Hvad er en ophiolit rock?

De tidligste geologer blev forundret over et særligt sæt klippetyper i de europæiske alper som intet andet findes på land: kroppe af mørk og tung peridotit forbundet med dyb siddende gabbro, vulkanske klipper og kroppe af serpentinit, med en tynd låg på dybhavet sedimentære klipper.

I 1821 udnævnte Alexandre Brongniart denne sammensætning ophiolit ("slangesten" på videnskabelig græsk) efter dens markante eksponering af serpentinit ("slangesten" på videnskabelig latin). Fraktureret, ændret og forkert, med næsten ingen fossile beviser til at date dem, var ophiolitter et stædigt mysterium, indtil pladetektonik afslørede deres vigtige rolle.

Hundrede og halvtreds år efter Brongniart gav pladenstektonik ophiolitter et sted i den store cyklus: det ser ud til at være små stykker oceanisk skorpe, der er knyttet til kontinenter.

Indtil midten af ​​det 20. århundrede dybhavsboreprogram vi vidste ikke lige, hvordan havbunden er konstrueret, men når vi først gjorde det, var ligheden med ophiolitter overbevisende. Havbunden er dækket med et lag dybhavsleer og siliciumformet oser, der bliver tyndere, når vi nærmer os middelhavsryggene. Der afsløres overfladen som et tykt lag pudebasalt, sort lava brød ud i runde brød, der dannes i det dybe kolde havvand.

Under puden basalt er lodret diger der fodrer basaltmagmaen til overfladen. Disse diger er så rigelige, at skorpen mange steder ikke er andet end diger, der ligger sammen som skiver i en brød. De formes tydeligt i et spredningscenter som midthavsryggen, hvor de to sider konstant spreder sig, så magma stiger mellem dem. Læs mere om Divergerende zoner.

Under disse "arkplade-dike-komplekser" er kroppe af gabbro eller grovkornet basaltisk klippe, og under dem er de enorme kroppe af peridotit, der udgør den øvre mantel. Den delvise smeltning af peridotit er det, der giver anledning til den overliggende gabbro og basalt (læs mere om jordskorpen). Og når varm peridotit reagerer med havvand, er produktet den bløde og glatte serpentinit, der er så almindelig i ophiolitter.

Denne detaljerede lighed førte geologer i 1960'erne til en arbejdshypotese: ophiolitter er tektoniske fossiler fra den gamle dybe havbund.

Ophiolites adskiller sig fra intakte havbunden skorpe på nogle vigtige måder, især fordi de ikke er intakte. Ophiolites er næsten altid brudt fra hinanden, så peridotit, gabbro, arkede diger og lavagelager stabler ikke pænt til geologen. I stedet er de normalt strøddede langs bjergkæder i isolerede kroppe. Som et resultat har meget få ophiolitter alle dele af den typiske oceaniske skorpe. Nedlagte diger er normalt det, der mangler.

Stykkerne skal omhyggeligt korreleres med hinanden ved hjælp af radiometriske datoer og sjældne eksponeringer af kontakterne mellem klippetyper. Bevægelse langs fejl kan i nogle tilfælde estimeres for at vise, at separate stykker engang var forbundet.

Hvorfor forekommer ophiolitter i bjergbælter? Ja, det er her, outroprops er, men bjergbælter markerer også, hvor pladerne har kollideret. Forekomsten og forstyrrelser var begge i overensstemmelse med 1960'ernes arbejdshypotese.

Siden da er der opstået komplikationer. Der er flere forskellige måder, hvorpå plader kan interagere, og det ser ud til, at der er flere typer af opiolit.

Jo mere vi studerer ophiolitter, jo mindre kan vi antage om dem. Hvis der for eksempel ikke findes nogen arkede diger, kan vi ikke udlede dem bare fordi ophiolites formodes at have dem.

Kemien i mange ophiolitsten er ikke helt overens med kemien i bjergene i midthavet. De minder mere om lavaserne fra øbuer. Og datingundersøgelser viste, at mange ophiolitter blev skubbet ind på kontinentet kun få millioner år efter, at de dannede sig. Disse kendsgerninger peger på en subduktionsrelateret oprindelse for de fleste ophiolitter, med andre ord nær kysten i stedet for midthavet. Mange subduktionszoner er områder, hvor skorpen strækkes, så ny skorpe kan dannes på omtrent samme måde som i midocean. Således kaldes mange ophiolites specifikt "supra-subduktionszone ophiolites."

En nylig gennemgang af ophiolitter foreslog at klassificere dem i syv forskellige typer:

1. Liguriske type ophiolites dannet under den tidlige åbning af et havbassin som dagens Røde Hav.
2. Ophiolitter af middelhavstype dannet under samspillet mellem to oceaniske plader som nutidens Izu-Bonin underarm.
3. Sieropioliter af Sierran-typen repræsenterer komplekse historier om sub-bueunderskud fra øen som nutidens Filippinerne.
4. Chilenske ophiolitter dannet i en bueudbredelseszone som dagens Andamanhav.
5. Ophiolitter af Macquarie-type dannet i den klassiske midthavsrygsområde som dagens Macquarie-ø i det sydlige Ocean.
6. Ophiolitter af caribisk type repræsenterer subduktion af oceaniske plateauer eller Large igneous Provinser.
7. Ophiolitter af Franciscan-typen er akkrediterede stykker oceanisk skorpe, der skrabes af den subducerede plade på den øverste plade, som i Japan i dag.

Som så meget inden for geologi startede ophioliter enkle og bliver mere komplicerede, efterhånden som dataene og teorien for pladetektonik bliver mere sofistikerede.