Ένα γεωλογικό μυστήριο αποκαλύφθηκε στο νησί του Πάσχα
Αγάλματα στο νησί του Πάσχα. Από Douwe van Hinsbergen.
Ηχώ από το παρελθόν: Ένα γεωλογικό μυστήριο αποκαλύφθηκε στο νησί του Πάσχα
Τα μικροσκοπικά ορυκτά ανατρέπουν τα σχολικά βιβλία.
Ένα μυστηριώδες εύρημα στο νησί του Πάσχα, το οποίο ερευνήθηκε από μια ομάδα γεωλόγων, υποδηλώνει ότι ο μανδύας της Γης φαίνεται να συμπεριφέρεται διαφορετικά από ό,τι πιστεύαμε κάποτε.
Τα εγχειρίδια Γεωγραφίας περιγράφουν τον μανδύα της Γης κάτω από τις πλάκες της ως έναν καλά αναμεμειγμένο παχύρρευστο βράχο που κινείται μαζί με αυτές τις πλάκες σαν μια ταινία μεταφοράς. Αλλά αυτή η ιδέα, που πρωτοεμφανίστηκε πριν από περίπου 100 χρόνια, είναι εκπληκτικά δύσκολο να αποδειχθεί. Ένα μυστηριώδες εύρημα στο νησί του Πάσχα, που διερευνήθηκε από Κουβανούς, Κολομβιανούς και γεωλόγους της Ουτρέχτης, μεταξύ άλλων, υποδηλώνει ότι ο μανδύας της Γης φαίνεται να συμπεριφέρεται αρκετά διαφορετικά.
Το νησί του Πάσχα αποτελείται από πολλά σβησμένα ηφαίστεια. Οι παλαιότερες αποθέσεις λάβας σχηματίστηκαν πριν από περίπου 2,5 εκατομμύρια χρόνια στην κορυφή μιας ωκεάνιας πλάκας όχι πολύ παλαιότερης από τα ίδια τα ηφαίστεια. Το 2019, μια ομάδα Κουβανών και Κολομβιανών γεωλόγων αναχώρησε για το νησί του Πάσχα για να χρονολογήσει με ακρίβεια το ηφαιστειακό νησί. Για να το κάνουν αυτό, κατέφυγαν σε μια δοκιμασμένη συνταγή: χρονολόγηση ορυκτών του ζιρκονίου. Όταν το μάγμα ψύχεται, αυτά τα μέταλλα κρυσταλλώνονται. Περιέχουν λίγο ουράνιο, το οποίο «μετατρέπεται» σε μόλυβδο μέσω της ραδιενεργής διάσπασης.
Επειδή γνωρίζουμε πόσο γρήγορα συμβαίνει αυτή η διαδικασία, μπορούμε να μετρήσουμε πόσο καιρό πριν σχηματίστηκαν αυτά τα ορυκτά. Ως εκ τούτου, η ομάδα από το Universidad de Los Andes της Κολομβίας, με επικεφαλής τον Κουβανό γεωλόγο Yamirka Rojas-Agramonte, άρχισε να αναζητά αυτά τα ορυκτά.
Ο Rojas-Agramonte, τώρα στο Christian Albrechts-University Kiel, βρήκε εκατοντάδες από αυτούς. Αλλά παραδόξως, όχι μόνο από την ηλικία των 2,5 εκατομμυρίων ετών, αλλά και από πολύ πιο πίσω στο χρόνο, έως και πριν από 165 εκατομμύρια χρόνια. Πώς θα μπορούσε να είναι αυτό;
Μανδύας της Γης
Η χημική ανάλυση των ζιργκόν έδειξε ότι η σύνθεσή τους ήταν πάνω κάτω η ίδια σε όλες τις περιπτώσεις. Άρα, όλα έπρεπε να προέρχονται από μάγμα της ίδιας σύνθεσης με αυτό των σημερινών ηφαιστείων. Ωστόσο, αυτά τα ηφαίστεια δεν μπορούν να είναι ενεργά για 165 εκατομμύρια χρόνια, επειδή η πλάκα κάτω από αυτά δεν είναι καν τόσο παλιά.
Η μόνη εξήγηση λοιπόν είναι ότι τα αρχαία ορυκτά προήλθαν από την πηγή του ηφαιστείου, στον μανδύα της Γης κάτω από την πλάκα, πολύ πριν από το σχηματισμό των σημερινών ηφαιστείων. Αλλά αυτό έφερε στην ομάδα ένα ακόμη αίνιγμα.
Χοτσποτ ηφαίστεια και η προέλευσή τους
Τα ηφαίστεια όπως αυτά στο νησί του Πάσχα είναι τα λεγόμενα «ηφαίστεια hotspot». Αυτά είναι κοινά στον Ειρηνικό Ωκεανό. Η Χαβάη είναι ένα διάσημο παράδειγμα. Σχηματίζονται από μεγάλες σταγόνες βράχου που αναδύονται αργά από το βαθύ μανδύα της Γης - τα λεγόμενα λοφία μανδύα. Όταν πλησιάζουν στη βάση των πλακών της Γης, τα πετρώματα του λοφίου καθώς και από τον περιβάλλοντα μανδύα λιώνουν και σχηματίζουν ηφαίστεια.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν από τη δεκαετία του 1960 ότι τα λοφία του μανδύα παραμένουν στη θέση τους για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, ενώ οι πλάκες της Γης κινούνται από πάνω τους. Κάθε φορά που η πλάκα μετατοπίζεται λίγο, το λοφίο του μανδύα παράγει ένα νέο ηφαίστειο. Αυτό εξηγεί τις σειρές εξαφανισμένων υποβρύχιων ηφαιστείων στον Ειρηνικό Ωκεανό, με ένα ή μερικά ενεργά στο τέλος. Είχε βρει η ομάδα στοιχεία ότι το λοφίο του μανδύα κάτω από το νησί του Πάσχα ήταν ενεργό εδώ και 165 εκατομμύρια χρόνια;
Ζώνες καταβύθισης
Για να απαντήσει σε αυτό το ερώτημα, ο Rojas-Agramonte χρειαζόταν στοιχεία από τη γεωλογία του «Δακτυλίου της Φωτιάς», μιας περιοχής γύρω από τον ωκεανό με πολλούς σεισμούς και ηφαιστειακούς σχηματισμούς, όπου οι ωκεάνιες πλάκες βυθίζονται («υποβιβάζονται») στον μανδύα της Γης.
Επικοινώνησε λοιπόν με τον γεωλόγο της Ουτρέχτης Douwe van Hinsbergen. «Η δυσκολία είναι ότι οι πλάκες από 165 εκατομμύρια χρόνια πριν έχουν εξαφανιστεί εδώ και πολύ καιρό σε αυτές τις ζώνες καταβύθισης», λέει ο Van Hinsbergen, ο οποίος είχε ανακατασκευάσει τα εξαφανισμένα κομμάτια λεπτομερώς.
Όταν πρόσθεσε ένα μεγάλο ηφαιστειακό οροπέδιο σε αυτές τις ανακατασκευές στη θέση του σημερινού νησιού του Πάσχα πριν από 165 εκατομμύρια χρόνια, αποδείχθηκε ότι αυτό το οροπέδιο πρέπει να εξαφανίστηκε κάτω από τη χερσόνησο της Ανταρκτικής πριν από περίπου 110 εκατομμύρια χρόνια. «Και αυτό ακριβώς συνέπεσε με μια κακώς κατανοητή φάση οικοδόμησης βουνών και παραμόρφωσης φλοιού σε αυτό ακριβώς το σημείο. Αυτή η οροσειρά, της οποίας τα ίχνη είναι ακόμη καθαρά ορατά, θα μπορούσε κάλλιστα να είναι το αποτέλεσμα της καταβύθισης ενός ηφαιστειακού οροπεδίου που σχημάτισε 165 εκατομμύρια πριν από χρόνια».
Η ανακατασκευή του λοιπόν έδειξε ότι το λοφίο του μανδύα του Νησιού του Πάσχα θα μπορούσε κάλλιστα να ήταν ενεργό για τόσο καιρό. Αυτό θα έλυνε το γεωλογικό μυστήριο του νησιού του Πάσχα: τα αρχαία ορυκτά ζιργκόν θα ήταν υπολείμματα προηγούμενων μαγμάτων που ήρθαν στην επιφάνεια από βαθιά μέσα στη γη, μαζί με νεότερα μάγματα σε ηφαιστειακές εκρήξεις.
Ασυνέπειες
Στη συνέχεια όμως εμφανίζεται ένα άλλο πρόβλημα. Η κλασική «θεωρία του μεταφορικού ιμάντα» ήταν ήδη δύσκολο να συμβιβαστεί με την παρατήρηση ότι τα λοφία του μανδύα παραμένουν στη θέση τους ενώ τα πάντα γύρω τους συνεχίζουν να κινούνται.
Van Hinsbergen: «Οι άνθρωποι το εξήγησαν αυτό λέγοντας ότι τα λοφία ανεβαίνουν τόσο γρήγορα που δεν επηρεάζονται από έναν μανδύα που κινούνταν με τις πλάκες. Και ότι νέο υλικό λοφίου παρέχεται συνεχώς κάτω από την πλάκα για να σχηματιστούν νέα ηφαίστεια». Αλλά σε αυτή την περίπτωση, παλιά κομμάτια του λοφίου, με τα παλιά ζιργκόν, θα έπρεπε να είχαν παρασυρθεί από αυτά τα ρεύματα του μανδύα, μακριά από την τοποθεσία του νησιού του Πάσχα, και δεν θα μπορούσαν τώρα να βρίσκονται εκεί στην επιφάνεια.
«Από αυτό, βγάζουμε το συμπέρασμα ότι αυτά τα αρχαία ορυκτά θα μπορούσαν να είχαν διατηρηθεί μόνο εάν ο μανδύας που περιβάλλει το λοφίο είναι βασικά τόσο ακίνητος όσο το ίδιο το λοφίο».
Η ανακάλυψη των αρχαίων ορυκτών στο Νησί του Πάσχα υποδηλώνει επομένως ότι ο μανδύας της Γης συμπεριφέρεται θεμελιωδώς διαφορετικά και κινείται πολύ πιο αργά από ό,τι πιστεύαμε πάντα. Μια πιθανότητα που τόσο ο Rojas-Agramonte όσο και ο Van Hinsbergen και οι ομάδες τους έθεσαν πριν από μερικά χρόνια σε μελέτες στα νησιά Γκαλαπάγκος και τη Νέα Γουινέα, και για το οποίο το νησί του Πάσχα παρέχει τώρα νέες ενδείξεις.
Γεωδίφης με πληροφορίες από το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης
περισσότερα,
Yamirka Rojas-Agramonte, Natalia Pardo, Douwe J.J. van Hinsbergen, Christian Winter, María Paula Marroquín-Gómez, Shoujie Liu, Axel Gerdes, Richard Albert, Shitou Wu, Antonio Garcia-Casco. Zircon xenocrysts from Easter Island (Rapa Nui) reveal hotspot activity since the middle Jurassic. ESS Open Archive, November 29, 2023 DOI: 10.22541/au.170129661.17646127/v1
Utrecht University. "Echoes from the past: A geological mystery unravelled on Easter Island." ScienceDaily. ScienceDaily, 16 October 2024. <www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241016120318.htm>.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1061487https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241016120318.htm