«Στάζει» ο φλοιός της Γης κάτω από τη λεκάνη του Ικόνιου

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για δύο τύπους λιθοσφαιρικής σταγόνας: ο ένας προκαλεί πάχυνση και ανύψωση του φλοιού της Γης, ενώ ο άλλος έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας λεκάνης στην επιφάνεια χωρίς οριζόντια παραμόρφωση. Από: Julia Andersen / Πανεπιστήμιο του Τορόντο.

Γεωεπιστήμονες επιβεβαιώνουν ότι «στάζει» ο φλοιός της Γης κάτω από το Οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας της Τουρκίας.

Πρόσφατα δορυφορικά δεδομένα αποκαλύπτουν ότι η λεκάνη του Ικόνιου στο Οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας της Τουρκίας αναδιαμορφώνεται συνεχώς για εκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με μια νέα ανάλυση με επικεφαλής τους επιστήμονες της Γης στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο.

Οι ερευνητές λένε ότι πειραματικές προσομοιώσεις - σε συνδυασμό με γεωλογικά, γεωφυσικά και γεωδαιτικά δεδομένα - εξηγούν την αινιγματική βύθιση της λεκάνης στο εσωτερικό του ανερχόμενου οροπεδίου και προτείνουν περαιτέρω μια νέα κατηγορία τεκτονικών πλακών που έχει επιπτώσεις σε άλλους πλανήτες που δεν έχουν πλάκες σαν τη Γη , όπως ο Άρης και η Αφροδίτη.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications , δείχνει ότι η βύθιση στην περιοχή οφείλεται σε λιθοσφαιρική στάλαξη πολλαπλών σταδίων - ένα φαινόμενο που ονομάζεται από την αστάθεια του βραχώδους υλικού που συνθέτει τον φλοιό της Γης και τον ανώτερο μανδύα. Καθώς τα πυκνά θραύσματα βράχου κάτω από την επιφάνεια αποκολλώνται και βυθίζονται στο πιο ρευστό στρώμα του μανδύα του πλανήτη, στην επιφάνεια σχηματίζονται σημαντικές εδαφικές μορφές όπως λεκάνες και ορεινές πτυχώσεις του φλοιού.

«Κοιτάζοντας τα δορυφορικά δεδομένα , παρατηρήσαμε ένα κυκλικό χαρακτηριστικό στη λεκάνη του Ικόνιου όπου ο φλοιός υποχωρεί ή η λεκάνη βαθαίνει», λέει η επικεφαλής συγγραφέας Julia Andersen, Ph.D. Υποψήφιος στο Τμήμα Επιστημών της Γης στη Σχολή Τεχνών & Επιστημών. «Αυτό μας ώθησε να εξετάσουμε άλλα γεωφυσικά δεδομένα κάτω από την επιφάνεια όπου είδαμε μια σεισμική ανωμαλία στον άνω μανδύα και έναν παχύ φλοιό, λέγοντάς μας ότι υπάρχει υλικό υψηλής πυκνότητας εκεί και υποδεικνύοντας μια πιθανή λιθοσφαιρική στάγδην μανδύα».

Τα αποτελέσματα απηχούν μια παρόμοια έρευνα από τους ερευνητές για το σχηματισμό της λεκάνης Arizaro στα βουνά των Άνδεων της Νότιας Αμερικής, υποδεικνύοντας ότι το φαινόμενο μπορεί να συμβεί οπουδήποτε στον πλανήτη και εξηγούν τεκτονικές διεργασίες που απαντώνται συνήθως σε περιοχές ορεινών οροπεδίων.

Προηγούμενες μελέτες δείχνουν ότι το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας έχει αυξηθεί έως και ένα χιλιόμετρο τα τελευταία 10 εκατομμύρια χρόνια λόγω του φαινομένου της λιθοσφαιρικής στάλαξης.

«Καθώς η λιθόσφαιρα πάχυνε και έσταζε κάτω από την περιοχή, σχημάτισε μια λεκάνη στην επιφάνεια που αργότερα ξεπήδησε όταν το βάρος από κάτω έσπασε και βυθίστηκε στα βαθύτερα βάθη του μανδύα», λέει ο Russell Pysklywec, καθηγητής στο τμήμα επιστημών της Γης και συν-συγγραφέας της μελέτης.

«Βλέπουμε τώρα ότι η διαδικασία δεν είναι ένα τεκτονικό γεγονός που έγινε εφάπαξ και ότι η αρχική  φαίνεται να προκάλεσε επακόλουθα θυγατρικά γεγονότα αλλού στην περιοχή, με αποτέλεσμα την περίεργη ταχεία καθίζηση της λεκάνης του Ικονίου μέσα στο συνεχώς ανερχόμενο οροπέδιο της Τουρκίας».

Ο Άντερσεν προσθέτει ότι τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν μια σύνδεση μεταξύ της ανύψωσης του οροπεδίου και των γεγονότων σχηματισμού λεκάνης μέσω της εξέλιξης της πρωτογενούς και δευτερογενούς απομάκρυνσης της λιθόσφαιρας. «Ουσιαστικά, η καθίζηση συμβαίνει παράλληλα με τη συνεχιζόμενη ανύψωση του οροπεδίου».

Ο Άντερσεν και οι συν-συγγραφείς της μελέτης, συμπεριλαμβανομένων των συναδέλφων του στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Κωνσταντινούπολης και του Πανεπιστημίου Çanakkale Onsekiz Mart στην Τουρκία, έφτασαν στα ευρήματά τους αφού αναδημιούργησαν τη διαδικασία της στάλαξης σε εργαστηριακά πειράματα και ανέλυσαν τις παρατηρήσεις τους.

Κατασκεύασαν εργαστηριακά αναλογικά μοντέλα για να καθορίσουν πώς μπορεί να έχει εκτυλιχθεί η διαδικασία με βάση τα δεδομένα που παρέχονται από τις νέες μετρήσεις, γεμίζοντας μια δεξαμενή από πλεξιγκλάς με πολυδιμεθυλοσιλοξάνιο (PDMS) - ένα πολυμερές υγρό σιλικόνης περίπου 1.000 φορές παχύτερο από το επιτραπέζιο σιρόπι - για να χρησιμεύσει ως υγρό της Γης κάτω από τον μανδύα, προσθέτοντας ένα μείγμα PDMS και πηλού μοντελοποίησης για να αναπαραχθεί το ανώτερο συμπαγές τμήμα του μανδύα, τελειώνοντας με ένα στρώμα σαν άμμο στην κορυφή, κατασκευασμένο από κεραμικό και πυρίτιο για να χρησιμεύσει ως φλοιός της Γης.

Οι ερευνητές ενεργοποίησαν το μοντέλο εισάγοντας έναν σπόρο υψηλής πυκνότητας στο PDMS και μοντελοποιώντας το στρώμα αργίλου για να ξεκινήσει μια σταγόνα που στη συνέχεια τραβήχτηκε προς τα κάτω από τη βαρύτητα. Ένα σετ καμερών τοποθετήθηκε πάνω και δίπλα από τη δεξαμενή για να καταγραφούν τυχόν αλλαγές με την πάροδο του χρόνου, λαμβάνοντας μια εικόνα υψηλής ανάλυσης περίπου κάθε λεπτό.

«Μέσα σε 10 ώρες, παρατηρήσαμε μια αρχική φάση στάλαξης, την οποία ονομάζουμε κύρια στάλαξη. Αφού αυτή η κύρια στάλα άγγιξε το κάτω μέρος του κουτιού, είδαμε μια δεύτερη σταγόνα που είχε αρχίσει να βυθίζεται στον πυθμένα μετά από 50 ώρες», λέει ο Άντερσεν.  «Τόσο η πρωτογενής όσο και η δευτερεύουσα σταγόνα δεν προκαλούσαν καμία οριζόντια παραμόρφωση στον τεχνητό φλοιό μας, η οποία αναμένουμε ότι συνδέεται συνήθως με μια λιθοσφαιρική στάλα μανδύα».

Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ότι η πρωταρχική σταγόνα είχε προκαλέσει αλλαγές στην τοπογραφία της επιφάνειας του πειράματος και ήθελαν να μάθουν εάν η δευτερεύουσα στάλα θα είχε κάποια επίδραση στην επιφάνεια, καθώς ήταν μικρότερου μεγέθους από την κύρια στάλα.

«Αυτό που παρατηρήσαμε ήταν ότι με την πάροδο του χρόνου, αυτή η δευτερεύουσα στάλα τράβηξε τον φλοιό προς τα κάτω και άρχισε να δημιουργεί μια λεκάνη , παρά τις οριζόντιες κινήσεις στον φλοιό στην επιφάνεια», λέει ο Άντερσεν. «Τα ευρήματα δείχνουν ότι αυτά τα μεγάλα τεκτονικά γεγονότα συνδέονται, με μια λιθοσφαιρική σταγόνα που μπορεί να πυροδοτήσει μια σειρά περαιτέρω δραστηριότητας βαθιά στο εσωτερικό του πλανήτη».

Γεωδίφης με πληροφορίες από τον Sean Bettam, Πανεπιστήμιο του Τορόντο

https://phys.org/news/2024-09-geoscientists-earth-crust-beneath-trkiye.html