische Geschichte Nordamerikas hindeutete. Die Geschichte, die durch die Mantelplatten offenbart wird, hilft dabei, einige verwirrende Geologie zu erklären, wie zum Beispiel Felsen, die 2000 km von Mexiko nach Kanada getragen wurden. "Ich würde sagen, dass dieses Modell der Geologie sehr nahe kommt", sagte Hildebrand.

Sigloch fand auch eine weitere, westlichere Plattenwand, die mit dem Cascadia-Graben vor Washington und Oregon verbunden ist und in den der letzte Überrest der Farallon-Platte, jetzt Juan de Fuca genannt, eindringt.

Mihalynuk sagte, dass das neue Modell Wellen schlagen wird, da es 40 Jahre akzeptierte Weisheit über die Entwicklung des westlichen Nordamerikas umkehrt. "Es wird eine Weile dauern, die Leute umzudrehen. Dieses intellektuelle Schiff hat eine große Trägheit", sagte er. Aber für Mihalynuk, "das ist einer dieser Eureka-Momente."

Lassen Sie Ihren Kommentar