Την 1η Νοεμβρίου 1755, η γη σείστηκε βίαια κάτω από τη Λισαβόνα της Πορτογαλίας. Οι θάλασσες φούσκωσαν, σκοτώνοντας δεκάδες χιλιάδες ανθρώπους που είχαν συγκεντρωθεί για την Ημέρα των Αγίων Πάντων. Οι έρευνες που ακολούθησαν αποκάλυψαν ότι το 85% των κτιρίων της Λισαβόνας ήταν σε ερείπια, επιτρέποντας στους επιστήμονες αιώνες αργότερα να εκτιμήσουν το μέγεθος του σεισμού σε 8,7 Ρίχτερ, εδραιώνοντάς τον ως τον πιο καταστροφικό σεισμό της Ευρώπης.
Μυστηριωδώς, ο σεισμός έπληξε μακριά από οποιαδήποτε γνωστή ζώνη υποβύθισης — περιοχές όπως αυτές στα ανοικτά της Ιαπωνίας και της Νότιας Αμερικής, όπου η μία τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από την άλλη, σχηματίζοντας μια βαθιά ωκεάνια τάφρο, τροφοδοτώντας ηφαίστεια και προκαλώντας μερικούς από τους μεγαλύτερους σεισμούς της Γης. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε αυτή την εβδομάδα στο Nature Geoscience μπορεί τελικά να εξηγήσει την καταστροφή της Λισαβόνας, ενώ παράλληλα υπονοεί το γεωλογικό μέλλον του Ατλαντικού Ωκεανού.
Η μελέτη έδειξε πως, όπως ξεκολλάει η σόλα από ένα παλιό παπούτσι, έτσι και ο μανδύας – το ζεστό, πυκνό στρώμα που απαρτίζει μεγάλο μέρος του εσωτερικού της Γης, αποκολλάται κάτω από τ’ ανοιχτά της Πορτογαλίας.
Η διαδικασία αποκόλλησης θα μπορούσε να δημιουργήσει αρκετή πίεση για να προκαλέσει μεγάλους σεισμούς. Μπορεί επίσης να προσφέρει μια σπάνια ματιά στην προέλευση της ίδιας της καταβύθισης – και να υποδείξει ένα μέλλον εκατομμύρια χρόνια από τώρα, όταν η καταβύθιση θα μπορούσε να εξαπλωθεί στον Ατλαντικό. Το αποτέλεσμα μπορεί να μοιάζει με την τεράστια αλυσίδα ζωνών καταβύθισης του Ειρηνικού Ωκεανού, οι οποίες σχηματίζουν έναν «δακτύλιο φωτιάς» που τροφοδοτεί περίπου 450.000 σεισμούς κάθε χρόνο και περίπου το 68% όλων των παγκόσμιων ηφαιστειακών εκρήξεων από το 1960.
«Η έναρξη της καταβύθισης είναι ένα μεγάλο αίνιγμα και ένας τομέας πρωτοποριακής έρευνας», λέει ο Taras Gerya, γεωλόγος στο ETH Zürich, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Οι περισσότερες ζώνες καταβύθισης στον Ειρηνικό είναι ώριμες, επομένως η εύρεση νέων που σχηματίζονται είναι κρίσιμη, εξηγεί. «Το να βλέπεις χιλιάδες κοτόπουλα δεν σε βοηθά να φανταστείς ένα αυγό».
Τεκτονικά μιλώντας, ο Ατλαντικός είναι αρκετά ήρεμος. Στο κέντρο του εκτείνεται μια οδοντωτή μεσοωκεάνια κορυφογραμμή που ξεχειλίζει ήσυχα βασάλτη, σχηματίζοντας νέο φλοιό καθώς οι πλάκες εκατέρωθεν απλώνονται με ταχύτητα 2,5 εκατοστών ετησίως. Η σχετικά άχαρη ωκεάνια λεκάνη της Πορτογαλίας στα ανοιχτά της θάλασσας δεν έχει κανένα από τα συνηθισμένα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με μεγάλους σεισμούς σε ζώνες υποβύθισης που προκαλούν τσουνάμι, όπως βαθιές ωκεάνιες τάφρους και ηφαιστειακά τόξα. Όταν ένας άλλος σεισμός έπληξε τις ακτές της Πορτογαλίας το 1969 – ένα συμβάν μεγέθους 7,8 ή 7,9 Ρίχτερ που σκότωσε 25 ανθρώπους – οι επιστήμονες έμειναν με απορία.
Η εξήγηση της γεωλογικής ανωμαλίας
Ωστόσο, προηγούμενες σεισμικές μελέτες είχαν αποκαλύψει μια αινιγματική γεωφυσική ανωμαλία: μια περίεργη μάζα που βυθιζόταν 250 χιλιόμετρα στον μανδύα. Επιπλέον, τα επίκεντρα του σεισμού του 1969 και άλλων πρόσφατων σεισμών συγκεντρώθηκαν ασυνήθιστα βαθιά κάτω από την πεδιάδα Horseshoe Abyssal, μια έκταση βαθιού ατλαντικού βυθού νοτιοδυτικά της Πορτογαλίας, που αποτελείται από μερικούς από τους παλαιότερους και πυκνότερους ωκεάνιους φλοιούς της Γης. Ενώ τα περισσότερα επίκεντρα σεισμών βρίσκονται σε απόσταση 10 χιλιομέτρων από την επιφάνεια, αυτοί οι σεισμοί προήλθαν κάτω από τα 20 χιλιόμετρα, υποδηλώνοντας ότι κάτι ασυνήθιστο συνέβαινε σε αυτό το βάθος.
Για να εξηγήσουν αυτές τις παρατηρήσεις, ο Duarte και οι συνεργάτες του δημιούργησαν μια προσομοίωση σε υπολογιστή του φλοιού και του μανδύα σε αυτήν την περιοχή, δοκιμάζοντας μια σειρά από διαφορετικές συνθήκες για να εξηγήσουν τα δεδομένα. Στο μοντέλο «βέλτιστης προσαρμογής» τους, ένα κομμάτι του μανδύα αποκολλάται από τον φλοιό και βυθίζεται στη Γη σαν δάκρυ. Αυτή η διαδικασία, λένε οι ερευνητές, θα μπορούσε να δημιουργήσει τεράστιες πιέσεις και μεγάλους σεισμούς.
Επίσης, τα επίκεντρα του σεισμού του 1969 και άλλων, πρόσφατων σεισμών, συγκεντρώνονται ασυνήθιστα βαθιά κάτω από την αβυσσαία πεδιάδα Horseshoe, μια απέραντη έκταση βαθιού Ατλαντικού θαλάσσιου πυθμένα, νοτιοδυτικά της Πορτογαλίας, που αποτελείται από μερικά από τα αρχαιότερα και πιο πυκνά ωκεάνια πετρώματα του φλοιού της Γης. Ενώ τα περισσότερα επίκεντρα του σεισμού, βρίσκονται μέσα σε 10 χιλιόμετρα της επιφάνειας, οι σεισμοί αυτοί προέρχονται κάτω από 20 χιλιόμετρα, υποδηλώνοντας πως, κάτι ασυνήθιστο συμβαίνει σ’ αυτό το βάθος.
Αυτό το είδος ξεφλουδίσματος είναι εξαιρετικά ασυνήθιστο στον ωκεάνιο φλοιό. Κανονικά, ο ωκεάνιος φλοιός και ο υποκείμενος μανδύας του σχηματίζουν αυτό που ο Duarte αποκαλεί «δομή crème brûlée»: έναν εύθραυστο, πλωτό φλοιό που στηρίζεται πάνω σε ένα πυκνότερο, άκαμπτο στρώμα μανδύα με ένα πιο μαλακό στρώμα από κάτω. Αυτή η διάταξη συνήθως εμποδίζει το στρώμα του μανδύα να βυθιστεί. Αλλά κατά μήκος της πεδιάδας Horseshoe Abyssal, δύο τεκτονικές πλάκες συγκλίνουν σε μια μικρή γωνία, ασκώντας τεράστιες ποσότητες τάσης στον φλοιό εκεί. Οι σεισμικές έρευνες αποκαλύπτουν επίσης ένα τμήμα όπου λείπει ο βασαλτικός φλοιός και τα ιζήματα του πυθμένα στηρίζονται απευθείας σε ένα στρώμα μανδύα. Όταν ο Ατλαντικός άνοιξε για πρώτη φορά, η ακραία έκταση – και το πολύ λίγο μάγμα – άφησαν τον μανδύα γυμνό.
Ο Ντουάρτε και οι συνάδελφοί του πιστεύουν ότι αυτός ο ρηχός μανδύας αποδυναμώθηκε όταν νερό εισχώρησε στις ρωγμές του, πυροδοτώντας χημικές αντιδράσεις που τον μετέτρεψαν σε ένα πρασινωπό είδος πετρώματος που ονομάζεται σερπεντινίτης. «Είναι αδύναμος, είναι ολισθηρός, είναι λιγότερο πυκνός: όλα αυτά τα καλά στοιχεία που θα επέτρεπαν στην πυκνή πλάκα από κάτω να αποσυνδεθεί από τον υπερκείμενο φλοιό», λέει ο γεωλόγος του Πανεπιστημίου Ντάρχαμ, Μαρκ Άλεν, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Οι ερευνητές πιστεύουν τώρα ότι το κεντρικό μπλοκ αυτού του τμήματος του μανδύα έχει αρχίσει να βυθίζεται, με το πέρασμά του να διευκολύνεται από δύο τεράστιες ζώνες ρωγμών που το πλαισιώνουν. Καθώς ο λεπτός φλοιός ξεφλουδίζει, περισσότερος μανδύας έλκεται στα βάθη. Αυτή η αυτοενισχυόμενη διαδικασία μπορεί να αποκαλύψει πώς ξεκινά η καταβύθιση – ένας μηχανισμός που «δεν έχει προταθεί πριν», λέει ο Gerya. Προσθέτει ότι οι μεγάλοι σεισμοί του είδους που συγκλόνισαν τη Λισαβόνα το 1755 θα μπορούσαν να είναι το πρώτο «αποτύπωμα» αποκόλλησης σε δράση.
Ο Marc-André Gutscher, γεωλόγος στο Πανεπιστήμιο της Βρέστης, αμφισβητεί κατά πόσον αυτό εξηγεί τον σεισμό του 1755. Καταρχάς, είναι επιφυλακτικός ως προς το αν η προτεινόμενη από τη μελέτη διάταξη των υποθαλάσσιων ρηγμάτων θα μπορούσε να έχει προκαλέσει ένα διατλαντικό τσουνάμι ικανό να φτάσει στην Καραϊβική Θάλασσα, όπως συνέβη το 1755. Εάν το ρήγμα εκτείνεται βορειοανατολικά-νοτιοδυτικά όπως προτείνεται, εξηγεί, οποιοδήποτε τέτοιο κύμα θα εξαπλωθεί προς τη Γροιλανδία και το Μαρόκο – αλλά όχι προς την Καραϊβική. «Όταν ένα ρήγμα ολισθαίνει, το κύμα του τσουνάμι εκτοξεύεται κάθετα προς το μήκος του», λέει ο Gutscher. «Είναι σαν τους προβολείς στο αυτοκίνητό σας».
Αλλά ο Gutscher συμφωνεί ότι η ανακάλυψη της αποκόλλησης του Ατλαντικού έχει επιπτώσεις στο μέλλον. Μια μικρή ζώνη καταβύθισης στη δυτική Μεσόγειο, γνωστή ως Τόξο του Γιβραλτάρ, ήδη «εισβάλλει» προς τα δυτικά. Η αποκόλληση θα μπορούσε να είναι το πρώτο σημάδι καταβύθισης που επεκτείνεται στο ανατολικό περιθώριο του Ατλαντικού. Τελικά, ο ωκεανός θα μπορούσε να σταματήσει να εξαπλώνεται και να αρχίσει να κλείνει. Η Αμερική θα άρχιζε να συγκλίνει με την Αφρική και την Ευρώπη, θέτοντας το σκηνικό για την επόμενη υπερήπειρο της Γης.
Αν και οι ερευνητές δεν αναμένουν ότι ο Ατλαντικός θα αλλάξει πορεία σύντομα, ο σεισμικός κίνδυνος παραμένει υψηλός. Στην πατρίδα του Ντουάρτε, την Πορτογαλία, θρηνεί, «δεν υπάρχει κουλτούρα» σεισμικού κινδύνου. Η Λισαβόνα δεν είχε σύστημα προειδοποίησης για τσουνάμι μέχρι το 2017. «Για τους περισσότερους ανθρώπους, οι σεισμοί είναι μέρος της ιστορίας», λέει. «Αυτό είναι πολύ επικίνδυνο».