Νεκρές τεκτονικές πλάκες τροφοδοτούν ηφαίστεια;
Νεκρές τεκτονικές πλάκες φαίνεται να τροφοδοτούν ηφαίστεια από 640 χιλιόμετρα κάτω από τη Γη.
Όταν οι γεωλόγοι βρίσκουν ασυνήθιστα παχύ ωκεάνιο φλοιό, συνήθως καταφεύγουν στην ίδια εξήγηση. Ένα μανδυακό λοφίο, το οποίο είναι μια στήλη θερμού βράχου που ανεβαίνει από τα βάθη της Γης, λιώνει προς τα πάνω και δημιουργεί τεράστια ηφαιστειακά οροπέδια.
Η ιδέα αυτή εξηγεί πολλά από τα πιο πυκνά τμήματα του θαλάσσιου πυθμένα στον κόσμο. Μια περιοχή στον Βόρειο Ατλαντικό ήταν πάντα πιο δύσκολο να εξηγηθεί. Ο φλοιός της είναι αρκετές φορές παχύτερος από το αναμενόμενο και οι λάβες της περιέχουν περισσότερο νερό από ό,τι θα έπρεπε να παρέχει ένα μανδυακό λοφίο.
Μια νέα μελέτη υποστηρίζει ότι η απάντηση μπορεί να μην βρίσκεται καθόλου στη θερμότητα, αλλά σε ένα κρύο λείψανο που άφησε πίσω του ένας αρχαίος ωκεανός.
Ένα παζλ ηφαιστείου
Αυτή η ανωμαλία είναι το Οροπέδιο των Αζορών, μια ευρεία άνοδος στον Βόρειο Ατλαντικό διάσπαρτη με εννέα ηφαιστειακά νησιά. Ο κανονικός ωκεάνιος φλοιός έχει πάχος περίπου τέσσερα4 μίλια. Εδώ διογκώνεται έως και 19 μίλια. Για παχύ φλοιό όπως αυτός, η απάντηση στα σχολικά βιβλία ήταν πάντα ένα λοφίο μανδύα.
Η Χαβάη και η Ισλανδία είναι τα τυπικά παραδείγματα. Οι Αζόρες δεν ήταν ποτέ απόλυτα ταιριαστές. Ο Δρ. Jianfeng Yang στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (CAS) στο Πεκίνο ηγήθηκε μιας ομάδας που προβληματίστηκε από την ασυνέπεια. Δοκίμασαν την ιδέα χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις ροής και τήξης του μανδύα. Οι προσομοιώσεις υπέδειξαν ότι ένα λοφίο μανδύα από μόνο του δεν μπορούσε να εξηγήσει τις παρατηρήσεις.
Νερό από κάτω
Το μονοπάτι οδηγεί στη ζώνη μετάβασης, ένα στρώμα πετρώματος μανδύα περίπου 250 έως 400 μίλια κάτω από την επιφάνεια, όπου τα ορυκτά συγκρατούν πολύ νερό.
Ένα διαμάντι που μεταφέρθηκε από εκεί το απέδειξε, συγκρατώντας έναν κόκκο πλούσιο σε νερό. Μια μελέτη έδειξε ότι η βαθιά Γη είναι οτιδήποτε άλλο εκτός από ξηρή. Το νερό φτάνει σε τέτοια βάθη μέσω της καταβύθισης, της αργής διαδικασίας όπου μια πλάκα γλιστράει κάτω από μια άλλη και βυθίζεται στον μανδύα.
Η κατερχόμενη πλάκα τραβάει προς τα κάτω βράχο εμποτισμένο με νερό. Πολλά στραγγίζονται κοντά στην επιφάνεια, αλλά κάποια περνούν στη ζώνη μετάβασης και παραμένουν. Αυτές οι βυθιζόμενες πλάκες είναι παλιοί πυθμένες του ωκεανού, πλάκες που τελείωσαν τη ζωή τους και γλίστρησαν στα βάθη. Για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, το φορτίο νερού τους συγκεντρώνεται σε τσέπες της ζώνης μετάβασης.
Μια ανασκόπηση του κύκλου του βαθέος νερού περιγράφει λεπτομερώς αυτό το σύστημα μεταφοράς.
Εκτελώντας τα μοντέλα
Στις προσομοιώσεις, η ομάδα έθεσε μια μεσοωκεάνια κορυφογραμμή που παρασύρεται στον πυθμένα. Κάτω από αυτήν βρισκόταν βράχος μανδύα που περιείχε μερικά δέκατα του 1% νερό. Στη συνέχεια, άφησαν τη φυσική να λειτουργήσει.
Το νερό αλλάζει τον τρόπο συμπεριφοράς του βράχου. Ακόμα και ένα ίχνος αφήνει τον βράχο μανδύα να λιώσει σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από ό,τι θα μπορούσε να λιώσει ο ξηρός βράχος. Καθώς η κορυφογραμμή περιπλανιόταν πάνω από το υγρό κομμάτι, αυτό το υγρό υλικό ανέβαινε προς τα πάνω και άρχισε να λιώνει. Παρήγαγε πολύ περισσότερο μάγμα από ένα συγκρίσιμο ξηρό βράχο.
Ένα σταθερό θερμό σημείο θα χτυπούσε ένα σημείο μέχρι να στεγνώσει, αλλά μια κινούμενη κορυφογραμμή συνέχιζε να γλιστράει σε φρέσκο, υγρό μανδύα, τροφοδοτώντας έκρηξη μετά από έκρηξη. Η παρασυρόμενη ήταν η μηχανή. Αυτά είναι απλώς αποτελέσματα μοντέλων και μόνο ένας προτεινόμενος μηχανισμός, όχι ένα στιγμιότυπο του πυθμένα της θάλασσας.
Δημιουργία παχύρρευστου φλοιού
Στα μοντέλα, αυτή η μακρά περίοδος τήξης δημιούργησε ωκεάνιο φλοιό πάχους μεταξύ έξι και 12 μιλίων, αρκετές φορές το ωκεάνιο φυσιολογικό και ακριβώς στο εύρος που μετρήθηκε κάτω από τις Αζόρες. Ο μηχανισμός αναπαρήγαγε χαρακτηριστικά που τα μοντέλα των λοφίων δυσκολεύονταν να εξηγήσουν. Η τήξη παρακολούθησε μια κινούμενη κορυφογραμμή αντί για ένα σταθερό σημείο. Εξαιτίας αυτού, οι εκρήξεις εξαπλώθηκαν σε μια ευρύτερη περιοχή αντί να συγκεντρωθούν σε μια ενιαία ηφαιστειακή αλυσίδα.
Επειδή το πηγαίο πέτρωμα στο μοντέλο ήταν υγρό, οι λάβες έφεραν το υγρό αποτύπωμα που δείχνουν τα πραγματικά πετρώματα των Αζορών. Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ότι τα βάθη της Γης περιέχουν νερό και ότι τα λοφία μπορούν να ανυψώσουν οροπέδια. Αυτό που κανείς δεν είχε δείξει ήταν μια μεταναστευτική κορυφογραμμή που έθαψε νερό για να δημιουργήσει έναν παχύ φλοιό από μόνο του. Σε αυτό το σενάριο, το νερό έπαιξε τον κυρίαρχο ρόλο παρά η θερμότητα.
Μια διαφορετική μηχανή
Αυτό αντιστρέφει τη συνήθη ιστορία για ηφαίστεια που εκρήγνυνται μακριά από οποιοδήποτε όριο πλάκας. Αντί για ασυνήθιστα ζεστό μανδύα που ανεβαίνει από το βάθος, η μηχανή μπορεί να είναι αρχαίο νερό που απελευθερώνεται από τη ζώνη μετάβασης και απορροφάται από μια διερχόμενη κορυφογραμμή.
Το λοφίο δεν είναι πλέον ο μόνος ύποπτος. Επίσης, αναδιαμορφώνει αυτές τις νεκρές πλάκες ως ενεργούς παίκτες. Πλάκες που βυθίστηκαν στον μανδύα πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μπορεί να εξακολουθούν να επηρεάζουν την ηφαιστειακή δραστηριότητα στην επιφάνεια, μέσω του νερού που άφησαν πίσω τους.
Η ίδια λογική μπορεί να φτάσει πέρα από ένα οροπέδιο. Ευρείες εκτάσεις βαθιών βράχων φέρουν περίεργες χημικές υπογραφές που για καιρό προβλημάτιζαν τους γεωχημικούς, αχνά ίχνη επιφανειακού υλικού κλειδωμένα πολύ κάτω.
Το ανακυκλωμένο νερό που ανεβαίνει από αρχαίες πλάκες προσφέρει μια πιθανή εξήγηση για αυτές τις υπογραφές, μια πιθανότητα που μια πρόσφατη εργασία συνεχίζει να διερευνά.
Υποδεικνύοντας το μέλλον
Πριν από αυτή την εργασία, ο παχύς φλοιός και οι υγρές λάβες των Αζορών κάθονταν αδέξια μέσα σε μια εικόνα μόνο από λοφίο. Τώρα υπάρχει μια εναλλακτική λύση.
Το μοντέλο υποδηλώνει ότι το νερό που ανακυκλώνεται από αρχαίες πλάκες, αποθηκευμένο εκατοντάδες μίλια κάτω και ανασυρόμενο από μια περιπλανώμενη κορυφογραμμή, θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα οροπέδιο από μόνο του.
Αυτό δίνει στους γεωλόγους μια νέα οπτική γωνία για τα πολλά ωκεάνια οροπέδια και τα μοναχικά ηφαίστεια που ποτέ δεν κάθισαν τακτοποιημένα πάνω από ένα λοφίο. Μερικά μπορεί να είναι χαρακτηριστικά υγρού μανδύα, όχι θερμά.
Η χαρτογράφηση των σημείων όπου οι αρχαίες πλάκες αποθήκευαν νερό θα μπορούσε να βοηθήσει στον εντοπισμό των σημείων όπου μπορεί να συμβεί παρόμοια ηφαιστειακή δραστηριότητα. Επίσης, σφίγγει τον δεσμό μεταξύ της επιφάνειας της Γης και του βάθους της.
Το νερό που κάποτε γέμιζε έναν ωκεανό μπορεί να εξαφανιστεί για αιώνες και στη συνέχεια να επιστρέψει για να βοηθήσει στην ανύψωση νησιών. Ο πλανήτης διατηρεί μια μακρά μνήμη και ίχνη αρχαίων ωκεανών που μπορεί να διαμορφώνουν ακόμα την επιφάνεια σήμερα.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο Nature Communications.
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα earth.com
περισσότερα,
https://www.nature.com/articles/s41467-026-73403-7
Subduction legacies in the mantle transition zone modulate intraplate oceanic volcanism-Jianfeng Yang, Manuele Faccenda, Christine M. Meyzen, Andrea Marzoli & Liang Zhao
https://www.earth.com/news/dead-tectonic-plates-may-be-feeding-azores-volcanoes-from-400-miles-below-earth/
