Nieuws van Brown
PROVIDENCE, R.I. – Ongeveer 300 miljoen jaar geleden botste de landmassa die nu Noord-Amerika is op Gondwana, een supercontinent dat bestaat uit het huidige Afrika en Zuid-Amerika. Die botsing van continenten tilde tonnen rots hoog boven het omringende terrein uit en vormde het zuidelijke uiteinde van de Appalachian Mountains, die nu te zien zijn in Alabama, Tennessee en Georgia. Een team van geofysici heeft de eindfase van die botsing gereconstrueerd en een nieuw beeld ontwikkeld van hoe die botsing verliep.
Bij het onderzoek, dat werd geleid door onderzoekers van de Brown University, werd gebruik gemaakt van seismische meetstations om een sonogram-achtig beeld te maken van de korst onder het zuiden van de V.S., in de buurt van de zuidelijke basis van de Appalachians. Het onderzoek toont aan dat de korst van de Gondwana op Noord-Amerika werd gedrukt toen de twee continenten op elkaar botsten en wel 300 kilometer naar het noorden schoven voordat de twee continenten zich scheidden en uit elkaar dreven, ongeveer 200 miljoen jaar geleden. Het proces dat uit de studie naar voren komt, lijkt veel op het proces dat vandaag de dag de Himalaya’s bouwt, omdat het Euraziatische continent boven op het Indiase subcontinent schuift.
“We laten zien dat een continentale botsing die 300 miljoen jaar geleden plaatsvond, veel lijkt op de botsing die we vandaag de dag in de Himalaya’s zien,” zei Karen Fischer, een professor in Brown’s Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences en een co-auteur van de studie. “Dit is het best gedocumenteerde geval waarvan ik weet dat de uiteindelijke hechting tussen oude continentale korsten een geometrie heeft die vergelijkbaar is met het huidige India-Eurazië crustal contact onder de Himalaya.”
Het onderzoek werd geleid door Emily Hopper, die in 2016 promoveerde aan Brown en nu postdoctoraal fellow is bij het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University. De studie is online gepubliceerd in het tijdschrift Geology.
Voor de studie plaatste het onderzoeksteam 85 seismische meetstations in het zuiden van Georgia en delen van Florida, North Carolina en Tennessee. De onderzoekers gebruikten ook gegevens van de Earthscope Transportable Array, een rollend array van seismische stations dat tussen 2005 en 2015 zijn weg zocht door de aangrenzende VS. In totaal registreerden 374 seismische stations de zwakke trillingsgolven van verre aardbevingen terwijl ze door het gesteente eronder reisden.
Akoestische energie van aardbevingen kan als verschillende soorten golven door de aarde reizen, waaronder afschuivingsgolven, die loodrecht op de voortplantingsrichting oscilleren, en drukgolven, die in dezelfde richting oscilleren als ze zich voortplanten. Door te analyseren in welke mate afschuivingsgolven in compressiegolven overgaan wanneer zij een contrast in de eigenschappen van het gesteente treffen, konden de onderzoekers een seismisch beeld van de ondergrondse korst creëren.
In de studie werd een dunne ononderbroken gesteentelaag ontdekt die dicht bij het oppervlak begint en zacht naar het zuiden afloopt tot een diepte van ongeveer 20 kilometer, waarin aardbevingsgolven sneller reizen dan in de omringende gesteenten. Die laag strekt zich in zuidelijke richting uit over ongeveer 300 kilometer van centraal Georgia tot noordelijk Florida. Van het centrale deel van South Carolina, over geheel Georgia en tot in het oosten van Alabama strekt het zich uit over een afstand van ongeveer 360 kilometer van oost naar west.