I en artikel offentliggjort i Videnskab fremmeret samarbejdshold ledet af Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) præsenterer et aldrig før set billede af en oceanisk transformationsfejl fra elektromagnetiske (EM) data indsamlet ved GoFar-fejlen i det østlige Stillehav.
Arbejdet afslører uventede saltvandaflejringer under havbunden nær fejlen, hvilket kan ændre den måde, vi konceptualiserer oceaniske transformationsfejl på.
Gofar -fejlen fungerer meget som San Andreas, idet to tektoniske plader glider sidelæns forbi hinanden. I modsætning til San Andreas har store jordskælv på denne fejl været underligt forudsigelige, med store brud, der forekommer hvert femte til seks år. Denne forudsigelighed har gjort GOFAR til et ideelt sted at studere jordskælvmekanismer med en række forskellige data indsamlet ved fejlen, herunder et antal små jordskælv målt på havbund seismografer.
I modsætning til seismiske data fortæller EM -målinger forskere, hvor godt et materiale kan udføre elektricitet. Dette er nyttigt, fordi en af modellerne til, hvorfor gofar opfører sig, som det gør, er relateret til forskelle i mængderne af havvand, der er til stede i havbunden: væsker påvirker, hvordan fejl klæber, glider og glider, hvilket forårsager jordskælv i forskellige størrelser.
Saltet i havvand får det til at udføre elektricitet godt, langt bedre end de omgivende klipper, og så giver EM -data ledetråde til, hvor havvand eller andre væsker gemmer sig under havbunden.
Ved hjælp af avancerede instrumenter var undersøgelsens forfattere i stand til at skabe et øjebliksbillede af de elektriske egenskaber under Gofar-fejlen. De forventede, at en del af fejlen ville være lidt mere ledende end omgivelserne baseret på tidligere modeller af sådanne fejl.
I stedet blev holdet overrasket over at finde ud af, at ekstremt ledende klatter var bosiddende under havbunden på den ene side af fejlen, men ikke den anden. For at gøre tingene mere forvirrende afslørede andre geofysiske data fra området ikke lignende afvigelser.
“Det var chokerende at se en sådan skarp kontrast på tværs af fejlen,” sagde Christine Chesley, en WHOI Postdoc i Geology & Geophysics og hovedforfatter af undersøgelsen. “Konduktivitetsstrukturen trodsede alle vores forventninger baseret på det, vi troede, vi vidste om oceaniske transformationsfejl.”
Oceaniske transformationsfejl er historisk set blevet tænkt på så enkle, forudsigelige træk. De repræsenterer de mindst godt studerede af de tre større pladegrænser, der inkluderer divergerende grænser, som Østafrika, hvor plader flytter fra hinanden og danner ny skorpe; og konvergente grænser, ligesom Himalaya, hvor to plader kolliderer og genanvender skorpe. De nylige fund som dette kræver imidlertid en ny ramme for forståelse af oceaniske transformationsfejl.
“Hver gang vi går ud og foretager disse slags EM-målinger, ser vi havbunden gennem en anden linse, og det ændrer næsten altid vores synspunkter på de processer, der former jorden,” forklarede Rob Evans, seniorforsker ved WHOI i Geology & Geophysics og medforfatter til undersøgelsen.
At bestemme, hvorfor de ledende klatter optrådte i EM -dataene, men ikke præsenterede som andre former for geofysiske afvigelser, krævede en vis deduktiv ræsonnement.
“Vi havde brug for en selvkonsistente mekanisme, der kunne hjælpe med at forklare, hvorfor disse ledende masser kun eksisterer under den ene side af fejlen, og hvor seismiske hastigheder synes upåvirket,” forklarede Chesley. “Noget med ledningsevne er normalt ikke set under havbunden, undtagen hvor magma er involveret.”
I samarbejde med disse puslespil indså forfatterne, at de ledende klatter krævede salt – meget salt – for at redegøre for deres høje ledningsevne. Dette antydede de anomalier, der var repræsenteret saltopsamlinger.
“Og for at skabe saltvand, har du brug for en varme kilde,” tilføjede Chesley. “Vi tror, at denne varmekilde er magma i nærheden af transformationsfejlen.”
Forfatterne antog, at der findes noget magma på siden af den fejl, hvor de ledende klatter af saltvand findes. Dette ville være et bemærkelsesværdigt skift i vores forståelse af transformationsfejl, som generelt ikke er blevet betragtet som vært for magmatisk eller hydrotermisk aktivitet.
“Vi har dette fantastiske billede af denne særlige del af Gofar-fejlen, men vi har endnu ikke været i stand til at se, hvordan det forbinder til den tilstødende Mid-Ocean Ridge. Vi håber, at yderligere projektfinansiering vil støtte yderligere forskning,” sagde Evans.