Shkencëtarët zbulojnë 20 milionë vjet magmatizëm të ‘pikës së nxehtë’ nën pllakën Cocos

Dhjetë vjet më parë, Samer Naif bëri një zbulim të papritur në mantelin e Tokës: një xhep i ngushtë, i propozuar për t’u mbushur me magmë, i fshehur rreth 60 kilometra nën fundin e detit të Pllakës Cocos.

Shkrirjet e mantelit janë të gjalla dhe zakonisht notojnë drejt sipërfaqes – mendoni për vullkanet nënujore që shpërthejnë për të formuar vargje ishujsh. Por imazhi i Naif-it tregoi në vend të kësaj një fetë të qartë shkëmbi gjysmë të shkrirë: shkrirje të pjesshme të shkallës së ulët, ende të vendosura në bazën e pllakës rreth 37 milje nën dyshemenë e oqeanit.

Më pas, vëzhgimi dha një shpjegim se si pllakat tektonike mund të rrëshqasin gradualisht, të lubrifikuara nga shkrirja e pjesshme. Studimi gjithashtu “ngriti disa pyetje rreth asaj se pse magma ruhet në një kanal të hollë – dhe nga e ka origjinën magma”, thotë Naif, një asistent profesor në Shkollën e Tokës dhe Shkencave Atmosferike në Institutin e Teknologjisë në Xhorxhia.

Studiuesit e tjerë vazhduan të ndajnë interpretime konkurruese për shkakun e kanalit – duke përfshirë studime që argumentuan kundër nevojës së magmës për të shpjeguar vëzhgimin.

Kështu Naif shkoi drejt burimit.

“Unë në thelb shkova në një gjueti shumëvjeçare, të ngjashme me një histori detektivi të Sherlock Holmes, duke kërkuar të dhëna të magmave të mantelit që ne vëzhguam për herë të parë në studimin e Natyrës 2013,” thotë ai. “Kjo përfshinte grumbullimin e provave nga disa burime të pavarura, duke përfshirë të dhënat gjeofizike, gjeokimike dhe gjeologjike (kampionimi i drejtpërdrejtë i detit).

Tani, rezultatet e këtij kërkimi janë të detajuara në një artikull të ri të Science Advances, “Magmatizmi episodik intraplate i ushqyer nga një kanal shkrirjeje jetëgjatë me origjinë nga shtëllunga distale”, me autor Naif dhe studiues nga Studimi Gjeologjik i SHBA në Woods Hole Coast and Marine Qendra e Shkencës, Universiteti i Arizonës Veriore, Observatori i Tokës Lamont-Doherty i Universitetit të Kolumbisë, Departamenti i Gjeologjisë dhe Gjeofizikës në Institutin Oqeanografik Woods Hole dhe GNS Science i Lower Hutt, Zelanda e Re.

Një pllakë oqeanike relativisht e re – rreth 23 milionë vjet e vjetër – Pllaka Cocos gjurmon në bregun perëndimor të Amerikës Qendrore, duke u kthyer në perëndim në Pllakën e Paqësorit, pastaj në veri për të takuar Pllakën e Amerikës së Veriut në brigjet e Paqësorit të Meksikës.

Rrëshqitja midis këtyre dy pllakave shkaktoi tërmetin shkatërrues të qytetit të Meksikos të vitit 1985 dhe tërmetin e Chiapas të vitit 2017, ndërsa zhytja e ngjashme midis pllakave të Cocos dhe Karaibeve rezultoi në cunamin dhe tërmetin e Nikaraguas të vitit 1992 dhe tërmetet e El Salvadorit të vitit 2001.

Shkencëtarët studiojnë skajet e këtyre pllakave oqeanike për të kuptuar historinë dhe formimin e zinxhirëve vullkanikë dhe për të ndihmuar studiuesit dhe agjencitë të përgatiten më mirë për tërmetet dhe aktivitetin vullkanik të ardhshëm.

Pikërisht në këtë zonë aktive, Naif dhe studiuesit e tjerë u nisën së fundmi për të dokumentuar një sërë ndërhyrjesh magmatike vetëm nën shtratin e detit, në të njëjtën zonë që ekipi zbuloi për herë të parë kanalin e magmës në vitin 2013.

Për studimin e ri, ekipi kombinoi rezultatet e shpimeve gjeofizike, gjeokimike dhe të detit me të dhënat e reflektimit sizmik, një teknikë e përdorur për të imazhuar shtresat e sedimenteve dhe shkëmbinjve nën sipërfaqe. “Na ndihmon të shohim gjeologjinë ku nuk mund ta shohim me sytë tanë”, shpjegon Naif.

Së pari, studiuesit vëzhguan një bollëk të magmatizmit të përhapur në brendësi. “Vullkanizmi aty ku nuk pritet,” thotë Naif, “në thelb larg kufijve të pllakave: zonat e zhytjes dhe kreshtat mes oqeanit.”

Mendoni Hawaiin, ku “një shtëllungë manteli me material të nxehtë, në rritje shkrihet gjatë ngjitjes së tij dhe më pas formon zinxhirin vullkanik të Hawait në mes të Oqeanit Paqësor”, ashtu si me Pllakën Cocos, ku ekipi imazhoi vullkanizmin e ushqyer nga magma në kufirin litosferë-asthenosferë-baza e pllakave tektonike rrëshqitëse.

“Poshtë tij është manteli konvektues”, shton Naif. “Pllakat tektonike po lëvizin në sipërfaqen e Tokës sepse ato po rrëshqasin në astenosferën poshtë tyre.”

Studiuesit zbuluan gjithashtu se ky kanal poshtë litosferës është i gjerë rajonal – mbi 100,000 kilometra katrorë – dhe është një “tipar jetëgjatë që e ka origjinën nga shtëllunga e Galapagos”, një shtëllungë manteli që formoi ishujt vullkanikë Galapagos, duke furnizuar shkrirjen për një seri të ngjarjeve vullkanike gjatë 20 milionë viteve të fundit dhe që vazhdojnë edhe sot.

Më e rëndësishmja, studimi i ri sugjeron gjithashtu se këto kanale të shkrirjes të ushqyera me shtëllunga mund të jenë burime të përhapura dhe jetëgjata për vetë magmatizmin e brendshëm – si dhe për metasomatizmin e mantelit, i cili ndodh kur manteli i Tokës reagon me lëngjet për të formuar një grup mineralesh nga gurë origjinalë.

“Kjo konfirmon se magma ka qenë atje në të kaluarën – dhe një pjesë e saj ka rrjedhur përmes mantelit dhe ka shpërthyer pranë shtratit të detit,” thotë Naif, “në formën e ndërhyrjeve në prag dhe maleve detare: kryesisht vullkane të vendosura në fund të detit.”

Puna gjithashtu ofron dëshmi bindëse mbështetëse se magma mund të ruhet ende në kanal. “Më e habitshme është se magma e shpërthyer ka një gjurmë gishti kimik që lidh burimin e saj me shtëllungën e mantelit të Galapagos.”

“Mësuam se kanali i magmës ka ekzistuar për të paktën 20 milionë vjet, dhe me raste një pjesë e kësaj magme rrjedh në fundin e detit ku shpërthen vullkanikisht”, shton Naif.

Burimi i identifikuar i ekipit të magmës, shtëllunga e Galápagos, “është më shumë se 1000 kilometra larg nga vendi ku ne zbuluam këtë vullkanizëm. Nuk është e qartë se si magma mund të qëndrojë përreth në mantel për një kohë kaq të gjatë, vetëm për të rrjedhur jashtë në mënyrë episodike. “

Dëshmia që ekipi përpiloi është “me të vërtetë mjaft delikate dhe kërkon një studim të detajuar dhe të kujdesshëm të një grupi vëzhgimesh në fund të detit për të lidhur pikat”, thotë Naif. “Në thelb, shenjat e një vullkanizmi të tillë, megjithëse janë mjaft të qarta këtu, kërkojnë gjithashtu të dhëna me rezolucion të lartë dhe disa lloje të ndryshme të dhënash për të qenë në gjendje të zbulojnë tipare të tilla delikate të shtratit të detit.”

Pra, “nëse mund të shohim të dhëna të tilla delikate të vullkanizmit këtu,” shpjegon Naif, “do të thotë që një analizë e ngjashme, e kujdesshme e të dhënave me rezolucion të lartë në pjesë të tjera të shtratit të detit mund të çojë në zbulime të ngjashme të vullkanizmit diku tjetër, të shkaktuar nga shtëllunga të tjera të mantelit. .”

“Ka shtëllunga të shumta mantele të vendosura në të gjithë planetin. Ka gjithashtu shumë male detare – të paktën 100,000 prej tyre! – që mbulojnë fundin e detit, dhe kushdo mund ta hamendësojë se sa prej tyre u formuan në mes të pllakave tektonike për shkak të magmës që burojnë nga shtëllunga të largëta të mantelit që rrodhën në sipërfaqe.”