Ένα γιγάντιο μανδυακό διάπειρο διαλύει την Αφρική
Ενεργές ροές λάβας που ξεχύνονται από το ηφαίστειο Erta Ale στο Afar της Αιθιοπίας. Από: Δρ. Derek Keir, Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον/ Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας.
Ένας γιγάντιο μανδυακό διάπειρο κάτω από την Αφρική θα μπορούσε να χωρίσει την ήπειρο - και να σχηματίσει έναν ωκεανό.
Ως μανδυακό διάπειρο οι γεωλόγοι εννοούν την ανερχόμενη ροή υλικού που ξεκινάει από το όριο πυρήνα μανδύα της γης και μοιάζει με μανιτάρι ή λοφίο. Αυτά τα μανδυακά διάπειρα [mantle plumes] δημιουργούνται πιθανόν στον κατώτερο μανδύα και ανέρχονται αργά με ρεύματα μεταφοράς.
Η ανακάλυψη αποκαλύπτει παλλόμενη στήλη μανδύα κάτω από την Αιθιοπία, όπου σχηματίζεται ένας νέος ωκεανός.
Κάτω από την περιοχή Αφάρ στην Αιθιοπία, επιστήμονες ανακάλυψαν παλλόμενα κύματα λιωμένου βράχου που ανεβαίνουν από τα βάθη της Γης - ένας γεωλογικός παλμός, ένα λοφίο που θα μπορούσε τελικά να χωρίσει την Αφρική στα δύο. Αυτοί οι ρυθμικοί κυματισμοί υλικού του μανδύα συμβάλλουν στο τέντωμα και την αραίωση του φλοιού της ηπείρου, θέτοντας τις βάσεις για τον σχηματισμό ενός νέου ωκεανού σε εκατομμύρια χρόνια. Οι παλμοί δεν είναι τυχαίοι: ακολουθούν μοτίβα που διαμορφώνονται από τις τεκτονικές πλάκες από πάνω, συμπεριφερόμενοι διαφορετικά ανάλογα με το πόσο πάχος είναι οι πλάκες και πόσο γρήγορα εξαπλώνονται.
Έρευνα με επικεφαλής επιστήμονες της Γης στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον αποκάλυψε στοιχεία ρυθμικών κυμάτων λιωμένου μανδυακού βράχου που ανεβαίνουν από τα βάθη της Γης, κάτω από την Αφρική.
Αυτά τα λοφία σταδιακά διαλύουν την ήπειρο και σχηματίζουν έναν νέο ωκεανό.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Geoscience , αποκαλύπτουν ότι η περιοχή Αφάρ στην Αιθιοπία καλύπτεται από ένα διάπειρο θερμού μανδύα που πάλλεται προς τα πάνω σαν μια χτυπούσα καρδιά.
Η ανακάλυψη της ομάδας αποκαλύπτει πώς η ανοδική ροή θερμού υλικού από τον βαθύ μανδύα επηρεάζεται έντονα από τις τεκτονικές πλάκες - τις τεράστιες συμπαγείς πλάκες του φλοιού της Γης - που βρίσκονται από πάνω της.
Κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, καθώς οι τεκτονικές πλάκες απομακρύνονται σε ζώνες ρήξης όπως το Αφάρ, αυτές τεντώνονται και λεπταίνουν -- σχεδόν σαν μαλακή πλαστελίνη -- μέχρι να σχηματίσουν ρήγμα. Αυτή η ρήξη σηματοδοτεί τη γέννηση μιας νέας ωκεάνιας λεκάνης.
Η επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Έμμα Γουότς, η οποία διεξήγαγε την έρευνα στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και τώρα εδρεύει στο Πανεπιστήμιο του Σουόνσι, δήλωσε: «Διαπιστώσαμε ότι ο μανδύας κάτω από το Αφάρ δεν είναι ομοιόμορφος ή σταθερός - πάλλεται και αυτοί οι παλμοί φέρουν ξεχωριστές χημικές υπογραφές. Αυτοί οι ανοδικοί παλμοί του μερικώς λιωμένου μανδύα διοχετεύονται από τις πλάκες σχισμής από πάνω. Αυτό είναι σημαντικό για τον τρόπο που σκεφτόμαστε την αλληλεπίδραση μεταξύ του εσωτερικού της Γης και της επιφάνειάς της».
Στο έργο συμμετείχαν εμπειρογνώμονες από 10 ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένων των Πανεπιστημίων του Σαουθάμπτον, του Πανεπιστημίου του Σουόνσι, του Πανεπιστημίου του Λάνκαστερ, των Πανεπιστημίων της Φλωρεντίας και της Πίζας, του GEOMAR στη Γερμανία, του Ινστιτούτου Προηγμένων Σπουδών του Δουβλίνου, του Πανεπιστημίου της Αντίς Αμπέμπα και του Γερμανικού Ερευνητικού Κέντρου Γεωεπιστημών GFZ.
Ένα παράθυρο στο εσωτερικό της Γης
Η περιοχή Αφάρ είναι ένα σπάνιο μέρος στη Γη όπου συγκλίνουν τρία τεκτονικά ρήγματα: το Κύριο Αιθιοπικό Ρήγμα, το Ρήγμα της Ερυθράς Θάλασσας και το Ρήγμα του Κόλπου του Άντεν.
Οι γεωλόγοι υποψιάζονται εδώ και καιρό ότι μια θερμή ανοδική ροή του μανδύα, που μερικές φορές αναφέρεται ως λοφίο, βρίσκεται κάτω από την περιοχή, συμβάλλοντας στην επέκταση του φλοιού και στη γέννηση μιας μελλοντικής ωκεάνιας λεκάνης. Αλλά μέχρι τώρα, λίγα ήταν γνωστά για τη δομή αυτής της ανοδικής ροής ή για το πώς συμπεριφέρεται κάτω από τις ρηξιγενείς πλάκες.
Η ομάδα συνέλεξε περισσότερα από 130 δείγματα ηφαιστειακών πετρωμάτων από όλη την περιοχή Αφάρ και το Κύριο Ρήγμα της Αιθιοπίας.
Χρησιμοποίησαν αυτά, σε συνδυασμό με υπάρχοντα δεδομένα και προηγμένη στατιστική μοντελοποίηση, για να διερευνήσουν τη δομή του φλοιού και του μανδύα, καθώς και τα τήγματα που περιέχει.
Τα αποτελέσματά τους δείχνουν ότι κάτω από την περιοχή Αφάρ υπάρχει ένα ενιαίο, ασύμμετρο λοφίο, με διακριτές χημικές ζώνες που επαναλαμβάνονται σε όλο το σύστημα ρήγματος, σαν γεωλογικοί γραμμωτοί κώδικες. Αυτά τα μοτίβα ποικίλλουν σε απόσταση ανάλογα με τις τεκτονικές συνθήκες σε κάθε βραχίονα ρήγματος.
Ο Τομ Γκέρνον, καθηγητής Γεωεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και συν-συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε: «Η χημική διαγράμμιση υποδηλώνει ότι το νέφος πάλλεται, σαν καρδιακός παλμός. Αυτοί οι παλμοί φαίνεται να συμπεριφέρονται διαφορετικά ανάλογα με το πάχος της πλάκας και την ταχύτητα με την οποία διαλύεται. Σε ρήγματα που εξαπλώνονται ταχύτερα, όπως η Ερυθρά Θάλασσα, οι παλμοί ταξιδεύουν πιο αποτελεσματικά και τακτικά σαν παλμός μέσα από μια στενή αρτηρία».
Σύνδεσμοι με ηφαιστειακή δραστηριότητα και σεισμούς
Αυτή η νέα έρευνα δείχνει ότι το λοφίο του μανδύα κάτω από την περιοχή Αφάρ δεν είναι στατικό, αλλά δυναμικό και ανταποκρίνεται στην τεκτονική πλάκα από πάνω του.
Ο Δρ. Ντέρεκ Κιρ, Αναπληρωτής Καθηγητής Γεωεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον και στο Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας, και συν-συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε: «Διαπιστώσαμε ότι η εξέλιξη των βαθιών ανοδικών πηγών του μανδύα είναι στενά συνδεδεμένη με την κίνηση των πλακών από πάνω. Αυτό έχει βαθιές επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο ερμηνεύουμε την επιφανειακή ηφαιστειακή δραστηριότητα, τη σεισμική δραστηριότητα και τη διαδικασία της διάσπασης των ηπείρων».
«Η εργασία δείχνει ότι οι βαθιές ανοδικές εκβολές του μανδύα μπορούν να ρέουν κάτω από τη βάση των τεκτονικών πλακών και να βοηθούν στην εστίαση της ηφαιστειακής δραστηριότητας εκεί που η τεκτονική πλάκα είναι η λεπτότερη. Η περαιτέρω έρευνα περιλαμβάνει την κατανόηση του πώς και με ποιο ρυθμό συμβαίνει η ροή του μανδύα κάτω από τις πλάκες», πρόσθεσε ο Keir.
Ο Δρ Watts πρόσθεσε: «Η συνεργασία με ερευνητές με διαφορετική εξειδίκευση σε διάφορα ιδρύματα, όπως κάναμε για αυτό το έργο, είναι απαραίτητη για την αποκάλυψη των διεργασιών που συμβαίνουν κάτω από την επιφάνεια της Γης και τη συσχέτισή τους με την πρόσφατη ηφαιστειακή δραστηριότητα. Χωρίς τη χρήση ποικίλων τεχνικών, είναι δύσκολο να δει κανείς την πλήρη εικόνα, σαν να φτιάχνει ένα παζλ όταν δεν έχει όλα τα κομμάτια».
Γεωδίφης με πληροφορίες από το Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον
περισσότερα,
Emma J. Watts, Rhiannon Rees, Philip Jonathan, Derek Keir, Rex N. Taylor, Melanie Siegburg, Emma L. Chambers, Carolina Pagli, Matthew J. Cooper, Agnes Michalik, J. Andrew Milton, Thea K. Hincks, Ermias F. Gebru, Atalay Ayele, Bekele Abebe, Thomas M. Gernon. Mantle upwelling at Afar triple junction shaped by overriding plate dynamics. Nature Geoscience, 2025; DOI: 10.1038/s41561-025-01717-0
https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250627095035.htm