Hva er en opiolitt?
Lær om 'Snake Stone'
James St. John/Flickr/CC BY 2.0
De tidligste geologene ble forvirret over et særegent sett med bergarter i de europeiske alpene som ingenting annet ble funnet på land: kropper av mørk og tung peridotitt assosiert med dyptliggende gabbro, vulkanske bergarter og kropper av serpentinitt, med en tynn hette av dyp- hav sedimentære bergarter .
I 1821 kalte Alexandre Brongniart denne samlingen ophiolite ('slangestein' på vitenskapelig gresk) etter dens karakteristiske eksponeringer av serpentinitt ('slangestein' på vitenskapelig latin). Sprukket, endret og forkastet, med nesten ingen fossile bevis for å datere dem, var ofiolitter et sta mysterium inntil platetektonikk avslørte deres viktige rolle.
Havbunnens opprinnelse til ofiolittene
Hundre og femti år etter Brongniart ga platetektonikkens fremkomst ofiolitter en plass i den store syklusen: de ser ut til å være små biter av havskorpen som har blitt festet til kontinentene.
Fram til midten av 1900-talletdyphavsboreprogramvi visste ikke akkurat hvordan havbunnen er konstruert, men når vi først gjorde det var likheten med ofiolitter overbevisende. Havbunnen er dekket med et lag av dyphavsleire og kiselholdig søl, som blir tynnere når vi nærmer oss midthavsryggene. Der avsløres overflaten som et tykt lag med putebasalt, svart lava brøt ut i runde brød som dannes i det dype kalde sjøvannet.
Under puten basalt er de vertikale diker som mater basaltmagmaet til overflaten. Disse dikene er så mange at skorpen mange steder ikke er annet enn dikene, som ligger sammen som skiver i et brød. De dannes tydelig ved et spredningssenter som midthavsryggen, hvor de to sidene hele tiden sprer seg fra hverandre slik at magma kan stige mellom dem. Les mer om Divergerende soner .
Under disse 'djekkede dikkekompleksene' er kropper av gabbro, eller grovkornet basaltisk stein, og under dem er de enorme kroppene av peridotitt som utgjør den øvre mantelen. Den delvise smeltingen av peridotitt er det som gir opphav til overliggende gabbro og basalt (les mer om jordskorpen ). Og når varm peridotitt reagerer med sjøvann, er produktet den myke og glatte serpentinitten som er så vanlig i ofiolitter.
Denne detaljerte likheten førte geologer på 1960-tallet til en arbeidshypotese: ofiolitter er tektoniske fossiler av den eldgamle dype havbunnen.
Ofiolittforstyrrelse
Ofiolitter skiller seg fra intakte havbunnsskorpe på noen viktige måter, spesielt ved at de ikke er intakte. Ofiolitter brytes nesten alltid fra hverandre, så peridotitt, gabbro, diker og lavalagene stables ikke pent opp for geologen. I stedet er de vanligvis strødd langs fjellkjeder i isolerte kropper. Som et resultat har svært få ofiolitter alle delene av den typiske havskorpen. Dukkede diker er vanligvis det som mangler.
Stykkene må møysommelig korreleres med hverandre ved hjelp av radiometriske datoer og sjeldne eksponeringer av kontaktene mellom bergartene. Bevegelse langs forkastninger kan i noen tilfeller estimeres for å vise at separerte deler en gang var koblet sammen.
Hvorfor forekommer ofiolitter i fjellbelter? Ja, det er der utspringene er, men fjellbelter markerer også hvor plater har kollidert. Forekomsten og forstyrrelsen var begge i samsvar med arbeidshypotesen på 1960-tallet.
Hva slags havbunn?
Siden den gang har det oppstått komplikasjoner. Det er flere forskjellige måter for plater å samhandle, og det ser ut til at det finnes flere typer ofiolitt.
Jo mer vi studerer ofiolitter, jo mindre kan vi anta om dem. Hvis man for eksempel ikke finner dekkede diker, kan vi ikke utlede dem bare fordi ofiolitter skal ha dem.
Kjemien til mange ofiolittbergarter samsvarer ikke helt med kjemien til bergarter i midthavet. De ligner mer lavaene til øybuer. Og dateringsstudier viste at mange ofiolitter ble presset inn på kontinentet bare noen få millioner år etter at de ble dannet. Disse fakta peker på en subduksjonsrelatert opprinnelse for de fleste ofiolitter, med andre ord nær kysten i stedet for midthavet. Mange subduksjonssoner er områder hvor skorpen er strukket, slik at ny skorpe kan dannes på omtrent samme måte som den gjør i midocean. Derfor kalles mange ofiolitter spesifikt 'ofiolitter over subduksjonssonen'.
Et voksende opiolittmenasjeri
En nylig gjennomgang av ofiolitter foreslo å klassifisere dem i syv forskjellige typer:
- Ofiolitter av ligurisk type dannet under den tidlige åpningen av et havbasseng som dagens Rødehavet.
- Ofiolitter av middelhavstypen dannet under samspillet mellom to oseaniske plater som dagens Izu-Bonin-forark.
- Sierran-type ofiolitter representerer komplekse historier om øy-bue subduksjon som dagens Filippinene.
- Opiolitter av chilensk type dannet seg i en spredningssone med bakbue som dagens Andamanhav.
- Ofiolitter av Macquarie-typen dannet seg i den klassiske midthavsryggen som dagens Macquarie-øy i Sørishavet.
- ofiolitter av karibisk type representerer subduksjon av oseaniske platåer eller store Magmatisk Fylker.
- Ofiolitter av fransiskansk type er akkrediterte biter av havskorpe som skrapes av den subdukte platen på den øvre platen, som i Japan i dag.
Som så mye i geologi, startet ofiolitter enkelt og blir mer komplekse etter hvert som dataene og teorien om platetektonikk blir mer sofistikert.