Hatrurimformationen (eller "Spotted Zone", eng . Mattled Zone ) är en geologisk formation med hällar i Dödahavsbassängen: i Negevöknen , i Judeanöknen , Jordanflodens västra strand och i västra Jordanien . Bildandet inkluderar oren kalksten från krita till eocen , såväl som kolbärande krita och märgel . Bergarterna utsattes för pyrometamorfism som ett resultat av förbränning av kol som fanns i bergarterna eller underliggande avlagringar av kol eller kolväten . Formationen fick sitt namn efter Hatrurimbassängen, som ligger väster om Döda havet, av forskarna Yaakov Ben-Tor och Akiva Froman 1949. Formationen kännetecknas av en mängd sällsynta mineraler som wollastonit och grossit .
Klipphällar dyker upp på flera ställen i Judea -området , och små hällar har hittats nära Highway 1 (Jerusalem-Tel Aviv), framför Kfar Shmuel , nära Kfar Uria och väster om staden Tarkumiya . Stora hällar finns nära Ma'ale Adumim , nära fästningen Hyrcania , i Nabi Musa- regionen och vid Jabal Hermon (norr om Tarcumia). Den största klyftan (flera tiotals kilometer) hittades i Hatrurimdalen. Den totala arean av utklipp av Hatrurim-formationen når flera hundra kvadratkilometer.
De unika egenskaperna hos bildningsstenarna väckte uppmärksamhet hos många forskare under 1800- och 1900-talen. Forskare har lagt fram flera hypoteser om hur stenarna bildades: vulkanutbrott , speciella förhållanden som bidrar till skiktningen av sedimentära bergarter, närvaron av järnmalm under stenarna, eller till och med konsekvenserna av fallande meteoriter och kometer .
I mitten av 1960- talet upptäckte ett team av forskare från Hebrew University of Jerusalem och Israel Geological Survey, som inkluderade Yaakov Ben-Tor, Shulamit Gross och Lisa Heller-Kallay, att klipporna i Hatrurim-formationen hade en unik egenskap - deras mineralogiska sammansättning. Analys av stenar som hittades i mineraler visade närvaron av sådana vanliga mineraler som wollastonit , diopsid , såväl som ganska sällsynta mineraler som spurrit, gelenit och larnit. Sådana mineral förekommer vid höga temperaturer och är främst kända från platser där kalksten har genomgått kontaktmetamorfism med vulkaniska stenar , främst basalt . Dessa mineraler uppträder också under produktionen av Portlandcement , där liknande operationer äger rum, till exempel uppvärmning av en blandning av lera och krita till höga temperaturer - cirka 1300 ° C.
Gross, Shulamit publicerade en forskningsartikel 1977 där hon beskrev 123 mineraler som finns i Hatrurim-formationen. Gross upptäckte också 5 nya mineraler som hon namngav (till exempel Benturite, uppkallad efter Yaakov Ben-Torah eller Yalimit , uppkallad efter Nahal-Yaelim). Shulamit upptäckte också ett annat mineral, men hann inte beskriva det. Hennes fall avslutades av Dietmar Weber och Adolf Bischoff. Mineralet hette grovt till hennes ära.
Studiet av formationen orsakade stor förvirring: mineralerna som identifieras i formationen bildas vid höga temperaturer, och det är inte klart vilken värmekälla som skapade dem, eftersom varken magma eller tecken på vulkanisk aktivitet hittades i närheten . På andra platser runt om i världen där samma mineral har hittats ligger metamorfa bergarter några tiotals meter från värmekällan, medan i Hathurimformationen sträcker sig samma mineral över tiotals kvadratkilometer.
Hatrurim-mysteriet började på 1920 -talet av ett par brittiska geologer , Bryce Kerr Nairn Wyllie (död 1952) och George Martin Lees (1955-1898). De hävdade att sedimentära bergarters metamorfos uppstod som ett resultat av värmen som härrörde från förbränningen av bitumen som hade impregnerat stenarna. Närvaron av högtemperaturmineraler övertygade Ben-Thors team om hypotesen . Ett annat bevis var formen på de "prismatiska kolumnerna" som ligger vid korsningen mellan mineralerna och stenarna som omger dem. Detta fenomen observeras när heta kroppar kyls. Förekomsten av bitumen från bergen är inte tillräckligt för att orsaka förbränning, och det finns också brist på syre . Förmodligen var det hela oljeskiffer nedgrävd under jorden. (Senare, 2010, bekräftades detta som ett resultat av deras antändning. Bränningen fortsatte i mer än en månad. [1] ). Formationsforskning har bland annat fokuserat på datering av bergbildning. Dateringen baserades på metoder oberoende av bergskiktets ursprungliga ålder. Forskning utförd av professor Joshua Kolodny visade att stenarna bildades för 16 miljoner år sedan (och vissa arter bildades för 3 miljoner år sedan). Hans resultat bekräftades av ett team av vetenskapsmän ledda av Daphne Gore 5 år senare. Eftersom åldern på bäddarna i de arabiska och taqi-formationerna är mycket äldre (60 till 70 miljoner år), är det tydligt att metamorfosm inträffade långt efter att de sedimentära bergarterna i dessa formationer skiktades i havet.
Antändning av stenar kräver flera villkor: en regelbunden tillförsel av syre (vilket sker endast när stenarna kommer i direkt kontakt med ytan), snabb antändning (annars kommer bitumenet som finns inuti inte att brinna, utan oxidera ) och bildandet av sprickor som kommer att tillåta syre att komma djupt in i stenar. Skillnaden i bildningen av stenar förklaras av det faktum att stenarna inte kom till ytan jämnt, vilket ledde till att förbränning skedde under olika perioder. Den huvudsakliga förbränningsprocessen började med skapandet av Dödahavssprickan, som orsakade sprickbildning och drivande processer , under vilka stenar impregnerade med bitumen exponerades. Som ett resultat av förbränning bildades ytterligare sprickor på grund av frigörandet av gaser ( koldioxid och vattenånga ). Luftkammare skapades genom sprickorna och syret inuti orsakade ytterligare bränder. Dessa sprickor försvann så småningom på grund av processerna för omformning och förstörelse av stenar, utom på platser där sand trängde in i sprickorna. Värmen fick sanden att reformeras och detta förhindrade att sprickorna stängdes. "Hot spots" kan nu ses längs vägen Jerusalem-Jeriko på ett avstånd av flera meter till flera tiotals meter i form av en svart nyans, vilket indikerar förkolning av organiskt material i fosforitbergarter. Beroende på mineralernas sammansättning kan man fastställa att de temperaturer som rådde under förbränningen låg i intervallet 900-400 °C, medan förekomsten av mineralet pseudowollastonit på vissa ställen indikerar närvaron av förbränningscentra där temperaturen nåddes. 1100 ° C. Utifrån det faktum att inga spår av smältning hittades i de perforerade bergarterna är det tydligt att temperaturen inte nådde 1300 ° C. beräknad omvandlingstemperatur . Baserat på antaganden om bergarters värmeledningsförmåga och fastställandet av övre och nedre gränser för varaktigheten av förbränningen, beräknade Kolodny och Burg att förbränningen fortsatte i varje centrum från 300 till 1000 dagar. Eftersom volymen av metamorfa bergarter som förekommer i Hatrurimformationen är mycket stor, är det tydligt att antalet förbränningskammare var mycket stort. Stenarna brann i alla fall inte, men det är troligt att förbränningen långsamt spred sig från en enda härd, vilket ledde till att berget spricker, syre tränger in i sprickorna, självantändning och bildandet av en ny härd. Processen att skapa hela splittringen tog förmodligen tusentals eller till och med tiotusentals år.