Geologi: Lempeng tektonik yang tenggelam membengkok saat memasuki mantel dan menjadi “seperti ular merayap”

Lempeng tektonik menekuk ketika mereka tenggelam ke dalam mantel di zona subduksi yang disebut dan tersegmentasi “seperti ular merayap,” menurut sebuah penelitian.

Untuk sebagian besar, pergerakan lempeng bumi didorong oleh berat kerak laut yang dingin dan padat, yang tenggelam ke dalam mantel dan menarik sisa lempeng di belakangnya.

Logikanya, lempeng subduksi harus tetap utuh saat turun ke dalam mantel, jika tidak, mereka tidak akan mampu menarik kerak yang menempel lebih jauh.

Namun, bukti geofisika telah menunjukkan bahwa lempengan-lempengan tersebut malah dihancurkan.

Hasil peneliti yang dipimpin oleh ETH Zurich telah mendamaikan kedua hipotesis ini dengan menunjukkan bahwa lempeng hanya melemah secara signifikan ketika mereka tenggelam.

Tim sampai pada kesimpulan ini setelah menjalankan simulasi komputer untuk mempelajari efek dari semua kekuatan geologi yang berbeda yang mempengaruhi subduksi kerak samudera.

Sejauh ini, ahli geofisika tidak memiliki penjelasan yang komprehensif tentang bagaimana lempeng tektonik bumi menekuk tanpa patah.

Dalam studi mereka, ahli geofisika Taras Gerya dari ETH Zurich dan rekan-rekannya mengembangkan model tektonik lempeng 2D yang menggabungkan berbagai mekanisme pelemahan lempeng, termasuk data tentang bagaimana butiran batuan berubah di mantel dalam.

Model tersebut menunjukkan bahwa lempeng-lempeng itu membengkok secara tiba-tiba ke bawah saat memasuki mantel – yang menyebabkan punggungnya yang dingin dan rapuh pecah saat struktur butiran halus di sepanjang perut bagian bawahnya berubah, membuatnya melemah.

Bersama-sama, ini menyebabkan pelat macet pada titik lemahnya dan membiarkannya utuh, tetapi masih tersegmentasi – mirip dengan “ular merayap”.

Dengan cara ini, panel turun dapat menarik sisa panel meskipun melengkung dan berkerut.

Meskipun penelitian ini masih jauh dari buku tentang apa yang terjadi pada lempeng tektonik ketika mereka disubduksi ke dalam mantel bumi, itu memberikan penjelasan yang meyakinkan untuk beberapa proses geologis yang penting, jelas penulis Thorsten Becker.

“Ini adalah contoh kekuatan ilmu geospasial,” kata ahli geofisika Universitas Texas di Austin.

“Kami menggabungkan dua proses yang dijelaskan oleh geologi dan mekanika batuan ini, dan kami belajar sesuatu tentang fisika umum tentang cara kerja bumi yang tidak kami duga.

“Sebagai fisikawan, saya pikir itu menarik,” tambahnya.

Tim juga bereksperimen dengan menjalankan simulasi mereka di mantel yang lebih panas untuk meniru kondisi yang akan terlihat di Bumi awal.

Dalam keadaan seperti itu, segmen tektonik serpentin hanya berhasil beberapa mil ke dalam mantel sebelum putus – menunjukkan bahwa subduksi mungkin terputus-putus.

Bahkan, tim menjelaskan, ada kemungkinan tektonik lempeng modern baru dimulai dalam satu miliar tahun terakhir.

READ  Teleskop NASA menemukan planet misterius "mengambang bebas"

Menurut para peneliti, model mereka (kiri) memprediksi skenario yang mirip dengan pengamatan subduksi lempeng Pasifik di bawah Jepang (kanan). Penelitian telah menunjukkan retakan besar di pelat di mana ia membungkuk – di samping bukti material yang lebih lemah di bagian bawah pelat

“Secara pribadi, saya pikir ada banyak argumen bagus bahwa lempeng tektonik jauh lebih tua,” Profesor Becker memperingatkan.

“Tetapi mekanisme yang diungkapkan oleh model kami menunjukkan bahwa hal-hal mungkin lebih sensitif terhadap suhu mantel daripada yang kami duga.

“Saya pikir itu bisa mengarah pada jalan baru yang menarik untuk diskusi,” pungkasnya.

Setelah menyelesaikan studi pertama mereka, para peneliti sekarang beralih untuk mempelajari fenomena yang sama dengan model 3D dan memeriksa apa yang model mereka dapat memberitahu kita tentang terjadinya gempa bumi di zona subduksi.

Hasil lengkap dari penelitian ini dipublikasikan di jurnal alam.

Bumi bergerak di bawah kaki kita: lempeng tektonik bergerak melalui mantel bumi dan menghasilkan gempa bumi saat mereka menggores satu sama lain

Lempeng tektonik terdiri dari kerak bumi dan bagian paling atas dari mantel bumi.

Di bawah ini adalah astenosfer: sabuk konveyor kental dan hangat yang terbuat dari batu tempat lempeng tektonik naik.

Bumi memiliki lima belas lempeng tektonik (gambar) yang bersama-sama membentuk bentuk lanskap yang kita lihat di sekitar kita hari ini

Gempa bumi biasanya terjadi di perbatasan lempeng tektonik, di mana satu lempeng jatuh di bawah lempeng lainnya, mendorong yang lain ke atas, atau di mana tepi lempeng saling menggores.

Gempa bumi jarang terjadi di tengah lempeng, tetapi dapat terjadi ketika patahan atau retakan lama aktif kembali jauh di bawah permukaan.

READ  Ilmuwan menemukan emisi radio di luar tata surya, tanda kehidupan ...

Daerah ini relatif lemah dibandingkan dengan lempeng di sekitarnya dan dapat dengan mudah tergelincir dan menyebabkan gempa bumi.