Η Χαβάη μπορεί τελικά να χωριστεί σε δύο ηφαιστειακές νησιωτικές αλυσίδες
Μία βαθιά στήλη θερμών πετρωμάτων που υψώνεται κάτω από τη Χαβάη έχει αρχίσει να διασπάται μέσα στη Γη, διαχωρίζοντας την πηγή που τροφοδοτεί τα ηφαίστεια των νησιών.
Αυτό το κρυφό χάσμα αναδιατυπώνει ένα μακροχρόνιο ηφαιστειακό μυστήριο και υπονοεί ότι η χαβανέζικη αλυσίδα μπορεί μια μέρα να σχηματιστεί κατά μήκος δύο παράλληλων διαδρομών.
Μία στήλη, δύο τύποι λάβας
Στο Μεγάλο Νησί της Χαβάης, γειτονικά ηφαίστεια απελευθερώνουν λάβα με εντυπωσιακά διαφορετικές χημικές υπογραφές , μια αντίθεση που εκτείνεται κατά μήκος της πρώιμης νησιωτικής αλυσίδας της Χαβάης.
Εντοπίζοντας αυτές τις διαφορές μέσω του μανδύα, ο Jiashun Hu, γεωδυναμιστής στο Νότιο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας ( SUSTech ), απέδειξε ότι η αντίθεση αντανακλά δύο κλάδους του ίδιου βαθιού στήλης που υψώνονται κάτω από τα νησιά.
Η διάσπαση ξεκίνησε δεκάδες εκατομμύρια χρόνια πριν, βαθιά στον μανδύα και σταδιακά εξαπλώθηκε προς τα πάνω μέχρι που το χημικό του αποτύπωμα έφτασε σε εκρήξεις στην επιφάνεια.
Επειδή το χάσμα προέρχεται πολύ κάτω από τον φλοιό, οι επιφανειακές οδοί μάγματος από μόνες τους δεν μπορούν να εξηγήσουν τις διαφορές που είναι πλέον ορατές μεταξύ των ηφαιστείων της Χαβάης.
Αρχαία πλάκα χτύπησε βαθιά τον μανδύα
Πριν από περίπου 125 εκατομμύρια χρόνια, μια βυθιζόμενη πλάκα από την αρχαία καταβύθιση, όπου η μία πλάκα βυθίζεται κάτω από την άλλη, χτύπησε σε βαθιά ύλη κοντά στον πυρήνα της Γης.
Αυτή η δεξαμενή ήταν μια μεγάλη επαρχία χαμηλής ταχύτητας, μια τεράστια βαθιά ζώνη όπου τα σεισμικά κύματα επιβραδύνονται, φτιαγμένη από θερμότερο και χημικά διακριτό υλικό.
Όταν η πλάκα σπρώχτηκε στην άκρη της, η σύγκρουση σήκωσε μια κορυφογραμμή και ξεκίνησε ένα νέο κύμα θερμού βράχου προς τα πάνω.
Αυτές οι βαθιές αρχικές συνθήκες έδωσαν στο σύστημα της Χαβάης δύο χημικές πηγές πολύ πριν οποιοδήποτε νησί βγει στην επιφάνεια του ωκεανού.
Μοντέλο ανακατασκευάζει την ιστορία του μανδύα
Για να ακολουθήσει αυτή την ιστορία, το μοντέλο παρακολούθησε τον μανδύα, το θερμό βραχώδες στρώμα κάτω από τον φλοιό της Γης, σε διάστημα 250 εκατομμυρίων ετών κίνησης των πλακών.
Αντί να μαντέψει πού θα μπορούσε να σχηματιστεί το ανοδικό θερμό πέτρωμα, η προσομοίωση έπρεπε να τιμήσει τις γνωστές θέσεις των πλακών και τις αρχαίες ζώνες υποβύθισης .
Μια προηγούμενη εργασία από την ίδια ομάδα αντιστοίχισε επίσης τη μεγάλη καμπύλη στην αλυσίδα Χαβάης-Αυτοκράτορα χρησιμοποιώντας το ίδιο πλαίσιο.
Η αντιστοίχιση τόσο της τοποθεσίας της πηγής όσο και του καμπυλωτού ίχνους της δεν απέδειξε τη νέα ιδέα, αλλά την έκανε πιο δύσκολο να την απορρίψουμε.
Βαθιές σχισμές στήλης από κάτω
Πριν από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια, το μανδυακό ρεύμα της Χαβάης, μια ανερχόμενη στήλη θερμού βράχου, είχε αρχίσει να διασπάται από κάτω προς τα πάνω.
Το ένα σκέλος τράβηξε περισσότερο υλικό από το βαθύ εσωτερικό, ενώ το άλλο εξέτασε δείγματα από την άκρη της επαρχίας και από πιο συνηθισμένο μανδύα.
Προς το παρόν, υποστήριξε η ομάδα, η ρίζα έχει ήδη διαχωριστεί σε βάθος μεγαλύτερο των 620 μιλίων, παρόλο που το ανώτερο σύστημα παραμένει συνδεδεμένο.
Επειδή η διάσπαση αυξήθηκε αργά μέσα από συμπαγή βράχο, η επιφανειακή χημεία υστερούσε πολύ σε σχέση με τη βαθιά διάσπαση.
Λάβα που είναι χημικά διαφορετική
Οι λάβες τύπου Loa έφεραν σημάδια παλαιότερου υλικού, ενώ οι λάβες τύπου Kea έμοιαζαν πιο κοντά στον μέσο μανδύα που παρατηρείται αλλού.
Η θερμότητα είχε επίσης σημασία, επειδή τα θερμότερα πετρώματα άλλαζαν την ποσότητα τήξης και τα συστατικά που έφταναν στα ηφαίστεια από πάνω.
Στο μοντέλο, το νότιο σκέλος ήταν θερμότερο αλλά μετακινούσε λιγότερο υλικό, ενώ το βόρειο σκέλος ήταν πιο δροσερό και γρηγορότερο.
Αυτή η άνιση παροχή λάβας προσέφερε έναν απλό λόγο για τον οποίο γειτονικά ηφαίστεια μπορούσαν να μοιράζονται μια πηγή, αλλά να εκρήγνυνται χημικά διαφορετική λάβα.
Ηφαιστειακά νησιά στη Χαβάη ενδέχεται να χωριστούν
Αν το ίδιο μοτίβο συνεχίσει να ανεβαίνει προς τα πάνω, οι ερευνητές προέβλεψαν ότι η βαθιά σχάση θα μπορούσε να γίνει ένας πλήρης επιφανειακός διαχωρισμός μέσα σε 50 εκατομμύρια χρόνια.
Η Χαβάη ήδη αναπτύσσεται καθώς τα παλαιότερα ηφαίστεια μετακινούνται βορειοδυτικά και τα νεότερα υψώνονται νοτιοανατολικά, μια ηφαιστειακή ακολουθία που περιγράφεται από ομοσπονδιακούς γεωλόγους.
«Τα νησιά της Χαβάης μπορεί να γίνουν δύο παράλληλες διαδρομές», είπε ο Χου. Μια τέτοια αλλαγή θα εκτυλισσόταν πολύ πέρα από τα ανθρώπινα χρονοδιαγράμματα, αλλά μετέτρεψε ένα τοπικό παζλ λάβας σε μια πρόβλεψη για τη μελλοντική γεωγραφία.
Μια συνεχιζόμενη συζήτηση
Δεν αποδέχτηκαν όλοι τη νέα εξήγηση, καθώς η συζήτηση επικεντρώθηκε στο κατά πόσον οι λάβες τύπου Κέα προέρχονται πράγματι από το συνηθισμένο υλικό του μανδύα.
Μερικοί γεωχημικοί υποστήριξαν ότι εάν και οι δύο κλάδοι του λοφίου ανεβαίνουν από την ίδια βαθιά δεξαμενή, η χημεία των λάβων της Κέας δεν θα πρέπει να μοιάζει με τον μέσο μανδύα.
Αυτή η αναντιστοιχία εγείρει αμφιβολίες σχετικά με το εάν η προτεινόμενη διάσπαση από μόνη της μπορεί να εξηγήσει τις παρατηρούμενες χημικές διαφορές μεταξύ των ηφαιστείων της Χαβάης .
Η διαφωνία αφήνει μια βασική ένταση άλυτη μεταξύ των γεωχημικών μετρήσεων στην επιφάνεια και των μοντέλων του βαθύ μανδύα.
Πέρα από τις ακτές της Χαβάης
Μακριά από τη Χαβάη, η μελέτη υποστήριξε ότι παρόμοιες ηφαιστειακές τάσεις μπορεί να είναι πιο συχνές σε ολόκληρο τον Ειρηνικό παρά στην Αφρική.
Αλυσίδες όπως η Σαμόα, τα νησιά Μαρκέζας, η Σοβιέτ, το Πάστερ και τα Γκαλαπάγκος παρουσιάζουν επίσης χημικές ασυμμετρίες βορρά-νότου ή ανατολής-δύσης.
Στη νέα άποψη, οι διαφορές τους μπορεί να εξαρτώνται από το ποιο μέρος μιας βαθιάς επαρχίας λαμβάνει δείγματα κάθε στήλης καθώς ανεβαίνει.
Αυτή η ευρύτερη εμβέλεια έκανε τη Χαβάη κάτι περισσότερο από μια τοπική μελέτη περίπτωσης και την μετέτρεψε σε μια δοκιμασία για τη συμπεριφορά στα βάθη της Γης αλλού.
Μελετώντας την ηφαιστειακή διάσπαση της Χαβάης
Οι σεισμολόγοι μπορεί τελικά να δοκιμάσουν την ιδέα εντοπίζοντας πώς τα κύματα του σεισμού περνούν μέσα από τον βράχο κάτω από τη Χαβάη.
Καλύτερες εικόνες θα μπορούσαν να αποκαλύψουν εάν δύο βαθιά άκρα συγχωνεύονται ήδη προς τα πάνω κάτω από τα νησιά ή παραμένουν πλήρως χωρισμένα.
Αυτή τη στιγμή, η άποψη για τη Χαβάη είναι ακόμη δύσκολη για να απαντηθεί αυτό το ερώτημα με σιγουριά.
Μέχρι να φτάσουν πιο σαφή δεδομένα, το μοντέλο αποτελεί μια ισχυρή εξήγηση και όχι μια τελική ματιά στο εσωτερικό της Γης.
Οι δίδυμες υπογραφές λάβας της Χαβάης μοιάζουν πλέον λιγότερο με μια επιφανειακή ιδιομορφία υδραυλικών εγκαταστάσεων και περισσότερο με στοιχεία μιας βαθιάς διαδικασίας.
Είτε η στήλη γίνεται πραγματικά δύο ξεχωριστοί τροφοδότες είτε όχι, η μελέτη συνέδεσε την ηφαιστειακή δραστηριότητα των νησιών με μια βαθιά Γη που εξακολουθεί να αλλάζει.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science Advances .
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα earth.com
περισσότερα,
Bilateral Loa-Kea trends of the Hawaiian Islands caused by the bottom-up splitting of plume conduit- Jie Zhang https://orcid.org/0000-0002-1214-172X, Jiashun Hu https://orcid.org/0000-0003-1007-6837, and Kai Wang
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx4095
https://www.earth.com/news/hawaii-may-eventually-split-into-two-volcanic-island-chains/