Dr. John O’Connor

Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Lehrstuhl für Endogene Geodynamik (Prof. Dr. Haase)

j.m.oconnor@vu.nl

Schloßgarten 5
91054 Erlangen

Aktuelle Forschungsthemen

Zeitliche und chemische Entwicklung des Intraplattenmagmatismus und der großen Vulkanprovinzen (Large Igneous Provinces)
Das Zusammenspiel zwischen Hotspots, lithosphärischen Platten, der Asthenosphäre und kontinentalen Riftingprozessen
Konvektion im Mantel (Plume) und ihr Zusammenhang mit der Plattenbewegung und dem tiefen Mantel/LLSVP)

Laufende Forschungsprojekte

Südostpazifik: Der Ursprung vulkanischer Flussvariationen entlang pazifischer Hotspot-Spuren

Der vulkanische Fluss am hawaiianischen Hotspot hat in den letzten 30-80 Ma generell zugenommen, mit Schwankungen zweiter Ordnung über 10~15 Ma. Dieser signifikante Anstieg bleibt durch die klassische Plume-Theorie unerklärt, die vorhersagt, dass auf eine Plume-Head-Phase mit massiver vulkanischer Aktivität eine Plume-Tail-Phase mit immer geringerer Aktivität folgt. Vor 25-30 Ma gab es einen starken Anstieg des hawaiianischen Vulkanflusses um einen Faktor von ~4, der mit einer Zunahme der Bewegung der pazifischen Platte von ~60 km/Ma auf ~100 km/Ma verbunden zu sein scheint. Etwa zur gleichen Zeit gab es im Südpazifik eine Welle junger Hotspot-Spuren mit geringem Volumen. Es ist unklar, ob diese Schwankungen des vulkanischen Flusses mit der Beschleunigung der pazifischen Platte oder mit den Pulsationen des hawaiianischen Plumes zusammenhängen, da die hawaiianische Spur nur wenig untersucht wurde. Um die gekoppelten Beobachtungen von schnellerer Plattengeschwindigkeit und erhöhtem vulkanischen Fluss zu erklären, wollen wir drei junge, relativ kleinvolumige pazifische Hotspot-Spuren untersuchen. Hochpräzise geochronologische Daten für mehrere Hotspot-Spuren sind die einzige Möglichkeit, grundlegende neue Informationen über das junge Ende der hawaiianischen Hotspot-Spur aus den Aufzeichnungen innerhalb der Platte zu gewinnen. Wir schlagen vor, hochpräzise Altersbestimmungen für Proben von drei Hotspot-Spuren im Südostpazifik vorzunehmen. Wir werden die neuen Alters- und geochemischen Daten nutzen, um (1) den Zeitpunkt des Anstiegs der pazifischen Plattengeschwindigkeit und der Schwankungen des vulkanischen Flusses in den Hotspots zu bestimmen und (2) die zugrunde liegenden Mechanismen zu verstehen, die die Schwankungen des vulkanischen Flusses in den pazifischen Hotspots steuern.

Südwestlicher Atlantik: Eine neue Art von extremer Hotspot-Spur, eine sich ausbreitende Scherungszone oder beides

Der Südatlantik beherbergt eines der seltenen Beispiele für eine Mantel-Plume-Spur am Meeresboden, die mit kontinentalen Flutbasalten (CFB) verbunden ist. Während der Walvis-Rücken auf der afrikanischen Seite dieses Plume-CFB-Systems gut erforscht ist, ist über den Rio-Grande-Anstieg (RGR) auf der südamerikanischen Seite und seine Beziehung zur Kontinentalverschiebung und der Öffnung des Südatlantiks weit weniger bekannt. Es wird allgemein angenommen, dass sich der RGR zusammen mit WR gebildet hat, während sich der Tristan-Gough-Hotspot-Plume in der Nähe des Mittelatlantischen Spreizungsrückens (MAR) befand. Der weit verbreitete langlebige Vulkanismus und die Tomographie des Erdmantels deuten jedoch darauf hin, dass ein anderer Hotspot eine andere Art von Vulkanspur erzeugt hat, die den RGR mit den jurassischen Flutbasalten in Brasilien verbindet.
Wir testen konkurrierende Modelle für den Ursprung von Intraplattenmagmatismus und Flutbasalten, indem wir hochpräzise Geochronologie und Geochemie einsetzen, um die räumliche, zeitliche und geochemische Entwicklung dieser unbekannten RGR-Hotspot-Spur zu kartieren. Wir werden die neuen Daten nutzen, um (1) festzustellen, dass das RGR über eine Hotspot-Spur, eine sich ausbreitende Scherzone oder beides mit den jurassischen Flutbasalten im Südosten Brasiliens verbunden ist, (2) zu bestimmen, ob und wann die zeitliche und räumliche Entwicklung des RGR und des WR synchron, unabhängig oder miteinander verflochten ist, (3) diese Informationen zu nutzen, um zwischen verschiedenen Plume- und Nicht-Plume-Modellen zu testen.

Ausgewählte aktuelle Veröffentlichungen

O’Connor, J.M., Jokat, W., Peter, M.J., Schmidt-Aursch, M.C., Miggings, D.P., & Koppers, A.A.A.P. Thermochemical anomalies in the upper mantle control Gakkel Ridge accretion. Nat Commun 12, 6962, https://doi.org/10.1038/s41467-021-27058-1 (2021)

O’Connor, J.M., Jokat, W., Regelous, M., Kuiper, K.F., Miggins, D.P. & Koppers, A.A.P. Superplume mantle tracked isotopically the length of Africa from the Indian Ocean to the Red Sea. Nat Commun 10, 5493, https://doi.org/10.1038/s41467-019-13181-78 (2019)

O’Connor, J.M., Jokat, W., Wijbrans., J.W., Colli, L. Broad hotspot tracks in the South Atlantic controlled by plate tectonic processes and plume fed convection channels. Gondwana Research, http://dx.doi.org/10.1016/j.gr.2017.05.014 (2017).

O’Connor, J.M. & Jokat, W. Tracking the Tristan-Gough mantle plume using discrete chains of intraplate volcanic centres buried in the Walvis Ridge. Geology 43, 715-718, doi: 10.1130/G36767.1 (2015).

O’Connor, J.M. & Jokat, W. Age distribution of Ocean Drill sites across the Central Walvis Ridge indicates plate boundary control of plume volcanism in the South Atlantic. Earth Planet Sci. Lett., 424, 179–190, http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2015.05.021 (2015).

O’Connor, J.M., Hoernle, K., Müller, R.D., Morgan, J.P., Butterworth, N., Hauff, F., Sandwell, D., Jokat, W., Wijbrans, J.R., Stoffers, P. Deformation-related volcanism in the Pacific Ocean linked to the Hawaiian-Emperor bend. Nature Geoscience 8, 393–397, doi:10.1038/ngeo2416 (2015)

O’Connor, J.M., Steinberger, B., Regelous, M., Koppers, A.A.P., Wijbrans, J., Haase, K., Stoffers, P., Jokat, W., Garbe-Schönberg^,D. Constraints on past plate and mantle motion from new ages for the Hawaiian-Emperor Seamount Chain. Geochem. Geophys. Geosyst., 14, doi:10.1002/ggge.20267 (2013).

O’Connor, J., Jokat, W., le Roex, A., Class, C., Wijbrans, J., Kessling, S., Kuiper, K., Nebel, O. Hotspot trails in the South Atlantic controlled by plume and plate tectonic processes. Nature Geoscience, doi:10:1038/NGEO1583 (2012).