Πώς οι τεκτονικές πλάκες πεθαίνουν και σχηματίζουν νέα γεωλογικά όρια...
Ο φλοιός της Γης διαλύεται στα ανοιχτά του Βορειοδυτικού Ειρηνικού.
Οι επιστήμονες έχουν καταγράψει μια άνευ προηγουμένου εικόνα μιας ζώνης καταβύθισης εν ώρα θανάτου, όπου οι πλάκες Juan de Fuca και Explorer διαλύονται κάτω από τη Βόρεια Αμερική στα ανοικτά των ακτών του νησιού Βανκούβερ. Χρησιμοποιώντας σεισμική απεικόνιση υψηλής ανάλυσης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ζώνη καταβύθισης της Cascadia διαλύεται κομμάτι-κομμάτι, δημιουργώντας μικροπλάκες και αποκαλύπτοντας πώς οι τεκτονικές μηχανές της Γης έκλεισαν για εκατομμύρια χρόνια. Από: Stock
Μια ζώνη καταβύθισης κοντά στην Κασκάδια ξετυλίγεται κομμάτι-κομμάτι. Η διαδικασία αυτή προσφέρει μια σπάνια ματιά στο πώς οι τεκτονικές πλάκες πεθαίνουν και σχηματίζουν νέα γεωλογικά όρια.
Με πρωτοφανή σαφήνεια, οι ερευνητές κατέγραψαν ένα σπάνιο γεωλογικό γεγονός: μια ζώνη καταβύθισης πλακών - το σημείο όπου μια τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από μια άλλη, διασπώντας ενεργά. Το εύρημα, που δημοσιεύτηκε στο Science Advances , προσφέρει νέα εικόνα για τις δυναμικές διεργασίες που διαμορφώνουν τον φλοιό της Γης και εγείρει σημαντικά ερωτήματα σχετικά με τους μακροπρόθεσμους κινδύνους σεισμών στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό.
Οι ζώνες καταβύθισης είναι από τα πιο ισχυρά και επιδραστικά γεωλογικά συστήματα της Γης. Προωθούν ηπείρους σε όλο τον κόσμο, προκαλούν καταστροφικούς σεισμούς και ηφαιστειακές εκρήξεις και ανακυκλώνουν τον φλοιό του πλανήτη πίσω στον μανδύα.
Ωστόσο, αυτά τα κολοσσιαία συστήματα δεν διαρκούν για πάντα. Αν οι ζώνες καταβύθισης δεν τελείωναν ποτέ, οι ήπειροι θα συγκρούονταν και θα συγχωνεύονταν συνεχώς, εξαλείφοντας τους ωκεανούς και σβήνοντας τη γεωλογική ιστορία του πλανήτη. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν θέσει ένα βασικό ερώτημα: τι ακριβώς προκαλεί το τέλος αυτών των τεράστιων συστημάτων;
Η ζώνη της Cascadia, όπου οι πλάκες Juan de Fuca (JdF) και Explorer (Exp) κινούνται αργά κάτω από τη βορειοαμερικανική πλάκα, σταδιακά κλείνει κομμάτι-κομμάτι, με τις πλάκες να σπάνε ενώ η υπόλοιπη πλάκα συνεχίζει να υποβυθίζεται μέχρι να συμβεί η επόμενη ρήξη. Από: Πανεπιστήμιο Louisiana State.
«Το να ξεκινήσεις μια ζώνη καταβύθισης είναι σαν να προσπαθείς να σπρώξεις ένα τρένο προς τα πάνω - απαιτεί τεράστια προσπάθεια», δήλωσε ο Μπράντον Σακ, γεωλόγος στο Κρατικό Πανεπιστήμιο της Λουιζιάνα και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Αλλά μόλις ξεκινήσει να κινείται, είναι σαν το τρένο να τρέχει προς τα κάτω, αδύνατο να σταματήσει. Για να τερματίσεις την πορεία του απαιτείται κάτι δραματικό - ουσιαστικά, ένα σιδηροδρομικό ατύχημα».
Ένα φυσικό εργαστήριο στα ανοιχτά του νησιού Βανκούβερ
Λίγο έξω από το νησί Βανκούβερ, στην περιοχή Κασκάδια, όπου οι πλάκες Juan de Fuca και Explorer κατεβαίνουν αργά κάτω από τη βορειοαμερικανική πλάκα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι βρήκαν την απάντηση. Συνδυάζοντας την απεικόνιση σεισμικής ανάκλασης - ουσιαστικά έναν υπερηχογράφημα του εσωτερικού της Γης - με εκτεταμένα δεδομένα σεισμών, η ομάδα παρατήρησε μια ζώνη καταβύθισης που βρισκόταν σε διαδικασία διάσπασης.
Οι σεισμικές μετρήσεις ελήφθησαν κατά τη διάρκεια του Πειράματος Σεισμικής Απεικόνισης Cascadia του 2021 (CASIE21), το οποίο υποστηρίχθηκε από το NSF . Κατά τη διάρκεια αυτής της αποστολής, ερευνητές σε ένα πλοίο έστειλαν ηχητικά κύματα στον πυθμένα της θάλασσας και παρακολούθησαν τις αντανακλάσεις τους χρησιμοποιώντας μια ροή υποβρύχιων αισθητήρων 15 χιλιομέτρων. Τα δεδομένα παρήγαγαν λεπτομερείς εικόνες του υπεδάφους της περιοχής, αποκαλύπτοντας βαθιά ρήγματα και γραμμές ρηγμάτων όπου η τεκτονική πλάκα αρχίζει να διασπάται.
Παρακολουθώντας το θάνατο μιας τεκτονικής πλάκας σε πραγματικό χρόνο
«Αυτή είναι η πρώτη φορά που έχουμε μια σαφή εικόνα μιας ζώνης καταβύθισης που πιάστηκε επ' αυτοφώρω να πεθαίνει», δήλωσε ο Shuck. «Αντί να κλείσει μονομιάς, η πλάκα διαλύεται κομμάτι-κομμάτι, δημιουργώντας μικρότερες μικροπλάκες και νέα όρια. Έτσι, αντί για ένα μεγάλο σιδηροδρομικό ατύχημα, είναι σαν να παρακολουθούμε ένα τρένο να εκτροχιάζεται αργά, ένα βαγόνι τη φορά».
Ερευνητές και πλήρωμα στο R/V Marcus G. Langseth κατά τη διάρκεια του πειράματος CASIE21, το οποίο συνέλεξε σεισμικά δεδομένα για την απεικόνιση της Ζώνης Καταβύθισης Cascadia. Περίπου 20 επιστήμονες από το LSU, το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, το Πανεπιστήμιο του Όρεγκον, το Πανεπιστήμιο Auburn, το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν, την Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole και το Παρατηρητήριο Γης Lamont-Doherty αναλύουν το σύνολο δεδομένων στο πλαίσιο του Κέντρου Επιστήμης Σεισμών της Περιοχής Cascadia (CRESCENT), μιας κοινότητας που μελετά τους κινδύνους από σεισμούς στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό. Από: Πανεπιστήμιο Louisiana State.
Η ομάδα παρατήρησε ρήγματα που διασχίζουν την ωκεάνια πλάκα, συμπεριλαμβανομένης μιας τεράστιας μετατόπισης όπου η πλάκα έχει υποχωρήσει κατά περίπου 5 χιλιόμετρα. «Υπάρχει ένα πολύ μεγάλο ρήγμα που σπάει ενεργά την πλάκα», εξήγησε ο Shuck. «Δεν έχει αποκολληθεί 100% ακόμα, αλλά είναι κοντά». Τα αρχεία σεισμών επιβεβαιώνουν το μοτίβο: κατά μήκος της ρήξης μήκους 75 χιλιομέτρων, ορισμένα τμήματα εξακολουθούν να είναι σεισμικά ενεργά, ενώ άλλα είναι απόκοσμα ήσυχα. «Μόλις ένα κομμάτι αποκολληθεί εντελώς, δεν προκαλεί πλέον σεισμούς επειδή τα πετρώματα δεν είναι πλέον κολλημένα μεταξύ τους», είπε. Αυτό το κενό σεισμικότητας που λείπει είναι ένα αποκαλυπτικό σημάδι ότι ένα μέρος της πλάκας έχει ήδη αποκολληθεί και το κενό μεγαλώνει αργά με την πάροδο του χρόνου.
Η σταδιακή κατάρρευση των τεκτονικών πλακών
Η μελέτη διαπίστωσε ότι αυτή η διάσπαση συμβαίνει σε στάδια, μέσω αυτού που οι ερευνητές ονομάζουν «επεισοδιακή» ή «τμηματική» λήξη. Αντί για μια ξαφνική ρήξη σε ολόκληρη την τεκτονική πλάκα, η πλάκα σταδιακά διασπά ένα τμήμα τη φορά. Τα όρια μετασχηματισμού - ρήγματα όπου οι πλάκες γλιστρούν η μία δίπλα στην άλλη - παίζουν βασικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Λειτουργώντας σαν φυσικό ψαλίδι, αυτά τα ρήγματα τέμνουν την πλάκα, κάθετα προς τη ρήξη, επιτρέποντας σε ένα κομμάτι να αποκολληθεί και να σχηματίσει μια μικροπλάκα ενώ η καταβύθιση συνεχίζεται σε γειτονικά τμήματα.
Αποκόπτοντας σε μικρότερα κομμάτια, η μεγαλύτερη πλάκα χάνει την ορμή της - σαν να αποκόπτει τα βαγόνια από ένα τρένο που έχει φύγει από τη θέση της- και τελικά σταματά να έλκεται προς τα κάτω. Κάθε κομμάτι που αποσπάται είναι μια διαδικασία που διαρκεί αρκετά εκατομμύρια χρόνια, αλλά μαζί αυτά τα επεισόδια σταδιακά διακόπτουν ένα ολόκληρο σύστημα καταβύθισης.
Αυτή η επεισοδιακή διάσπαση βοηθά στην εξήγηση αινιγματικών χαρακτηριστικών της ιστορίας της Γης που έχουν διατηρηθεί αλλού, όπως εγκαταλελειμμένα θραύσματα τεκτονικών πλακών και ασυνήθιστες εκρήξεις ηφαιστειακής δραστηριότητας. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα βρίσκεται στα ανοιχτά της Μπάχα Καλιφόρνια, όπου οι επιστήμονες παρατηρούν εδώ και καιρό απολιθωμένες μικροπλάκες - τα θρυμματισμένα υπολείμματα της κάποτε ογκώδους πλάκας Φαραγιόν. Για δεκαετίες, οι ερευνητές γνώριζαν ότι αυτά τα θραύσματα πρέπει να αποτελούν ένδειξη νεκρών ζωνών καταβύθισης, αλλά ο μηχανισμός που τα δημιούργησε ήταν ασαφής. Η Κασκάδια παρέχει τώρα αυτό το κομμάτι που έλειπε: οι ζώνες καταβύθισης δεν καταρρέουν σε ένα μόνο καταστροφικό γεγονός, αλλά διαλύονται βήμα προς βήμα, αφήνοντας πίσω τους μικροπλάκες ως γεωλογικά στοιχεία.
Ένας πλανήτης σε κίνηση και μελλοντικές επιπτώσεις
Και η διαδικασία δεν έχει τελειώσει. Καθώς κάθε θραύσμα αποκολλάται, αναδιαμορφώνει την επιφάνεια της Γης. Οι σχισμένες άκρες μπορεί να δημιουργήσουν «παράθυρα πλακών» όπου ο θερμός μανδύας ανεβαίνει, τροφοδοτώντας εκρήξεις ηφαιστειακής δραστηριότητας. Με την πάροδο του χρόνου, τα όρια των πλακών μετακινούνται, σχηματίζονται νέες μικροπλάκες και ο κύκλος επαναλαμβάνεται. «Είναι μια προοδευτική διάσπαση, ένα επεισόδιο τη φορά», δήλωσε ο Shuck. «Και ταιριάζει πολύ καλά με αυτό που βλέπουμε στο γεωλογικό αρχείο, όπου τα ηφαιστειακά πετρώματα γίνονται νεότερα ή παλαιότερα σε μια ακολουθία που αντανακλά αυτό το βήμα προς βήμα σχίσιμο».
Κοιτώντας μπροστά, οι ερευνητές διερευνούν εάν ένας μεγάλος σεισμός θα μπορούσε να διαπεράσει ένα από αυτά τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα ρήγματα ή εάν τα ρήγματα θα μπορούσαν να επηρεάσουν τον τρόπο διάδοσης των ρήξεων. Ενώ αυτά τα ευρήματα βοηθούν στη βελτίωση των μοντέλων για το πώς οι δομικές πολυπλοκότητες επηρεάζουν τη συμπεριφορά των σεισμών, δεν αλλάζουν σημαντικά τις προοπτικές κινδύνου για την Κασκάδια σε ανθρώπινη χρονική κλίμακα. Η περιοχή παραμένει ικανή να προκαλέσει πολύ μεγάλους σεισμούς και τσουνάμι, και η κατανόηση του πώς αυτά τα νέα ρήγματα επηρεάζουν τα πρότυπα ρήξης θα βελτιώσει τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη των σεισμικών κινδύνων στον Βορειοδυτικό Ειρηνικό.
Το CASIE21 υποστηρίζεται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών στο πλαίσιο των βραβείων OCE 1827452 και OCE 2217465.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα SciTechDaily
περισσότερα,
Slab tearing and segmented subduction termination driven by transform tectonics” by Brandon Shuck, Brian Boston, Suzanne M. Carbotte, Shuoshuo Han, Anne Bécel, Nathaniel C. Miller, J. Pablo Canales, Jesse Hutchinson, Reid Merrill, Jeffrey Beeson, Pinar Gurun, Geena Littel, Mladen R. Nedimović, Genevieve Savard and Harold Tobin, 24 September 2025, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.ady8347
https://scitechdaily.com/earths-crust-is-breaking-apart-off-the-pacific-northwest/