Es wurde festgestellt, dass die Denali-Verwerfung die alte Verbindung zweier Landmassen auseinandergerissen hat

Neue Untersuchungen zeigen, dass drei Standorte, die sich entlang eines etwa 620 Meilen langen Abschnitts der heutigen Denali-Verwerfung verteilen, einst ein kleineres vereintes geologisches Merkmal waren, das auf die endgültige Verbindung zweier Landmassen hinweist. Diese Struktur wurde dann durch Millionen von Jahren tektonischer Aktivität auseinandergerissen.

Die Arbeit unter der Leitung von außerordentlichem Professor Sean Regan am Fairbanks Geophysical Institute der University of Alaska und am UAF College of Natural Science and Mathematics ist vorgestellt auf dem Cover der Dezemberausgabe von Geologie.

Regan ist der Hauptautor der Forschungsarbeit. Zu den Co-Autoren der UAF gehören die Doktorandin McKenzie Miller, der frischgebackene Master-Absolvent Sean Marble und der wissenschaftliche Assistenzprofessor Florian Hofmann. Weitere Co-Autoren sind von der St. Lawrence University, der South Dakota School of Mines and Technology und der University of California, Santa Barbara.

„Unser Verständnis des lithosphärischen Wachstums – oder Plattenwachstums – entlang des westlichen Randes Nordamerikas wird immer klarer, und ein großer Teil davon hängt mit der Rekonstruktion von Streichverschiebungsfehlern wie der Denali-Verwerfung zusammen“, sagte Regan. „Wir fangen an, die primären Merkmale zu erkennen, die beim Zusammennähen oder Vernähen einst weit entfernter Landmassen mit der nordamerikanischen Platte eine Rolle spielen.“

Die Forschung konzentrierte sich auf Formationen an drei Standorten: den Clearwater Mountains im südlichen Zentralalaska, der Kluane Lake-Region im südwestlichen Yukon Kanadas und den Coast Mountains in der Nähe von Juneau. Die bisherige Meinung der Geologen ist gemischt, einige gehen davon aus, dass sich die drei Standorte individuell gebildet haben.

Regans historische Rekonstruktion der 300 Meilen horizontalen Bewegung auf der Denali-Verwerfung über Millionen von Jahren ergab, dass die drei Standorte einst eine Endnahtzone bildeten. Eine terminale Nahtzone stellt die endgültige Integration tektonischer Platten oder Krustenfragmente zu einer größeren Masse dar.

Regans Arbeit definiert einen von mehreren Orten, an denen sich die Wrangellia Composite Terrane, eine ozeanische Platte, die weit von ihrer heutigen Position entfernt entstand, vor 72 bis 56 Millionen Jahren am westlichen Rand Nordamerikas ansammelte.

„Wenn man an Geologen denkt, die auf der Erdoberfläche herumkriechen und versuchen zu verstehen, was zum Teufel passiert ist, ergibt es einen gewissen Sinn, dass sie Dinge, die so weit voneinander entfernt sind, möglicherweise nicht miteinander in Verbindung bringen“, sagte Regan über die drei Standorte, die er untersuchte. „Da verschiedene Geologen in unterschiedlichen Gebieten arbeiten, werden die Zusammenhänge erst dann richtig, wenn man die Deformation der Denali-Verwerfung rekonstruieren kann.“

Regans Rekonstruktion konzentrierte sich auf die umgekehrte Metamorphose der drei Standorte, ein geologisches Phänomen, bei dem Gesteine, die bei höheren Temperaturen und Drücken entstanden sind, über Gesteinen liegen, die bei niedrigeren Temperaturen und Drücken entstanden sind. Dies ist die Umkehrung des typischen Ablaufs, der bei regionalen Metamorphosen beobachtet wird, wo Temperatur und Druck im Allgemeinen mit der Tiefe zunehmen.

Die umgekehrte Metamorphose ist ein Schlüsselindikator für die tektonische Komplexität und hilft Geologen, die Prozesse der Krustenverformung und der Gebirgsbildung zu rekonstruieren.

„Wir haben gezeigt, dass sich jeder dieser drei unabhängigen umgekehrten metamorphen Gürtel zur gleichen Zeit unter ähnlichen Bedingungen bildete“, sagte Regan. „Und alle befinden sich in einem sehr ähnlichen strukturellen Umfeld. Sie sind nicht nur gleich alt, sie verhielten sich auch alle auf ähnliche Weise. Sie nehmen mit zunehmendem Alter strukturell nach unten ab.“

Regan verband die drei Standorte durch die Analyse ihres Monazits, das aus den Seltenerdelementen Lanthan, Cer, Neodym und manchmal Yttrium besteht. Er sammelte Monazit an den beiden Standorten in Alaska und nutzte Kluane-Daten, die Anfang des Jahres von einem anderen Wissenschaftler veröffentlicht wurden.

„Es ist einfach das ganz besondere kleine Mineral“, sagte Regan. „Es kann an vielen Reaktionen beteiligt sein, sodass wir damit die mineralogische Entwicklung eines Gesteins verfolgen können.“

Regan begann seine Suche, nachdem er 1993 einen Artikel von Forschern der University of Alberta und der University of British Columbia gelesen und veröffentlicht hatte Geologie. In diesem Artikel wurden Ähnlichkeiten in der später von Regan untersuchten Denali-Verwerfungsregion behauptet, diese jedoch nur als ein einziger metamorphisch-plutonischer Gürtel bezeichnet.

Ein metamorphisch-plutonischer Gürtel ist eine Region, die durch die enge Verbindung von metamorphem Gestein und plutonischem Gestein gekennzeichnet ist, die sich als Ergebnis intensiver tektonischer Aktivität, typischerweise während Gebirgsbildungsprozessen, bilden. Diese Gürtel kommen häufig in Gebieten vor, in denen tektonische Platten zusammenlaufen.

„Es war erstaunlich für mich, dass die Zeitung von 1993 damals nicht mehr Aufmerksamkeit erregt hatte“, sagte Regan. „Ich habe dieses Papier die letzten vier Jahre an meiner Wand hängen lassen, weil ich dachte, es sei seiner Zeit wirklich voraus.“