Forskare har upptäckt att kontinenter långsamt skalas av underifrån av mantelvågor, vilket försörjer vulkanisk aktivitet i avlägsna hav. Denna process förklarar kontinentala kemiska signaturer på avlägsna havsöar. Resultaten, publicerade i Nature Geoscience, utmanar traditionella syner på manteldynamik.
Jordforskare från University of Southampton och internationella samarbetspartners har avslöjat en dold geologisk process där kontinenter skalas av från sina djupa rötter, vilket bidrar till vulkanutbrott långt ut i haven.
Studien, publicerad i Nature Geoscience, visar att när kontinenter splittras på grund av tektoniska krafter bildas en långsamt rörlig 'mantelvåg' på djup mellan 150 och 200 kilometer. Denna våg färdas längs kontinenternas bas, skalar av fragment av kontinentalt material och bär dem sidledes mer än 1 000 kilometer in i det oceaniska mantlet. Processen sker i en hastighet ungefär en miljon gånger långsammare än en snigels och kan upprätthålla vulkanisk aktivitet i tiotals miljoner år.
"Vi har känt i decennier att delar av mantlet under haven ser underligt förorenade ut, som om bitar av forntida kontinenter på något sätt hamnat där," sa Thomas Gernon, professor i jordvetenskap vid University of Southampton och studiens huvudförfattare. "Men vi har inte kunnat förklara tillräckligt bra hur allt det kontinentala materialet kom dit."
För att validera sin modell analyserade teamet data från Indian Ocean Seamount Province, som bildades efter superkontinenten Gondwanas uppbrott för över 100 miljoner år sedan. De fann att strax efter splittringen bröt magma rik på kontinentala element ut till ytan, med signaturen som bleknade över tid. Detta skedde utan bevis för djupa mantelfjädrar, vilket tyder på skalningsmekanismen som en nyckeldrivkraft.
Professor Sascha Brune vid GFZ Helmholtz Centre for Geosciences i Potsdam tillade: "Vi fann att mantlet fortfarande känner effekterna av kontinentuppbrott långt efter att kontinenterna själva separerats. Systemet stänger inte av när en ny havsbassäng bildas—mantlet fortsätter att röra sig, omorganisera och transportera berikat material långt från dess ursprung."
Upptäckten löser varför havsöar som Christmas Island i nordöstra Indiska oceanen visar höga koncentrationer av berikade kontinentala element, trots att de ligger långt från plattränder. Den bygger på tidigare forskning som kopplar mantelvågor till inlandseffekter som diamantutbrott.