Mantelsøylestrømmer – strømmer av magma fra mantelen – kan forklare de viktigste tektoniske prosessene som har påvirket den norske kontinentalsokkelen. De fødes under et superkontinent.
Hansen1, S., Henningsen1, T., Bergh2, S., Rueslåtten1, H. & Åmark1, M.
(1):Sigurd Hansen, Tormod Henningsen, Håkon Rueslåtten, Max Åmark, private konsulenter; (2): Steffen G. Bergh, Inst. of Geosciences, UiT-Norwegian Arctic Univ.
Figur1: Skjematisk framstilling av ekvatorsnitt som viser strømningsmønsteret i mantelen. Tung oseanisk litosfære (grønn) synker ned gjennom mantelen ned til mantel-kjerne grensen. Søylestrømmer dannes i termiske oppdriftssoner (TOS) langs randsonen av to 300-500 kilometer tykke lavhastighetslag (LHL) og ultralavhastighetslag (ULHL) diametralt på hver side av den ytre kjernen. ppv = post-perovskitt (en høytrykksvariant av Mg-perovskitt). (Fra Trønnes 2010, Et klarere bilde av Jordas indre struktur og dynamikk).
Nyere studier av seismisk manteltomografi, mineralfysikk, geodynamikk og geokjemi tyder sterkt på at det eksisterer store termisk oppdriftsdrevne ”søylestrømmer” av mantelmasser.
De antas å bli dannet ved grensen mellom jordens kjerne og nedre mantel, knyttet til to store lag med lavere seismiske hastigheter (se figuren over). Mye tyder også på at slike store mantel-søylestrømmer kan utgjøre hoveddrivkraften bak platetektonikken.
Et eksempel på dette er at de tektoniske hendelsene som skapte Norskehavet, Grønlandshavet og Barentshavet kan forklares med slike mantel-skorpe prosesser.
Det foreslås derfor at storskala mantel-søylestrømmer – heretter kalt supersøylestrømmer – er de viktigste drivkreftene bak de storskala tektoniske prosessene vi har identifisert på norsk sokkel.
I denne artikkelserien i tre deler undersøker vi dette konseptet basert på observasjoner og tolkninger av seismiske data og sammensetning av kart på ulike stratigrafiske nivåer.
Det er vårt håp at disse nye ideene utløser nye spørsmål og ideer om tolkning av geologiske trekk på norsk kontinentalmargin og andre steder.
I denne første delen beskriver vi en konseptuell modell for dannelse av supersøylestrømmer.
Superkontinenter gir økt subduksjon
Supersøylestrømmer kan forklare regional tektonisk heving og rifting etterfulgt av kompresjon/ekstensjons-prosesser og innsynkning av kontinentalskorpa, og videre til vulkanisme og havbunnsspredning.
Dannelsen av superkontinenter er avgjørende for dannelsen av supersøylestrømmer.
Når mange kontinenter er samlet i ett superkontinent, vil økt subduksjon av oseanisk litosfære kunne antas å føre til økt produksjon av søylestrømmer i området. Flere søylestrømmer kan da smelte sammen til supersøylestrømmer.
Migrasjon av slike supersøylestrømmer opp gjennom mantelen antas derfor å være en av hoveddrivkreftene i den platetektoniske utviklingen – Wilson-syklusene. Dette er en gjentakende prosess som har foregått gjennom mesteparten av Jordas historie.
Utviklingen av søylestrømmer og assosierte hendelser med betydning for den norske kontinentalsokkelen er antatt å foregå i seks stadier.
Klikk her for å lese mer om dannelsen av søylestrømmer i detalj
