Ewolucja eklogitów wewnątrz i pomiędzy obszarami UHP w zachodniej Norwegii
Kierownik projektu
:
dr Dirk Spengler
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
Panel: ST10
Konkurs
: POLS
ogłoszony
16 marca 2020 r.
Kontynenty to najstarsze struktury na powierzchni naszej planety, które od co najmniej 2,5 mln lat przemieszczają się stale w procesie tektoniki płyt. W wyniku zderzenia dwóch płyt kontynentalnych powstaje pasmo górskie, gdzie krawędź jednej z kolidujących płyt zanurza się pod drugą do czasu aż siła wyporu wyniesie ją z powrotem na powierzchnię.
dr Dirk Spengler, fot. Michał Łepecki
dr Dirk Spengler, fot. Michał Łepecki
Głębokość maksymalna, z której skały skorupowe (gnejsy) były wynoszone z powrotem na powierzchnię wzrastała wraz z rozwojem naszej planety. Orogeny tego typu zawierają na przykład koezyt (wysokociśnieniowy analog kwarcu, który zachowuje stabilność nawet na głębokościach > 90 km) pod warunkiem, że jest on młodszy niż ok. 630 mln lat; te młodsze niż 530 milionów lat mogą z kolei zawierać diamenty (> 120 km). Mechanizmy umożliwiające ekshumację krawędzi kontynentalnych z takich głębokości są jednak nadal przedmiotem dyskusji, częściowo dlatego, że skały tego typu nie są łatwo rozpoznawalne. Jeden z problemów dotyczy transformacji ultrawysokociśnieniowych skał (UHP) podczas ich drogi powrotnej ku powierzchni, która w przeważającej mierze zaciera zapis wcześniejszego metamorfizmu UHP. Dodatkową komplikacją jest fakt, że dowody na UHP mogą być preferencyjnie zapisywane w objętościowo rzadkich skałach (eklogitach) tkwiących w gnejsach, które z kolei z niewiadomych przyczyn zapis informacji o UHP niosą bardzo rzadko.
Niniejszy projekt poświęcony jest badaniom różnych typów eklogitów na terenie Western Gneiss Region w Norwegii. Eklogity te występują zarówno wewnątrz, jak i pomiędzy odrębnymi obszarami, w obrębie których uprzednio stwierdzono obecność skał UHP. Nasze badania wykazały, że podobne typy eklogitów zawierają podobnie zorientowane inkluzje mineralne w klinopiroksenie. Mikrostruktura tych inkluzji mineralnych jest typowa dla skał UHP i występuje bez względu na źródło pochodzenia próbek, tzn. zarówno wewnątrz, jak i pomiędzy uprzednio zidentyfikowanymi obszarami występowania skał UHP. Wykazano, że skład mineralny gruboziarnistego eklogitu o niskim stopniu alteracji przynosi bezpośrednie dane dotyczące warunków metamorficznych występujących głęboko w polu stabilności diamentu, które również nie zależą od przestrzennego rozmieszczenia próbek. W rezultacie obszar występowania skał skorupowych wystawionych na oddziaływanie warunków UHP w zachodniej Norwegii okazuje się znacznie większy niż uprzednio sądzono. W konsekwencji przyjęty uprzednio wzorzec odrębnych obszarów UHP prawdopodobnie nie ogranicza skuteczności mechanizmu ekshumacji tych skał. W chwili obecnej prowadzone są badania zawartości wody w nominalnie bezwodnych minerałach tych eklogitów. Oczekuje się, że analiza tych danych przyniesie odpowiedź na pytanie o rolę płynów, które z jednej strony wyniosły eklogity na powierzchnię, a z drugiej sprawiły, że niektóre z nich nie zachowują już informacji o swojej historii w polu stabilności diamentu.

Pełny tytuł finansowanego projektu: Usunięty zapis metamorfizmu UHP? Ewolucja eklogitów wewnątrz i pomiędzy obszarami UHP w zachodniej Norwegii
dr Dirk Spengler
Dr Dirk Spengler prowadzi interdyscyplinarne badania dotyczące skał górnego płaszcza ziemskiego, które występują w obrębie gnejsów i posiadają podwójną historię: bardziej odległą (w płaszczu Ziemi), a następnie tektoniczną. Działalność naukową rozpoczął od prowadzonych w trakcie studiów doktoranckich badań dotyczących mikrostruktur inkluzji mineralnych, petrologii, geochemii oraz geochemii izotopów na uniwersytetach w Utrechcie (NL), Amsterdamie (NL) i Durham (UK), a także w obserwatorium Lamont-Doherty Earth Observatory (USA). Następnie odbył stypendium JSPS na Uniwersytecie w Kioto (Japonia). Pracował na stanowiskach profesora i pracownika badawczego w ośrodkach w Japonii i Niemczech, a obecnie zatrudniony jest na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, gdzie skupia się na badaniu eklogitów, pozostających w ścisłym związku ze skałami płaszcza ziemskiego.


Łańcuchy cukrowe (glikany), które pokrywają powierzchnie białek w naszym organizmie, wpływają na ich interakcje z innymi cząsteczkami. Dlatego znajomość glikanów odgrywa ważną rolę m.in. przy tworzeniu nowych leków. Ze względu na dużą zmienność i ruchliwość cukrów badania doświadczalne są bardzo złożone. Symulacje komputerowe, które pozwalają zobrazować, jak glikany pokrywają powierzchnie białek, wymagają setek tysięcy godzin na przeznaczonych do tego superkomputerach, co nie pozwala na ich rutynowe użycie np. w procesie tworzenia nowych leków.









