Published May 9, 2019
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Mantle flow and deep electrical anisotropy in a main gateway: MT study in Tierra del Fuego
Creators
- 1. Universidad de Granada
- 2. Instituto Geológico y Minero de España
- 3. Goethe University Frankfurt
- 4. Austral University
- 5. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Abstract Asthenospheric mantle flow drives lithospheric plate motion and constitutes a relevant feature of Earth gateways. It most likely influences the spatial pattern of seismic velocity and deep electrical anisotropies. The Drake Passage is a main gateway in the global pattern of mantle flow. The separation of the South American and Antarctic plates since the Oligocene produced this oceanic and mantle gateway connecting the Pacific and Atlantic oceans. Here we analyze the deep crustal and upper mantle electrical anisotropy of its northern margin using long period magnetotelluric data from Tierra del Fuego (Argentina). The influence of the surrounding oceans was taken into account to constrain the mantle electrical conductivity features. 3D electrical models were calculated to fit 18 sites responses in this area. The phase tensor pattern for the longest periods reveals the existence of a well-defined NW-SE electrical conductivity anisotropy in the upper mantle. This anisotropy would result from the mantle flow related to the 30 to 6 Ma West Scotia spreading, constricted by the subducted slab orientation of the Pacific plate, rather than the later eastward mantle flow across the Drake Passage. Deep electrical anisotropy proves to be a key tool for a better understanding of mantle flow.
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Translated Description (Arabic)
يحرك تدفق الوشاح اللاهوائي التجريدي حركة صفائح الغلاف الصخري ويشكل سمة ذات صلة ببوابات الأرض. من المرجح أن يؤثر على النمط المكاني للسرعة الزلزالية والتباين الكهربائي العميق. ممر دريك هو بوابة رئيسية في النمط العالمي لتدفق الوشاح. أنتج فصل صفائح أمريكا الجنوبية والقطب الجنوبي منذ عصر الأوليغوسين هذه البوابة المحيطية والوشاح التي تربط المحيطين الهادئ والأطلسي. هنا نقوم بتحليل تباين الخواص الكهربائية للقشرة العميقة والوشاح العلوي لهامشها الشمالي باستخدام بيانات مغناطيسية طويلة المدى من Tierra del Fuego (الأرجنتين). تم أخذ تأثير المحيطات المحيطة في الاعتبار لتقييد ميزات الموصلية الكهربائية للوشاح. تم حساب النماذج الكهربائية ثلاثية الأبعاد لتناسب استجابات 18 موقعًا في هذه المنطقة. يكشف نمط موتر الطور لأطول فترات عن وجود تباين خواص الموصلية الكهربائية NW - SE محدد جيدًا في الوشاح العلوي. سينتج تباين الخواص هذا عن تدفق الوشاح المرتبط بانتشار 30 إلى 6 ما غرب سكوتيا، والذي يتقلص بسبب اتجاه البلاطة السفلية للوحة المحيط الهادئ، بدلاً من تدفق الوشاح الشرقي اللاحق عبر ممر دريك. يثبت تباين الخواص الكهربائية العميق أنه أداة رئيسية لفهم أفضل لتدفق الوشاح.Translated Description (French)
Résumé L'écoulement du manteau asthénosphérique entraîne le mouvement des plaques lithosphériques et constitue une caractéristique pertinente des passerelles terrestres. Il influence très probablement le schéma spatial de la vitesse sismique et des anisotropies électriques profondes. Le passage de Drake est une passerelle principale dans le schéma global du flux du manteau. La séparation des plaques sud-américaine et antarctique depuis l'Oligocène a produit cette porte océanique et mantellique reliant les océans Pacifique et Atlantique. Nous analysons ici l'anisotropie électrique profonde de la croûte et du manteau supérieur de sa marge nord à l'aide de données magnétotelluriques de longue période de la Terre de Feu (Argentine). L'influence des océans environnants a été prise en compte pour contraindre les caractéristiques de conductivité électrique du manteau. Des modèles électriques 3D ont été calculés pour s'adapter aux réponses de 18 sites dans cette zone. Le modèle de tenseur de phase pour les périodes les plus longues révèle l'existence d'une anisotropie de conductivité électrique NW-SE bien définie dans le manteau supérieur. Cette anisotropie résulterait de l'écoulement du manteau lié à l'étalement de l'ouest de la Nouvelle-Écosse de 30 à 6 Ma, rétréci par l'orientation de la dalle subduite de la plaque du Pacifique, plutôt que de l'écoulement ultérieur du manteau vers l'est à travers le passage Drake. L'anisotropie électrique profonde s'avère être un outil clé pour une meilleure compréhension de l'écoulement du manteau.Translated Description (Spanish)
Resumen El flujo del manto astenosférico impulsa el movimiento de la placa litosférica y constituye una característica relevante de las puertas de enlace de la Tierra. Lo más probable es que influya en el patrón espacial de la velocidad sísmica y las anisotropías eléctricas profundas. El Pasaje de Drake es una puerta de entrada principal en el patrón global del flujo del manto. La separación de las placas sudamericana y antártica desde el Oligoceno produjo esta puerta de entrada oceánica y del manto que conecta los océanos Pacífico y Atlántico. Aquí analizamos la anisotropía eléctrica de la corteza profunda y el manto superior de su margen norte utilizando datos magnetotelúricos de largo período de Tierra del Fuego (Argentina). Se tuvo en cuenta la influencia de los océanos circundantes para restringir las características de conductividad eléctrica del manto. Los modelos eléctricos 3D se calcularon para adaptarse a las respuestas de 18 sitios en esta área. El patrón del tensor de fase para los períodos más largos revela la existencia de una anisotropía de conductividad eléctrica NW-SE bien definida en el manto superior. Esta anisotropía sería el resultado del flujo del manto relacionado con la extensión de 30 a 6 Ma de Escocia Occidental, restringido por la orientación de losa subducida de la placa del Pacífico, en lugar del flujo posterior del manto hacia el este a través del Pasaje de Drake. La anisotropía eléctrica profunda demuestra ser una herramienta clave para una mejor comprensión del flujo del manto.Files
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- Translated title (Arabic)
- تدفق الوشاح والتباين الكهربائي العميق في البوابة الرئيسية: دراسة مسرح ماجنت في تييرا ديل فويغو
- Translated title (French)
- Flux mantellique et anisotropie électrique profonde dans une passerelle principale : étude MT en Terre de Feu
- Translated title (Spanish)
- Flujo del manto y anisotropía eléctrica profunda en una puerta principal: estudio de MT en Tierra del Fuego
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2944157668
- DOI
- 10.1038/s41598-019-43763-w
References
- https://openalex.org/W1504229129
- https://openalex.org/W1743943968
- https://openalex.org/W1915334453
- https://openalex.org/W1916890306
- https://openalex.org/W1974105417
- https://openalex.org/W1980165001
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- https://openalex.org/W2771418610
- https://openalex.org/W2790072117
- https://openalex.org/W571871743