Ένα ηφαιστειακό τόξο 100 εκατομμυρίων ετών στο Ιράν κρύβει στοιχεία για την ιστορία ενός εξαφανισμένου ωκεανού, του οποίου το κλείσιμο βοήθησε στη διαμόρφωση της Μέσης Ανατολής.
Ένα αρχαίο ηφαιστειακό σύστημα στο βορειοδυτικό Ιράν έγινε δύσκολο να αναγνωριστεί, καθώς η τεκτονική παραμόρφωση, η διάβρωση και η ταφή αλλοίωσαν το γεωλογικό του αρχείο. Η νεότερη μαγματική δραστηριότητα κατά την Ηώκαινο εποχή απέκρυψε ακόμη περισσότερο τα στοιχεία.
Οι ερευνητές ταυτοποίησαν τώρα εναπομείναντα πετρώματα από ένα άγνωστο μέχρι πρότινος ηπειρωτικό μαγματικό τόξο, το οποίο ήταν ενεργό πριν από περίπου 101 έως 97 εκατομμύρια χρόνια. Η διεθνής ομάδα, υπό την καθοδήγηση του Τεχνικού Πανεπιστημίου της Κωνσταντινούπολης (ITU), ονομάζει το σύστημα “Ηπειρωτικό Μαγματικό Τόξο του Αζερμπαϊτζάν” (Azerbaijan Continental Magmatic Arc).
Όπως περιγράφεται στο επιστημονικό περιοδικό Geoscience Frontiers, το τόξο χρονολογείται από την εξέλιξη του Ωκεανού της Νεο-Τηθύος κατά την Ύστερη Κρητιδική περίοδο. Τα απομεινάρια του βρίσκονται σε μια περιοχή που σήμερα αποτελεί μέρος της ζώνης σύγκρουσης Αραβίας-Ευρασίας.
Οι αναπαραστάσεις της μαγματικής ιστορίας του Ιράν έχουν επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό στο Μαγματικό Τόξο Sanandaj-Sirjan και στο Μαγματικό Τόξο Urumieh-Dokhtar. Η αναγνώριση ενός ξεχωριστού συστήματος της Ύστερης Κρητιδικής περιόδου στα βορειοδυτικά επεκτείνει αυτό το πλαίσιο και προσθέτει στοιχεία για την αναπαράσταση της ιστορίας της περιοχής πριν από την ηπειρωτική σύγκρουση.
Το ευρύτερο σύστημα της Νεο-Τηθύος συνδέει αυτή την ιστορία με την Ανατολική Μεσόγειο, τη Μέση Ανατολή και τη Δυτική Ασία, των οποίων η γεωλογία διαμορφώθηκε βαθιά από το κλείσιμο του ωκεανού.
Τα χημικά «αποτυπώματα» που αποκάλυψαν τη χαμένη τεκτονική πλάκα
Για να διερευνήσουν το ηφαιστειακό τόξο, οι ερευνητές εξέτασαν ηφαιστειακά και πλουτώνια πετρώματα από διάφορες τοποθεσίες στο βορειοδυτικό Ιράν, ιδιαίτερα κατά μήκος του ρήγματος Siah Cheshmeh-Khoy-Misho-Tabriz. Τα ηφαιστειακά πετρώματα σχηματίζονται από υλικό που εκτοξεύεται στην επιφάνεια, ενώ τα πλουτώνια πετρώματα σχηματίζονται όταν το μάγμα ψύχεται υπογείως.
Και οι δύο τύποι μπορούν να διατηρήσουν στοιχεία ηπειρωτικού μαγματισμού τόξου, μια διαδικασία κατά την οποία μια ωκεάνια πλάκα βυθίζεται κάτω από μια ήπειρο και συμβάλλει στη δημιουργία μάγματος πάνω από την υποχωρούσα πλάκα. Η ομάδα χρησιμοποίησε τη μέθοδο χρονολόγησης ουρανίου-μολύβδου σε κρυστάλλους ζιρκονίου (γνωστή ως γεωχρονολόγηση U-Pb ζιρκονίου) για να προσδιορίσει την ηλικία των πετρωμάτων.
Οι αναλύσεις ισοτόπων αφνίου (Hf) βοήθησαν στην ανίχνευση των πηγών του μάγματος, ενώ η γεωχημική ανάλυση ολικού πετρώματος αποκάλυψε τη χημική τους σύσταση. Συνδυαστικά, τα αποτελέσματα έδειξαν χαρακτηριστικά που συνάδουν με ένα ηπειρωτικό μαγματικό τόξο το οποίο σχηματίστηκε μέσω υποβύθισης —της διαδικασίας δηλαδή κατά την οποία μια τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από μια άλλη.
Η συνεργασία αυτή έφερε κοντά ερευνητές από το Τεχνικό Πανεπιστημίου της Κωνσταντινούπολης (ITU) και συναδέλφους τους από το Ινστιτούτο Έρευνας του Θιβετιανού Οροπεδίου και το Ινστιτούτο Οικολογίας και Γεωγραφίας του Σιντζιάνγκ (και τα δύο μέρη της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών), μαζί με το ETH Ζυρίχης στην Ελβετία, το Τεχνικό Πανεπιστήμιο Καραντενίζ στην Τουρκία και το Πανεπιστήμιο Νταμγκάν στο Ιράν.
Ο Δρ. Αλί Μοχαμαντί (Ali Mohammadi), κύριος συγγραφέας της μελέτης από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Κωνσταντινούπολης, εξήγησε: «Αυτή η μελέτη δείχνει ότι η μαγματική ιστορία του βορειοδυτικού Ιράν είναι πολύ πιο περίπλοκη από ό,τι πιστευόταν μέχρι σήμερα. Ενσωματώνοντας γεωχρονολογικά, ισοτοπικά και γεωχημικά στοιχεία, εντοπίσαμε ένα ηπειρωτικό τόξο της Ύστερης Κρητιδικής περιόδου, το οποίο στη συνέχεια καλύφθηκε από μεταγενέστερες τεκτονικές διαδικασίες».
Το γεωλογικό ρήγμα που «προδίδει» τα σύνορα ενός χαμένου κόσμου
Το αποσπασματικό αρχείο του ηφαιστειακού τόξου θέτει πρόσθετους περιορισμούς στην αναπαράσταση της υποβύθισης, της μετανάστευσης των μαγματικών τόξων, της ηπειρωτικής ανάπτυξης και του κλεισίματος των αρχαίων ωκεανών. Επίσης, εγείρει ένα ερώτημα σχετικά με το ρήγμα κατά μήκος του οποίου εξετάστηκαν πολλά από τα πετρώματα.
Οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι το Ρήγμα Siah Cheshmeh-Khoy-Misho-Tabriz ενδέχεται να σηματοδοτεί ένα σημαντικό τεκτονικό σύνορο που σχετίζεται με την αναδιοργάνωση του συστήματος της Νεο-Τηθύος. Οι αλλαγές στην υποβύθιση ίσως βοηθούν να εξηγηθεί γιατί αυτό το μαγματικό επεισόδιο είχε σχετικά σύντομη διάρκεια.
Στους πιθανούς παράγοντες περιλαμβάνονται η “οπισθοχώρηση της βυθιζόμενης πλάκας” (slab rollback), κατά την οποία η υποχωρούσα πλάκα απομακρύνεται καθώς βυθίζεται, και η “μετανάστευση του τόξου” (arc migration), μια μετατόπιση δηλαδή της θέσης της μαγματικής δραστηριότητας.
Αυτές παραμένουν οι προτεινόμενες εξηγήσεις για την ανάπτυξη του τόξου του Αζερμπαϊτζάν, καθώς οι ερευνητές βελτιώνουν τα μοντέλα της τεκτονικής ιστορίας του βορειοδυτικού Ιράν κατά την Ύστερη Κρητιδική περίοδο.