Τα βασικά σημεία του άρθρου
- Μια νέα, ανατρεπτική μελέτη έρχεται τώρα να ρίξει φως στον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε αυτό το υποθαλάσσιο «θηρίο», λύνοντας ένα μυστήριο δεκαετιών στον βυθό του Ειρηνικού.
- Ερευνητές προτείνουν ότι το Οροπέδιο Οντόνγκ Ιάβα, το μεγαλύτερο ωκεάνιο οροπέδιο, μπορεί να δημιουργήθηκε από ένα θερμοχημικό μανδυακό πλούμιο.
- Οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι ένα τέτοιο πλούμιο θα μπορούσε να δικαιολογήσει τα πρότυπα πάχους του φλοιού, τη σύνθεση της λάβας και τον κατά κύριο λόγο υποθαλάσσιο σχηματισμό του οροπεδίου.
Στα ανεξερεύνητα βάθη των ωκεανών κρύβονται μερικά από τα μεγαλύτερα γεωλογικά μυστήρια του πλανήτη μας. Εκεί, κάτω από τα σκοτεινά νερά του Ειρηνικού, βρίσκεται μια γιγαντιαία ηφαιστειακή δομή που αψηφά τους νόμους της γεωλογίας και προβληματίζει τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες.
Μια νέα, ανατρεπτική μελέτη έρχεται τώρα να ρίξει φως στον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε αυτό το υποθαλάσσιο «θηρίο», αποκαλύπτοντας μια πολύ πιο περίπλοκη διεργασία στα έγκατα της Γης από ό,τι φανταζόμασταν μέχρι σήμερα.
Ένα θερμοχημικό πλούμιο (ανοδικό ρεύμα μάγματος) ενδέχεται να εξηγεί πώς σχηματίστηκε το μεγαλύτερο ωκεάνιο οροπέδιο της Γης κάτω από τη θάλασσα. Θαμμένη κάτω από τον δυτικό Ειρηνικό Ωκεανό βρίσκεται μια ηφαιστειακή δομή τόσο τεράστια, που ανταγωνίζεται το μέγεθος μιας ηπείρου.
Το Οροπέδιο Οντόνγκ Ιάβα (Ontong Java Plateau) είναι το μεγαλύτερο ωκεάνιο οροπέδιο στη Γη, χτισμένο από κολοσσιαίους όγκους λάβας και με φλοιό πολύ παχύτερο από εκείνον του γύρω πυθμένα.
Ωστόσο, ένα κρίσιμο ερώτημα παραμένει αναπάντητο: Ποια διεργασία θα μπορούσε να δημιουργήσει κάτι τόσο τεράστιο χωρίς να το ανυψώσει πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας; Αυτή η αντίφαση προβληματίζει τους γεωλόγους εδώ και δεκαετίες.
Το επικρατέστερο μοντέλο για τις θερμικές στήλες μανδύα ή μανδυακά πλούμια (mantle plume) προβλέπει ότι μια έκρηξη ασυνήθιστα θερμού υλικού από τα βάθη της Γης θα έπρεπε να είχε προκαλέσει σημαντική ανύψωση της επιφάνειας πριν ξεκινήσουν οι ηφαιστειακές εκρήξεις. Όμως, τα γεωλογικά στοιχεία δείχνουν ότι το μεγαλύτερο μέρος του οροπεδίου σχηματίστηκε κάτω από το νερό.
Θερμοχημικό πλούμιο: Η νέα ανατρεπτική θεωρία για το υποθαλάσσιο «θηρίο»
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Ωκεανολογίας της Νότιας Κίνας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών προτείνουν τώρα μια διαφορετική εξήγηση. Χρησιμοποιώντας θερμοδυναμικά μοντέλα για να ελέγξουν τα επικρατέστερα σενάρια σχηματισμού, διαπίστωσαν ότι το οροπέδιο μπορεί να δημιουργήθηκε από ένα θερμοχημικό μανδυακό πλούμιο – ένα ανερχόμενο σώμα μάγματος στον μανδύα που δεν ήταν μόνο θερμότερο από το περιβάλλον του, αλλά είχε και ξεχωριστή χημική σύσταση.
Τα ωκεάνια οροπέδια είναι τεράστιες υποθαλάσσιες ηφαιστειακές επαρχίες που χαρακτηρίζονται από υπερυψωμένο πυθμένα και εξαιρετικά παχύ φλοιό. Πολλά από αυτά σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια σύντομων αλλά έντονων περιόδων ηφαιστειακής δραστηριότητας, οι οποίες απελευθέρωσαν πρωτοφανείς ποσότητες μάγματος.
Επειδή τα περισσότερα παραμένουν βυθισμένα, προστατεύονται σε μεγάλο βαθμό από την αποσάθρωση και τη διάβρωση που αλλοιώνουν ή καταστρέφουν παρόμοιες ηφαιστειακές δομές στην ξηρά. Οι επιστήμονες απέδιδαν παραδοσιακά τον σχηματισμό τους σε μία από δύο διεργασίες: σε βαθιά μανδυακά πλούμια ή σε μια ασυνήθιστα γρήγορη διεύρυνση του ωκεάνιου πυθμένα.
Ωστόσο, καμία από τις δύο εξηγήσεις δεν είχε καταφέρει να δικαιολογήσει πλήρως το ασυνήθιστο μέγεθος, τη σύνθεση και τον κατά κύριο λόγο υποθαλάσσιο σχηματισμό του Οροπεδίου Οντόνγκ Ιάβα.
Δύο μοντέλα σε «μονομαχία»
Στο μοντέλο του μανδυακού πλουμίου, θερμό υλικό ανέρχεται από τα βάθη της Γης κατά τη διάρκεια δεκάδων εκατομμυρίων ετών μέχρι να φτάσει στη βάση μιας ωκεάνιας πλάκας. Εκεί, ο θερμός μανδύας εξαπλώνεται προς τα έξω κάτω από την πλάκα. Καθώς η πίεση πέφτει, ένα μέρος του μανδύα λιώνει, παράγοντας μεγάλες ποσότητες μάγματος που εκρήγνυνται ως λάβα και σχηματίζουν ένα ευρύ ηφαιστειακό οροπέδιο.
Η δεύτερη θεωρία κάνει λόγο για ασυνήθιστα γρήγορη απόκλιση των τεκτονικών πλακών στον ωκεάνιο πυθμένα. Σε αυτό το σενάριο, τα πετρώματα του μανδύα κάτω από τις μεσοωκεάνιες ράχες λιώνουν καθώς μειώνεται η πίεση, παράγοντας αρκετό μάγμα για τη δημιουργία μιας μεγάλης πυριγενούς επαρχίας.
Η γεωλογική «εξίσωση» που λύνει τον γρίφο δεκαετιών
Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Geoscience, προτείνει μια διαφορετική εξήγηση για το Οροπέδιο Οντόνγκ Ιάβα: μια διαδικασία σχηματισμού μέσω θερμοχημικού πλουμίου.
Το Οροπέδιο Οντόνγκ Ιάβα σχηματίστηκε κατά κύριο λόγο κατά την Πρώιμη Κρητιδική περίοδο πάνω στην Πλάκα του Ειρηνικού και αποτελεί το μεγαλύτερο υπάρχον ωκεάνιο οροπέδιο στη Γη.
Για χρόνια, πολλοί ερευνητές υποστήριζαν την εξήγηση του μανδυακού πλουμίου. Όμως, ένα αμιγώς θερμικό πλούμιο δημιουργεί ένα πρόβλημα: αναμενόταν να ανυψώσει το οροπέδιο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, κάτι που δεν συμβαδίζει με τα στοιχεία που αποδεικνύουν ότι το μεγαλύτερο μέρος του οροπεδίου σχηματίστηκε κάτω από το νερό.
Το μοντέλο της διεύρυνσης του ωκεάνιου πυθμένα αφήνει επίσης βασικά ερωτήματα αναπάντητα. Οι ραδιομετρικές ηλικίες από δείγματα βασάλτη που συλλέχθηκαν με γεωτρήσεις στο Οροπέδιο Οντόνγκ Ιάβα δεν συμπίπτουν με τις ηλικίες των γειτονικών μαγνητικών γραμμώσεων. Αυτή η αναντιστοιχία υποδηλώνει ότι το οροπέδιο πιθανότατα σχηματίστηκε στο εσωτερικό μιας τεκτονικής πλάκας, παρά κοντά σε μεσοωκεάνιες ράχες.
Οι προσομοιώσεις «ψηφίζουν» μικτά πλούμια
Για να συγκρίνουν τις αντικρουόμενες ιδέες, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν θερμοδυναμική μοντελοποίηση ώστε να αναπαραστήσουν τις θερμικές και χημικές συνθήκες του μανδύα κατά τον σχηματισμό του Οροπεδίου Οντόνγκ Ιάβα. Με τον τρόπο αυτό, εξέτασαν τόσο το σενάριο του μανδυακού πλουμίου όσο και το σενάριο της διεύρυνσης του ωκεάνιου πυθμένα.
Οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι το μοντέλο της διεύρυνσης του ωκεάνιου πυθμένα θα απαιτούσε είτε μια μη ρεαλιστικά υψηλή δυνητική θερμοκρασία του μανδύα είτε μια μεγάλη ποσότητα πυκνού, εύτηκτου πυροξενίτη. Αντίθετα, ένα θερμοχημικό πλούμιο θα μπορούσε να δικαιολογήσει αρκετά από τα κύρια χαρακτηριστικά του οροπεδίου.
Ένα πλούμιο με θερμοκρασιακή ανωμαλία 135 έως 200 ℃ και ποσοστό έως και 13% σε πυκνό, εύτηκτο πυροξενίτη, θα μπορούσε να εξηγήσει τα πρότυπα πάχους του φλοιού του οροπεδίου, τη σύνθεση της λάβας και τον κατά κύριο λόγο υποθαλάσσιο σχηματισμό του.
Χρησιμοποιώντας τις παρατηρούμενες διαφορές στο πάχος του φλοιού και στη σύνθεση της λάβας σε ολόκληρο το οροπέδιο, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα μοντέλο χωρικής εξέλιξης για την κεφαλή ενός θερμοχημικού μανδυακού πλουμίου.
Και άλλα οροπέδια μπορεί να ταιριάζουν στο ίδιο μοντέλο
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι τα θερμοχημικά πλούμια ενδέχεται να είναι πολύ πιο σημαντικά για τη δημιουργία των ωκεάνιων οροπεδίων από ό,τι αναγνώριζαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες.
«Εκτός από το Οροπέδιο Οντόνγκ Ιάβα, πολλά άλλα ωκεάνια οροπέδια εμφανίζουν επίσης ανομοιογενείς μανδυακές πηγές, γεγονός που υποδηλώνει την κοινή συμμετοχή των θερμοχημικών πλουμίων στον σχηματισμό τους» ,δήλωσε ο καθηγητής Τζιντσάνγκ Ζανγκ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
«Αυτός ο μηχανισμός διαφέρει σημαντικά από το μοντέλο του αμιγώς θερμικού πλουμίου που θεωρούνταν δεδομένο για μεγάλο χρονικό διάστημα».