Po raz pierwszy naukowcy mają dowody na to, że warstwa głęboko pod powierzchnią Ziemi może tworzyć wulkany.
Warstwa, zwana strefą przejściową, czai się w płaszczu Ziemi między 250 a 400 milami (400 do 640 kilometrów) pod skorupą. Strefa ta jest bogata w wodę, kryształy i stopioną skałę.
Badanie wykazało, że te superhot materiały mogą przenikać na powierzchnię, tworząc wulkany.
Naukowcy od dawna wiedzą, że wulkany wyskakują, gdy płyty tektoniczne na wierzchu płaszcza Ziemi zbiegają się lub kiedy płaszcze płaszczowe tworzą gorące punkty na skorupie Ziemi, podobnie jak pryszcze wybuchające na twarzy człowieka. Ale do tej pory naukowcy nie wiedzieli, że strefa przejściowa - region umieszczony pomiędzy płaszczem górnym i dolnym - jest zaangażowana, twierdzą naukowcy.
„Znaleźliśmy nowy sposób na tworzenie wulkanów”, powiedział w oświadczeniu starszy badacz Esteban Gazel, profesor nadzwyczajny w Departamencie Nauk o Ziemi i Atmosferze na Uniwersytecie Cornell. „Po raz pierwszy znaleźliśmy wyraźne wskazanie ze strefy przejściowej głęboko w płaszczu Ziemi, że wulkany mogą tworzyć się w ten sposób”.
Naukowcy dokonali odkrycia, badając próbkę rdzenia o długości 2600 stóp (790 metrów), która została wywiercona na Bermudach w 1972 roku. Rdzeń ten znajduje się obecnie na Uniwersytecie Dalhousie w Nowej Szkocji, gdzie został zbadany przez współautorkę badań Sarah Mazza, badacz planetologii na Uniwersytecie w Münster w Niemczech.
Oczekiwała, że rdzeń pokaże, że wulkan, który spowodował, że Bermudy powstały z pióropuszu płaszczowego, tak powstały Hawaje. Ale analizując charakterystyczne izotopy rdzenia lub wersje elementów; Zawartość wody; i inne związki, znalazła coś zupełnie innego.
Wydaje się, że to szczególne miejsce w strefie przejściowej - znajdujące się głęboko pod Oceanem Atlantyckim - zostało częściowo utworzone przez zdarzenia subdukcji podczas formowania się superkontynentu Pangea. Około 30 milionów lat temu zakłócenia w strefie przejściowej, prawdopodobnie związane z przepływem płaszczowym, doprowadziły magmę ze strefy do gwałtownego wzrostu w kierunku powierzchni Ziemi, jak odkryła Mazza i jej koledzy. Ta gwałtowna magma z kolei utworzyła uśpiony wulkan pod Oceanem Atlantyckim, który stworzył Bermudy.
„Najpierw podejrzewałem, że wulkaniczna przeszłość Bermudów była wyjątkowa, kiedy próbkowałem rdzeń i zauważyłem różnorodne tekstury i mineralogie zachowane w różnych strumieniach lawy”, powiedział Mazza w oświadczeniu. „Szybko potwierdziliśmy ekstremalne wzbogacenie w kompozycjach pierwiastków śladowych. To było ekscytujące w porównaniu z naszymi pierwszymi wynikami… tajemnice Bermudów zaczęły się ujawniać”.
Zagadka rdzenia
Podczas badania rdzenia Mazza i jej koledzy znaleźli sygnatury geochemiczne, które pasowały do tych ze strefy przejściowej. Te wskazówki zawierały większe ilości wody otoczonej kryształami w porównaniu ze strefami subdukcji lub regionami, w których jedna płyta tektoniczna nurkuje pod drugą, powiedziała.
Gazel powiedział, że w strefie przejściowej jest tyle wody, że mogłaby tworzyć co najmniej trzy oceany. Ale zamiast podtrzymywać życie morskie jak woda nad skorupą, woda w strefie przejściowej pomaga stopić skały.
Teraz, gdy naukowcy wiedzą, że zaburzenia w strefie przejściowej mogą prowadzić do tworzenia wulkanów, prawdopodobnie odkryją więcej przypadków tego zjawiska geologicznego na Ziemi, twierdzą naukowcy.
„Dzięki tym pracom możemy wykazać, że strefa przejściowa Ziemi jest ekstremalnym złożem chemicznym”, powiedział Gazel. „Właśnie zaczynamy dostrzegać jego znaczenie w kontekście globalnej geodynamiki, a nawet wulkanizmu”.
