منشأ پنهان آتشفشانهای اقیانوسی
پژوهشهای جدید یکی از باورهای قدیمی زمینشناسی را به چالش میکشد و نشان میدهد که جزیرههای آتشفشانی چگونه شکل میگیرند و چرا درون زمین همواره پویا باقی میماند.
فرایندی آهسته و شگفتانگیز زیر پای ما
دانشمندان زمینشناسی فرآیندی بسیار آهسته و غیرمنتظره را زیر سطح زمین شناسایی کردهاند که به تغذیه آتشفشانهای اقیانوسی کمک میکند.
به گزارش پایگاه علمی خبری دانه، مقاله ای که در نشریه Nature Geoscienc منتشر شده است.که طی آن پژوهشگران دانشگاه ساوتهمپتون دریافتند که بخشهایی از قارهها بهتدریج از زیر جدا میشوند و به درون گوشته اقیانوسی( لایه داغ و عمدتاً جامد زیر کف دریا که آرامآرام در جریان است.) کشیده میشوند. این مواد قارهای پس از ورود به گوشته میتوانند دهها میلیون سال منبع آتشفشانها باشند.
این کشف معمای دیرینهای را حل میکند: چرا برخی جزایر اقیانوسی که بسیار دور از مرزهای صفحههای تکتونیکی(بخشهای بزرگ ومتحرک لایههای خارجی زمین که روی لایه مایع گوشته حرکت میکنند.) قرار دارند، ترکیب شیمیایی «قارهای» از خود نشان میدهند، در حالی که در دل اقیانوسها قرار گرفتهاند؟
نشانههای شیمیایی باستانی در اعماق گوشته
جزایری مانند جزیره کریسمس در شمالشرق اقیانوس هند، دارای غلظتهای بالای عناصری هستند که معمولاً در قارهها یافت میشود. زمینشناسان این پدیده را به «همزدن» دوباره مواد باستانی در گوشته تشبیه میکنند؛مثل مخلوطکردن مواد قدیمی در یک همزن کیک.
برای سالها، زمینشناسان گمان میکردند این عناصر از رسوبات اقیانوسیِ فروبردهشده یا از ستونهای داغ گوشته (mantle plumes) تهنشین شدهاند. (پلومها ساختار های داغ و بالارونده از گوشته زمین هستند که به ایجاد آتشفشانها و فعالیتهای زمینشناسی در سطح زمین منجر میشوند.)
اما این توضیحها همیشه جوابگو نبودند:
- برخی مناطق آتشفشانی هیچ نشانی وجودندارد که پوسته قدیمی فرورفته دوباره ذوب شده و به سطح برگشته باشد.
- برخی دیگر خیلی سطحی و خنکاند (دما بیش از حد پایین است)برای اینکه یک پلوم عمیق وداغ که از مرز هسته-گوشته بالا میآید تشکیل شده باشد.
توماس گرنون، نویسنده اصلی، میگوید:
«دهههاست میدانیم بخشی از گوشته زیر اقیانوسها آلوده به مواد قارهای است، اما نمیدانستیم این مواد چگونه به آنجا رسیدهاند.»
قارهها از زیر کنده میشوند
پژوهشگران سازوکار جدیدی پیشنهاد میدهند: قارهها فقط در سطح شکافته نمیشوند، بلکه از زیر نیز ورقهورقه شده و در مسافتهای بسیار طولانی جابهجا میشوند.
برای آزمودن این نظریه، تیم پژوهشی شبیهسازیهایی ساخت که رفتار گوشته و پوسته قارهای را هنگام کشیدهشدن بازسازی میکرد.
نتایج نشان میدهد هنگامی که قارهها شروع به گسست میکنند، نیروهای قدرتمند در عمق زمین یک «موج گوشتهای» (mantle wave) ایجاد میکند. این موج غلتان در عمق ۱۵۰ تا ۲۰۰ کیلومتری زیر قاره حرکت میکند و بهتدریج مواد را از ریشههای قاره جدا میسازد.
این روند بسیار آهسته است (حدود یکمیلیونیوم سرعت یک حلزون) اما پس از میلیونها سال، این ذرات کندهشده بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر درون گوشته اقیانوسی جابهجا میشوند و آتشفشانها را تغذیه میکنند.
ساسچا برونه از مرکز GFZ میگوید:
«گوشته مدتها پس از گسست قارهها هنوز اثر آن را حس میکند. این سیستم بهمحض شکلگیری یک اقیانوس جدید خاموش نمیشود.گوشته همچنان خود را بازسازماندهی کرده و مواد قارهای را کیلومترها دورتر حمل میکند.»
سرنخهایی از اقیانوس هند
برای آزمودن مدل، تیم دادههای شیمیایی و زمینشناسی مناطق مختلف از جمله استان کوهدریایی اقیانوس هند (زنجیرهای از ساختارهای آتشفشانی که پس از فروپاشی گوندوانا بیش از ۱۰۰ میلیون سال پیش شکل گرفت) را بررسی کردند.
نتایج نشان داد پس از جدایی گوندوانا (فرآیندی در دوره زمین شناسی مزوزوییک که در طی آن ابرقاره گوندوانا شروع به تکهتکه شدن و جداشدن کرد.)، فوران ماگمایی با غلظت غیرمعمول بالای مواد قارهای رخ داد. این امضا شیمیایی طی زمان و همزمان با کاهش جریان مواد از زیر قارهها کمکم محو شد. نکته مهم اینکه این فرایند بدون وجود یک پلوم عمیق گوشته رخ داد.
گرنون میگوید:
«ما نقش ستونهای گوشته را نفی نمیکنیم، اما این کشف نشان میدهد سازوکار کاملاً جدیدی نیز در شکلگیری ترکیب گوشته نقش دارد. موجهای گوشته میتوانند قطعات قارهای را به اعماق اقیانوس حمل کنند و اثر شیمیایی برجای بگذارند که مدتها باقی میماند.»
پژوهش همچنین بر کارهای پیشین تیم تکیه دارد که نشان میداد همین موجهای آهسته گوشتهای میتوانند آثار بزرگی در اعماق قارهها ایجاد کنند.
