Το νερό που αποθηκεύεται στο μανδύα συνδέεται με ηπειρωτική ηφαιστειότητα;

Ο σεληνιακός κρατήρας στη Νεβάδα και το ηφαιστειακό πεδίο που τον περιβάλλει προέκυψε μέσω ενδοπλάκας ηφαιστειότητας. Από: Ken Lund/Flickr.

Το νερό που αποθηκεύεται στο μανδύα για εκατομμύρια χρόνια μπορεί να συνδέεται με την ηπειρωτική ηφαιστειότητα.

Σχηματική απεικόνιση του κύκλου του νερού της βαθιάς Γης. Από: Geochemistry, Geophysics, Geosystems (2025). DOI: 10.1029/2024GC011901

Η ζώνη μετάβασης του μανδύα (MTZ), η οποία εμφανίζεται 410–670 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης, μπορεί να αποθηκεύσει νερό πολλών ωκεανών. Αυτό το νερό, το οποίο μεταφέρεται σε τέτοια βάθη με την υποβίβαση τεκτονικών πλακών, αποθηκεύεται σε ορυκτά όπως ο ρινγκγουντίτης και ο βαντσλεϊίτης.

Η κατανομή του νερού στο ΜΤΖ, τόσο σήμερα όσο και στο παρελθόν, δεν είναι πλήρως κατανοητή ή χαρτογραφημένη. Ωστόσο, επειδή οι ένυδρες πλάκες εισέρχονται στον μανδύα σε διαφορετικές θέσεις και με διαφορετικές ταχύτητες, σχήματα και μεγέθη, οι ερευνητές αναμένουν ότι το νερό δεν κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλη τη ζώνη.

Η ηφαιστειότητα εντός πλακών που εμφανίζεται μακριά από τα όρια των πλακών , μπορεί να παρέχει ενδείξεις για το ποιες περιοχές του MTZ είναι οι πιο ενυδατωμένες. Μέρος αυτής της ηφαιστειότητας εμφανίζεται όταν οι πλούσιες σε νερό εξάρσεις μανδύα προκαλούν την τήξη των πετρωμάτων του μανδύα, σχηματίζοντας μάγμα που μπορεί να εκραγεί.

Η Helene Wang και οι συνεργάτες της χρησιμοποίησαν ανακατασκευές πλακών από τα τελευταία 400 εκατομμύρια χρόνια για να υπολογίσουν πού οι πλάκες καταβύθισης μπορεί να βοήθησαν στη μεταφορά νερού στο MTZ. Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνέκριναν αυτούς τους χάρτες του νερού του μανδύα με τοποθεσίες όπου εμφανίστηκε ηφαιστειακός κύκλος τα τελευταία 250 εκατομμύρια χρόνια. Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Geochemistry, Geophysics, Geosystems .

Τα ευρήματά τους έδειξαν μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ των υγρών περιοχών του MTZ και της ηπειρωτικής ηφαιστειακής ενδοπλακικής δραστηριότητας, με το 42%-68% να εμφανίζεται σε τοποθεσίες MTZ που είναι πιο κορεσμένες με νερό σε όλο τον κόσμο. Η συσχέτιση είναι ισχυρότερη σε τοποθεσίες όπου το νερό έχει παραμείνει στο MTZ για 30-100 εκατομμύρια χρόνια. Έτσι, προτείνουν οι ερευνητές, απαιτείται μεγάλο χρονικό διάστημα με πολλαπλά συμβάντα καταβύθισης για την ενυδάτωση του MTZ και πιθανώς την ενεργοποίηση της ενδοπλακικής ηφαιστειακής δραστηριότητας.

Η σύνδεση μεταξύ της αποθήκευσης νερού στο MTZ και της ηφαιστειακής ενδοπλακικής δραστηριότητας θα μπορούσε να δώσει μια εξήγηση για τη μικρή ηφαιστειακή δραστηριότητα σε όλη την ανατολική Ασία, τη δυτική Βόρεια Αμερική και την ανατολική Αυστραλία, καθώς και για τα παγκόσμια πρότυπα ενδοπλακικής ηφαιστειότητας τα τελευταία 200 εκατομμύρια χρόνια. 

Αντίθετα, ο Ινδικός Ωκεανός, η νοτιοανατολική Αφρική και ο νότιος Ατλαντικός Ωκεανός βρίσκονται πάνω από περιοχές του MTZ που ήταν ξηρές τα τελευταία 400 εκατομμύρια χρόνια, γεγονός που μπορεί να συνέβαλε στην έλλειψη ηφαιστειακής δραστηριότητας σε αυτές τις περιοχές, λένε οι ερευνητές.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα eos.org

Helene Wang et al, Hydrous Regions of the Mantle Transition Zone Lie Beneath Areas of Continental Intraplate Volcanism, Geochemistry, Geophysics, Geosystems (2025). DOI: 10.1029/2024GC011901

https://eos.org/research-spotlights/water-stored-in-the-mantle-for-millions-of-years-may-be-linked-to-continental-volcanism