TZ
Tao Zhang
Author with expertise in Geological Evolution of the Arctic Region
Achievements
Open Access Advocate
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
6
(83% Open Access)
Cited by:
228
h-index:
12
/
i10-index:
14
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Strength of continental lithosphere governed by the time since the last orogeny

Zhezhe Lu et al.Jul 27, 2024
Earth's tectonic history is punctuated by several cycles of supercontinent assembly and breakup that profoundly influenced the lithospheric structure; however, the roles of the various factors controlling continental strength and deformation during the cycles remain debated. The effective elastic thickness (Te) reflects the lithosphere's long-term, depth-integrated strength and is useful for deciphering the complex evolution of continents. In this study, we estimate a new global map of continental Te projected onto a 15′×15′ grid by inverting the cross-spectral properties (admittance and coherence) between Bouguer gravity and topography data obtained from a continuous wavelet transform. Continental Te ranges from <5 to ∼140 km, with a mean and standard deviation of 50 and 33 km, respectively. Based on a gaussian mixture model-based cluster analysis, we delineate tectonically active provinces, stable Archean cratons and transitional lithosphere. We find an obvious positive correlation between Te and lithospheric thickness obtained from calibrated upper mantle surface wave tomography models. Further comparing the Te distribution with orogenic age data shows that Te exhibits a clear time dependence where the strength is governed by the time since the last orogeny. Based on plate cooling models, we indicate that continental Te corresponds approximately to the depth of the 300±150∘C isotherm. These results favour a diffusive (cooling) model that considerably influences the strength of the continental lithosphere, despite the complex relation between Te and the thermal, compositional and rheological structure.
0

Unexpectedly High Magma Productivity Inferred From Crustal Roughness and Residual Bathymetry on the Eastern Part of the Ultra‐Slow Spreading Gakkel Ridge Since ∼45 Ma, Eurasian Basin, Arctic Ocean

Pingchuan Tan et al.May 28, 2024
Abstract The Gakkel Ridge in the Eurasian Basin has the slowest seafloor spreading worldwide. The western Gakkel Ridge (3°W–85°E; 14–11 mm/a) alternate between magmatic and sparsely magmatic zones, while the eastern Gakkel Ridge (85–126°E; 11–6 mm/a) appears to be dominated by magmatic zones despite ultraslow spreading. Little is known about the seafloor spreading conditions in the past along the entire ridge. Here, we exploit the residual bathymetry and basement roughness to assess the crustal accretion process of the Gakkel Ridge over time using 23 published regional multichannel seismic reflection profiles. Full seafloor spreading rates were faster (20–24 mm/a) up to ∼45 Ma, and residual bathymetry for the older crust is deeper than the world average in the entire Eurasian Basin. There is a sharp transition to 300–400 m shallower residual bathymetry for seafloor <45 Ma in the eastern Eurasian Basin. The crustal roughness versus spreading rate of the western Eurasian Basin is on the global trend, while that of the eastern is significantly below. Both low roughness and shallow residual bathymetry of the eastern Eurasian Basin is close to that of oceanic crust for spreading rates above 30 mm/a, demonstrating increased magmatic production of the eastern Gakkel Ridge since ∼45 Ma. A recent mantle tomography model predicts partial melting in the upper mantle based on the low Vs anomaly underneath. The sedimentary pattern toward the Lomonosov Ridge indicates that this hot mantle anomaly started to cause dynamic uplift of the area at ∼45 Ma.