Svaret på dette spørsmålet kan være radioaktivitet. Forskere ved Norges geologiske undersøkelse forklarer sammenhengen i en nylig publisert artikkel.
Illustrasjonen viser den tektoniske utvikingen fra før en fjellkjedekollisjon til rifting og havbunnsspredning. Illustrasjon: Maystrenko og Slagstad, 2019
En ny artikkel av Yuriy Petrovich Maystrenko og Trond Slagstad ved Norges geologiske undersøkelse (NGU) beskriver et grunnleggende aspekt av global platetektonikk på planeten vår.
Det er en kjent geografisk sammenheng mellom fjellkjeder – dannet når hav lukkes og kontinentene på hver side av havet kolliderer – og utviklingen av nye hav.
Et eksempel på denne sammenhengen er åpningen av Norskehavet og Grønlandshavet for ca. 55 millioner år siden, ca. 350 millioner år etter at kollisjonen mellom Skandinavia og Grønland dannet en fjellkjede fra Finnmark til Storbritannia.
Denne sammenhengen forklares vanligvis som et resultat av mekaniske inhomogeniteter som følge av kontinentkollisjonen, noe som svekker litosfæren (jordskorpe + underliggende litosfærisk mantel) langs kollisjonssonen.
Selv om slike svakhetssoner kan resultere i en geografisk sammenheng forklarer de ikke det observerte flere hundre millioner år lange tidsrommet mellom dannelsen av fjellkjeder og påfølgende rifting for å danne et nytt hav. Disse mekaniske svakhetssonene gir heller ingen kraft som kan drive kontinentene fra hverandre.
Hav lukker seg når den tunge havbunnsskorpen synker ned i mantelen i såkalte subduksjonssoner. Kontinentene på hver side av havet vil da begynne å nærme seg hverandre og til slutt møtes i en kollisjon (orogenese).
Under en orogenese dras eller presses det ene kontinentet under det andre slik at kontinentalskorpen blir mye tykkere og det dannes en fjellkjede (en slik fjellkjede kalles et orogen). Alpene og Himalaya–Tibet er de mest kjente eksemplene på denne typen orogen. På grunn av den lave tettheten til kontinentalskorpen hindres ytterligere subduksjon – fjellene slutter å vokse og vil over tid eroderes og bli borte.
I prosessen som dannet fjellkjeden ble store volum av havbunns- og kontinentalskorpe resirkulert tilbake til den underliggende mantelen. Jordskorpen har en kjemisk sammensetning som er veldig forskjellig fra den underliggende mantelen, og denne subduksjonsprosessen vil dermed effektivt endre sammensetningen til mantelen.
Mantelen under slike orogen kan dermed bli anriket på radioaktive grunnstoff som uran og thorium.
Radioaktive grunnstoff produserer varme og i henhold til beregninger av Maystrenko og Slagstad gir det økte innholdet av slike grunnstoff i den anomale litosfæriske mantelen en signifikant økning i temperaturen over tidsrom fra titalls til hundretalls millioner år.
Varm mantel er svakere enn kald mantel og svekkelse av mantelen over tid gir gunstige betingelser for rifting mer enn 50 – 100 millioner år etter orogenesen.
Geoforskere skiller mellom litosfærisk mantel som sammen med jordskorpen utgjør det ytre, harde laget av jorden – litosfæren – og den underliggende, konvekterende mantelen som er ansvarlig for bevegelsene til litosfæreplatene.
Resultat av den numeriske modelleringen. Konvergerende soner av manteloppstrømning resulterer i ekstensjon som kan forårsake rifting. Illustrasjon: Maystrenko og Slagstad, 2019
Resultatene fra den numeriske modelleringen viser at mantelkonveksjonsmønstrene blir påvirket av den anomalt varme litosfæriske mantelen, og at de oppadstigende mantelstrømmene har en tendens til å bevege seg mot den varmere litosfæriske mantelen på tidsskalaer på noen hundre millioner år.
Konvergerende soner med manteloppstrømning under den varme og svake litosfæren resulterer i ekstensjon som kan forårsake rifting og til slutt dannelse av ny havbunnsskorpe.
Den økte varmen fra manteloppstrømningen forsterker den allerede eksisterende temperaturanomalien, noe som gjør litosfæren enda svakere.
Denne tidsavhengige, temperaturmekanismen kan forklare hvorfor rifting typisk er lokalisert til regioner som har opplevd orogen aktivitet.
Den forklarer også hvorfor dannelse av ny havbunnsskorpe ikke skjer umiddelbart etter en orogenese, men med en forsinkelse som er kontrollert av størrelse på og konsentrasjon av radioaktive, varmeproduserende elementer i den anomale litosfæriske mantelen.
Referanse
Maystrenko, Y.P., Slagstad, T., 2020. Radiogenic trigger and driver for continental rifting and initial ocean spreading, Terra Nova, 32 (2), 159-165, doi: 10.1111/TER.12444.
