Hva er en Ophiolite Rock?

De tidligste geologene ble forundret av et særegent sett med bergarter i de europeiske Alpene som ingenting annet som finnes på land: kropper av mørk og tung peridotitt assosiert med dyptliggende gabbro, vulkanske bergarter og kropper av serpentinitt, med en tynn hette med dypt hav sedimentære bergarter.

I 1821 kåret Alexandre Brongniart denne assemblage ophiolite ("slangestein" på vitenskapelig gresk) etter sin særegne eksponering av serpentinitt ("slangestein" på vitenskapelig latin). Frakturerte, endrede og feilede, og nesten ingen fossile bevis for å date dem, var ophiolitter et gjenstridig mysterium inntil platetektonikken avslørte sin viktige rolle.

Hundre og femti år etter Brongniart ga tilkomsten av platetektonikk ophiolitter en plass i den store syklusen: de ser ut til å være små biter av oseanisk skorpe som er festet til kontinenter.

Fram til midten av 1900-tallet dyphavsboreprogram vi visste ikke akkurat hvordan havbunnen er konstruert, men når vi først gjorde det, var likheten med ophiolites overbevisende. Havbunnen er dekket med et lag med dyphavsleire og silisiumoksende oser, som blir tynnere når vi nærmer oss havryggene. Der avsløres overflaten som et tykt lag med putebasalt, svart lava brøt ut i runde brød som dannes i det dype kalde sjøvannet.

Under pute basalt er det vertikale diker som mater basaltmagmaen til overflaten. Disse dikene er så mange at jordskorpen mange steder ikke er annet enn diker, som ligger sammen som skiver i en brød. De former seg tydelig på et spredningssenter som midthavsryggen, der de to sidene hele tiden sprer seg fra hverandre slik at magma kan heve seg imellom. Les mer om Divergente soner.

Under disse "arkarketkompleksene" er kropper av gabbro eller grovkornet basalt bergart, og under dem er de enorme kroppene av peridotitt som utgjør den øvre mantelen. Den delvise smeltingen av peridotitt er det som gir opphav til den overliggende gabbro og basalt (les mer om jordskorpen). Og når varm peridotitt reagerer med sjøvann, er produktet den myke og glatte serpentinitten som er så vanlig i ophiolitter.

Denne detaljerte likheten førte geologer på 1960-tallet til en arbeidshypotese: ophiolitter er tektoniske fossiler fra den gamle dype havbunnen.

Ophiolites skiller seg fra intakte havgulvskorpe på noen viktige måter, særlig ved at de ikke er intakte. Ophiolites er nesten alltid brutt fra hverandre, så peridotitt, gabbro, arkede diker og lavagag stabler ikke pent for geologen. I stedet er de vanligvis strødd langs fjellkjeder i isolerte kropper. Som et resultat har svært få ophiolitter alle delene av den typiske oseanskorpen. Nedlagte diker er vanligvis det som mangler.

Stykkene må møysommelig korreleres med hverandre ved bruk av radiometriske datoer og sjeldne eksponeringer av kontaktene mellom bergarter. Bevegelse langs feil kan i noen tilfeller estimeres for å vise at atskilte stykker en gang var koblet sammen.

Hvorfor forekommer ophiolitter i fjellbelter? Ja, det er der utmarkene er, men fjellbelter markerer også hvor platene har kollidert. Forekomsten og forstyrrelser stemte begge overens med 1960-tallets arbeidshypotese.

Siden den gang har det oppstått komplikasjoner. Det er flere forskjellige måter for plater å samhandle på, og det ser ut til at det er flere typer ophiolit.

Jo mer vi studerer ophiolitter, jo mindre kan vi anta om dem. Hvis det ikke er funnet noen arkete diker, kan vi ikke utlede dem bare fordi ophiolites er ment å ha dem.

Kjemien til mange ophiolite bergarter stemmer ikke helt med kjemien til midthavsryggbergarter. De ligner nærmere på lavasene fra øybuer. Og dateringsstudier viste at mange ophiolitter ble presset inn på kontinentet bare noen få millioner år etter at de dannet seg. Disse fakta peker på en subduksjonsrelatert opprinnelse for de fleste ophiolites, med andre ord nær kysten i stedet for midthavet. Mange subduksjonssoner er områder der jordskorpen er strukket, slik at ny skorpe kan dannes på omtrent samme måte som i midocean. Dermed blir mange ophiolites spesifikt kalt "supra-subduksjonssone ophiolites."

En fersk gjennomgang av ophiolites foreslo å klassifisere dem i syv forskjellige typer:

1. Liguriske type ophiolites dannet under den tidlige åpningen av et havbasseng som dagens Rødehavet.
2. Ophiolitter av middelhavstypen dannet under samspillet mellom to oseaniske plater som dagens Izu-Bonin underarm.
3. Sieropiolitter av Sierran-typen representerer komplekse historier om subbuksjon av øybuen som dagens Filippinene.
4. Oluiolitter av chilensk type dannet i en spredningssone for bue som dagens Andamanhav.
5. Ophiolitter av Macquarie-typen dannet i den klassiske midthavsryggsinnstillingen som dagens Macquarie-øy i Sørishavet.
6. Ophiolitter av karibisk type representerer subduksjon av oseaniske platåer eller Large vulkanske Fylker.
7. Ophiolitter av Franciscan-typen er akkrediterte biter av oseanisk skorpe skrapt av den subdukterte platen på den øvre platen, som i Japan i dag.

Som så mye innen geologi, begynte ophiolites å være enkle og blir mer kompliserte etter hvert som dataene og teorien om platetektonikk blir mer sofistikerte.