مطالعه جدیدی در مجله «فیزیک زمین و سیارات» در حال تغییر درک دانشمندان از زمانی است که آمریکای مرکزی و جنوبی یکی از برخوردهای تکتونیکی اصلی که به شکلگیری قارههای آمریکا کمک کرد، را تجربه کردند. با بررسی ویژگیهای مغناطیسی سنگهای آتشفشانی در بخش شمالی رشتهکوه آند در کلمبیه، محققان شواهدی یافتند که فازهای اصلی برخورد زودتر از آنچه قبلاً باور داشت، یعنی حدود ۱۰ میلیون سال پیش، رخ داده است.
این پژوهش توسط ویکتور پیدراهیتا (نویسنده اول) و ج. لی (نویسنده مکاتبه)، همراه با گروهی بینالمللی از زمینشناسان هدایت شد. کار آنها بر روی سنگهای آتشفشانی اواخر دوره میوسن (حدود ۱۲ تا ۶ میلیون سال سن) از ولایت آتشفشانی کامبیا در مرکز کلمبیه متمرکز بود. این سنگها در یک دوره کلیدی تشکیل شدند که در آن صفحه جنوبی آمریکا با بخش قارهای آمریکای مرکزی در حال تعامل بود.
ردپای مغناطیسی حفظ شده در سنگهای آتشفشانی
برای بازسازی آنچه در آن زمان از نظر تکتونیکی در حال وقوع بود، محققان از تحلیل بافت مغناطیسی استفاده کردند. این تکنیک جهتگیری مواد معدنی مغناطیسی داخل سنگها را مطالعه میکند و میتواند مشخص کند که آیا ساختار داخلی آنها فرآیندهای اولیه آتشفشانی یا تغییر شکل بعدی ناشی از نیروهای تکتونیکی را منعکس میکند یا خیر.
«سنگهای آتشفشانی میتوانند رکوردی بسیار دقیق از فرآیندهای زمینشناسی را حفظ کنند»، دکتر ویکتور ای. پیدراهیتا اظهار داشت. «بافتهای مغناطیسی آنها به ما کمک میکند تا تعیین کنیم آیا تغییر شکل قبل، حین یا پس از جایگذاری سنگها رخ داده است.»
تیم تحقیقاتی دریافت که بسیاری از سنگهای آتشفشانی همچنان بافتهای مغناطیسی اولیه ایجاد شده توسط حرکت ماگما یا جریانهای خاکستر آتشفشانی را حفظ کردهاند. این امر نشان میدهد که آنها در اواخر دوره میوسن تغییر شکل تکتونیکی عمدهای را تجربه نکردهاند یا بسیار کم بوده است. برخی مکانها علائم تغییر شکل را حفظ کرده بودند، اما آن اثرات از نظر قدرت و گستره جغرافیایی نسبتاً محدود بودند.
تغییر شکل تکتونیکی اصلی از قبل ضعیف شده بود
با کنار هم قرار دادن شواهد، مشخص میشود که شدیدترین کوتاه شدن پوسته و تغییر شکل مرتبط با برخورد در بخش شمالی آند عمدتاً قبل از اواخر دوره میوسن به پایان رسیده بود. به عبارت دیگر، تا زمانی که این سنگهای آتشفشانی در حال تشکیل بودند، شدیدترین فاز فشردگی تکتونیکی از قبل گذشته بود.
«دادههای ما نشان میدهد که مهمترین رویدادهای برخوردی بین آمریکای مرکزی و جنوبی زودتر از آنچه قبلاً فکر میکردیم، عمدتاً در طول دورههای الیگوسن تا میوسن میانی، رخ داده است»، پیدراهیتا و لی توضیح دادند. «تا زمانی که این سنگهای آتشفشانی تشکیل شدند، تغییر شکل تکتونیکی ضعیفتر و موضعیتر شده بود.»
این یافتهها میتوانند به دانشمندان کمک کنند تا مدلهایی درباره نحوه تشکیل رشتهکوه آند بهبود بخشند و بهتر بفهمند که چگونه تعاملات بین صفحات تکتونیکی بر توسعه زمینشناسی قارههای آمریکا تأثیر گذاشتند. این مطالعه همچنین نشان میدهد که چگونه تکنیکهای مغناطیسی میتوانند برای بازسازی فعالیتهای تکتونیکی باستانی در مناطق آتشفشانی استفاده شوند.
این پژوهش توسط کمکهزینههایی از بنیاد ملی علوم طبیعی چین (NSFC) حمایت شد که به ج. لی و ویکتور پیدراهیتا اعطا گردید.