Όταν η κρούστα τρώει τον εαυτό της...
Υποθαλάσσιο ηφαίστειο στον Ειρηνικό Ωκεανό ξαναγράφει τις θεωρίες για το πώς σχηματίζεται ο φλοιός της Γης.
Στα ανοιχτά των ακτών του Όρεγκον, ένα ανήσυχο υποθαλάσσιο ηφαίστειο που ονομάζεται Axial Seamount παρακολουθείται εδώ και δεκαετίες. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν όργανα του πυθμένα για να παρακολουθούν πότε φουσκώνει, πότε τρέμει και πότε περίπου θα εκραγεί. Αλλά κανείς δεν είχε δει τι υπάρχει στην πραγματικότητα στο εσωτερικό του.
Όταν μια ομάδα τελικά χαρτογράφησε το εσωτερικό του ηφαιστείου σε τρεις διαστάσεις, η δομή δεν ταίριαζε με αυτό που προβλέπουν τα σχολικά βιβλία. Κάτι έλειπε - κάτι που οι γεωλόγοι είχαν υποθέσει ότι ήταν καθολικό.
Το τυπικό μοντέλο
Για δεκαετίες, οι γεωλόγοι βασίζονταν σε ένα σαφές σχέδιο. Πάνω από έναν βαθύ θάλαμο μάγματος βρίσκονται δύο διακριτά στρώματα: ροές λάβας στην κορυφή και από κάτω υπάρχει μια παχύτερη ζώνη κάθετων ρωγμών γεμάτες με σκληρυμένο μάγμα.
Δείγματα από γεωτρήσεις και αρχαίος βυθός που αποκαλύφθηκε στην ξηρά το επιβεβαίωσαν. Οι ρωγμές τροφοδότησαν κάθε έκρηξη, η λάβα ψύχθηκε και νέος ωκεάνιος φλοιός αναπτύχθηκε.
Αυτό λειτουργεί καλά σε πολλές κορυφογραμμές. Τι γίνεται όμως με τα μέρη όπου ένα θερμό σημείο - μια επίμονη πηγή θερμότητας που αναδύεται από τα βάθη της Γης - αντλεί μάγμα στο ίδιο τμήμα για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια; Αυτό είναι ένα εντελώς διαφορετικό θηρίο.
Ο Satish C. Singh, Ph.D., στο Institut de Physique du Globe de Paris ( IPGP ) και μια ομάδα Αμερικανών συναδέλφων αναζητούσαν στοιχεία.
Χαρτογράφηση του Αξονικού υποθαλάσσιου Όρους
Το Axial Seamount βρίσκεται περίπου 480 χιλιόμετρα από τις ακτές του Όρεγκον, όπου η κορυφογραμμή Juan de Fuca - ένα ρήγμα του πυθμένα του Ειρηνικού - συναντά το θερμό σημείο Cobb. Ένας κρατήρας σε σχήμα πετάλου βρίσκεται 1.400 μέτρα βάθος.
Το υποθαλάσσιο όρος έχει εκραγεί τρεις φορές στη μνήμη μας – το 1998, το 2011 και το 2015. Το 2019, ένα ερευνητικό σκάφος έσυρε καλώδια λήψης ήχου σε ένα κομμάτι βυθού διαστάσεων 25 επί 10 μιλίων (40 επί 16 χιλιομέτρων) πάνω από το Axial. Ανέκαμψε ηχητικά κύματα μέσα από τον βράχο και κατέγραψε τις ηχώ.
Η ομάδα του Singh επανεπεξεργάστηκε αυτές τις ηχογραφήσεις με πιο ευκρινείς μεθόδους από ό,τι είχε εφαρμόσει μια προηγούμενη μελέτη, χαρτογραφώντας το εσωτερικό του ηφαιστείου μέχρι το λιωμένο βράχο από κάτω.
Ένα στρώμα που λείπει
Οι νέες τρισδιάστατες εικόνες δείχνουν κάτι που το σχολικό βιβλίο δεν είχε προβλέψει. Η παχιά ζώνη των κάθετων ρωγμών - που ονομάζονται φύλλα αναχωμάτων - θα πρέπει να βρίσκεται ανάμεσα στη λάβα και το μάγμα. Δεν υπάρχει.
Τα στρώματα ροής λάβας κατεβαίνουν σε βάθος μεγαλύτερο από 3.000 μέτρα (9.800 πόδια), μέχρι την κορυφή της δεξαμενής μάγματος. Δεν υπάρχει τίποτα ανάμεσά τους.
Κάποιες κάθετες ρωγμές πρέπει να εξακολουθούν να υπάρχουν, καθώς η λάβα πρέπει με κάποιο τρόπο να φτάσει στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια των εκρήξεων. Αλλά στο μεγαλύτερο μέρος της περιοχής έρευνας, το κλασικό στρώμα αναχώματος έχει εξαφανιστεί.
Τα στρώματα λάβας κάνουν κάτι άλλο περίεργο. Αντί να είναι επίπεδα, γέρνουν προς τα μέσα, καμπυλώνοντας προς τα κάτω προς τον κεντρικό κρατήρα. Τα βαθύτερα στρώματα γέρνουν πιο απότομα - έως και 18 μοίρες κοντά στο μάγμα από κάτω.
Η ομάδα του Σινγκ εντόπισε αυτό σε δύο πιθανές αιτίες. Τα ρήγματα που πλαισιώνουν το ηφαίστειο εξαπλώνονται αργά, ανοίγοντας χώρο από κάτω. Μεγάλες εκρήξεις μπορεί επίσης να αποστραγγίσουν τη δεξαμενή, προκαλώντας χαλάρωση του πυθμένα. Φρέσκια λάβα γεμίζει με τη σειρά της το κοίλωμα.
Το μάγμα γλιστράει πλάγια
Εδώ η έκπληξη γίνεται μεγαλύτερη. Οι τρισδιάστατες εικόνες δείχνουν λιωμένο βράχο να εξαπλώνεται προς τα έξω κατά μήκος των ίδιων των στρωμάτων λάβας.
Αυτά τα επίπεδα στρώματα μάγματος - που ονομάζονται τήγματα λάβας - εγχέονται πλευρικά στην παλαιότερη λάβα αντί να ανεβαίνουν ως κάθετες ρωγμές.
Κανείς δεν είχε παρατηρήσει άμεσα αυτό το είδος πλευρικής διείσδυσης μέσα στον ανώτερο φλοιό ενός ενεργού ηφαιστείου μέχρι τώρα.
Η πλάγια κίνηση υποδηλώνει ότι οι υδραυλικές εγκαταστάσεις του ηφαιστείου λειτουργούν με έναν τρόπο που δεν είχε ποτέ λάβει υπόψη το καθιερωμένο μοντέλο. Έχει μια εντελώς διαφορετική αρχιτεκτονική.
Όταν η κρούστα τρώει τον εαυτό της
Τα βαθύτερα στρώματα λάβας εκτείνονται ακριβώς πάνω στη δεξαμενή του θερμού μάγματος - οι τρισδιάστατες εικόνες δείχνουν τα δύο σε άμεση επαφή.
Τα εμποτισμένα με νερό ωκεάνια πετρώματα λιώνουν περίπου στους 800 ° C , πολύ κάτω από τη θερμοκρασία του φρέσκου μάγματος πάνω από τους 1093 ° C.
Η ομάδα του Σινγκ πιστεύει ότι η επαφή είναι αρκετή για να λιώσει την παλιά λάβα και να την τραβήξει πίσω στο μάγμα από κάτω. Ο φλοιός δεν αναπτύσσεται απλώς εδώ. Μπορεί επίσης να ανακυκλώνεται.
Η ιδέα δεν είναι καινούργια - οι γεωχημικοί είχαν υπονοήσει αυτό το είδος ανάμειξης από ασυνήθιστη χημεία λάβας . Αλλά οι τρισδιάστατες εικόνες δείχνουν τη φυσική διάταξη που θα το καθιστούσε δυνατό.
Ηχώ από την Ισλανδία
Κεκλιμένα στρώματα λάβας σαν αυτά έχουν εμφανιστεί μόνο σε ένα άλλο μέρος - την Ισλανδία - η οποία επίσης βρίσκεται πάνω από ένα θερμό σημείο. Εκεί, τα στρώματα βυθίζονται προς τα μέσα προς την κορυφογραμμή που εξαπλώνεται, όπως ακριβώς συμβαίνει και στο Axial Seamount.
Προηγούμενη εργασία απέδωσε την κλίση στο καθαρό βάρος της συσσωρευμένης λάβας. Οι ερευνητές υποδηλώνουν ότι κάτι άλλο μπορεί να προκαλεί το μεγαλύτερο μέρος της κάμψης - το ξεφούσκωμα μιας δεξαμενής μάγματος μετά από κάθε μεγάλη έκρηξη.
Αν αυτό ισχύει, η συνταγή για τη δημιουργία φλοιού σε κορυφογραμμές που τροφοδοτούνται από θερμά πεδία - συμπεριλαμβανομένης της κορυφογραμμής που δημιούργησε την ίδια την Ισλανδία - μπορεί να φαίνεται πολύ διαφορετική. Το παχύ στρώμα αναχώματος μπορεί να σχηματιστεί μόνο όπου η παροχή μάγματος είναι πιο περιορισμένη.
Το μέλλον του Axial Seamount
Το Axial Seamount αναμένεται να παρουσιάσει μια τεράστια έκρηξη. Το ηφαίστειο έχει αναδιοργανωθεί από το 2015 και η σεισμική παρακολούθηση δείχνει ότι οδεύει προς μια ακόμη έκρηξη.
Τα όργανα στο αστεροσκοπείο του θα καταγράφουν το σύστημα σε κίνηση - την άνοδο του φρέσκου μάγματος, το ξεφούσκωμα της δεξαμενής, την κάμψη του πυθμένα της θάλασσας.
Το εύρημα αυτό ξαναγράφει πώς φαίνεται ο ανώτερος φλοιός σε μια κορυφογραμμή που τροφοδοτείται από θερμά σημεία. Δεν είναι ένα τακτοποιημένο, διστρωματικό κέικ, αλλά μια στοίβα από ροές λάβας που δένονται πλάγια, με λιωμένα φύλλα. Και είναι εν μέρει λιωμένο στο σημείο που αγγίζει τη δεξαμενή από κάτω.
Οι ερευνητές που μελετούν την Ισλανδία, αρχαίες πλάκες του πυθμένα που έχουν αποκαλυφθεί σε ηπείρους και άλλες κορυφογραμμές που τροφοδοτούνται από θερμά νησιά έχουν τώρα ένα νέο πρότυπο για να συγκρίνουν. Η περιγραφή του πώς οι ωκεανοί χτίζουν τον πυθμένα τους στο εγχειρίδιο χρειάζεται σαφώς μια προσεκτική αναδιατύπωση.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο Nature Communications .
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα earth.com
περισσότερα,
Oceanic upper crustal accretion by melt sill and lava flow interaction at Axial volcano-Han Wu, Wenxin Xie, Satish C. Singh, Hélène Carton, Graham M. Kent, Adrien F. Arnulf & Alistair J. Harding
https://www.nature.com/articles/s41467-026-70033-x
https://www.earth.com/news/axial-seamount-volcano-under-pacific-ocean-is-rewriting-theories-earth-crust-formation/#google_vignette
.jpg)
