Επιστήμονες μόλις έλυσαν ένα ηφαιστειακό μυστήριο 60 εκατομμυρίων ετών – Και τα ευρήματα είναι πιο «εκρηκτικά» από ό,τι περιμέναν

 Πριν από περίπου εξήντα εκατομμύρια χρόνια, μια ισχυρή ροή καυτού πετρώματος κάτω από την Ισλανδία (ένας πίδακας καυτού υλικού που ανυψώνεται από το όριο μεταξύ πυρήνα και μανδύα), προκάλεσε τεράστια ηφαιστειακή δραστηριότητα σε μεγάλη περιοχή του Βόρειου Ατλαντικού, από τη Σκωτία και την Ιρλανδία μέχρι τη Γροιλανδία, διαμορφώνοντας τα τοπία. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες αναρωτιούνταν γιατί αυτή η έκρηξη ηφαιστειακής δραστηριότητας ήταν τόσο εκτεταμένη.

Τώρα, έρευνα με επικεφαλής επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Cambridge έδειξε ότι οι διαφορές στο πάχος των τεκτονικών πλακών γύρω από τον Βόρειο Ατλαντικό μπορεί να εξηγούν τη μεγάλη έκταση της ηφαιστειακής δραστηριότητας.

Πώς έλυσαν το ηφαιστειακό μυστήριο

Οι ερευνητές συνέλεξαν σεισμικούς και θερμικούς χάρτες του εσωτερικού της Γης, διαπιστώνοντας ότι τα πιο λεπτά τμήματα των τεκτονικών πλακών λειτουργούσαν σαν αγωγοί, κατευθύνοντας το λιωμένο πέτρωμα της πηγής σε μια εκτεταμένη περιοχή.

Η Ισλανδία, που είναι ένα από τα πιο ενεργά ηφαιστειογενή σημεία της Γης, οφείλει την προέλευσή της σε μεγάλο βαθμό στην άνοδο καυτού πετρώματος, δηλαδή το λοφίου όπως ονομάζεται, από τα βαθύτερα στρώματα του μανδύα της Γης.

Πέρα από την ηφαιστειακή δραστηριότητα, η επίδραση της ανόδου του ισλανδικού καυτού πετρώματος επεκτείνεται και στη διαμόρφωση του βυθού της θάλασσας και στην κυκλοφορία των ωκεανών στον Βόρειο Ατλαντικό, επηρεάζοντας έτσι και το κλίμα με την πάροδο του χρόνου. Παρά τη σημασία της σε παγκόσμιο επίπεδο, πολλές πτυχές της συμπεριφοράς και της ιστορίας του μανδύα παραμένουν αδιευκρίνιστες.

Φωτογραφία: University of Cambridge

«Οι επιστήμονες έχουν πολλά ερωτήματα σχετικά με τον ισλανδικό μανδύα», είπε ο Raffaele Bonadio, γεωφυσικός στο τμήμα επιστημών της Γης του πανεπιστημίου του Cambridge και κύριος συγγραφέας της μελέτης.

Ο Bonadio επιχείρησε να εξηγήσει για ποιον λόγο το ηφαιστειακό αποτύπωμα του λοφίου ήταν πολύ πιο εκτεταμένο πριν από εξήντα εκατομμύρια χρόνια – πριν από τη δημιουργία του Ατλαντικού — σχηματίζοντας ηφαίστεια και ροές λάβας που εκτείνονταν σε χιλιάδες χιλιόμετρα. Το μοτίβο αυτό θα μπορούσε να εξηγηθεί από τη διάχυση του λοφίου προς τα έξω σε μια διακλαδωμένη, ρευστή μορφή, εξήγησε ο Bonadio, «αλλά τα στοιχεία για μια τέτοια ροή ήταν σπάνια».

Αναζητώντας απαντήσεις, ο Bonadio εστίασε σε ένα τμήμα της Βορειοατλαντικής Πυριγενούς Επαρχίας για να κατανοήσει καλύτερα την πολύπλοκη κατανομή των ηφαιστείων στη Σκωτία και την Ιρλανδία. Ήθελε να ανακαλύψει αν η δομή των τεκτονικών πλακών της Γης, παίζει ρόλο στην επιφανειακή έκφραση των ηφαιστειακών φαινομένων.

Ο ρόλος της λιθόσφαιρας

Χρησιμοποιώντας σεισμικά δεδομένα που ελήφθησαν από σεισμούς, ο Bonadio δημιούργησε μια εικόνα από υπολογιστή του εσωτερικού της Γης κάτω από τη Βρετανία και την Ιρλανδία. Αυτή η μέθοδος, γνωστή ως σεισμική τομογραφία, λειτουργεί παρόμοια με μια ιατρική αξονική τομογραφία (CT scan), αποκαλύπτοντας κρυμμένες δομές βαθιά μέσα στον πλανήτη. Ο Bonadio συνδύασε αυτή τη μέθοδο με μετρήσεις σεισμικής θερμογραφίας – μια νέα τεχνική που ανέπτυξε η ομάδα – η οποία δείχνει διακυμάνσεις στη θερμοκρασία και στο πάχος της τεκτονικής πλάκας.

Διαπίστωσε ότι τα ηφαίστεια της βορειοδυτικής Σκωτίας και της Ιρλανδίας σχηματίστηκαν σε περιοχές όπου ο λιθόσφαιρα (η σκληρή εξωτερική στιβάδα της Γης που αποτελεί τις τεκτονικές πλάκες) είναι πιο λεπτή και αδύναμη.

«Βλέπουμε τα αρχαία ηφαίστεια να συγκεντρώνονται μέσα σε αυτόν τον διάδρομο λεπτού λιθοσφαιρικού στρώματος κάτω από τη Θάλασσα της Ιρλανδίας και τις γύρω περιοχές», δήλωσε ο Bonadio. Θεωρεί ότι το καυτό υλικό από το λοφίο διοχετεύθηκε κυρίως κατά μήκος αυτού του «διαδρόμου» και συσσωρεύτηκε στις πιο λεπτές περιοχές της τεκτονικής πλάκας, λόγω της άνωσης.

Προηγουμένως, κάποιοι επιστήμονες είχαν προτείνει εναλλακτικές εξηγήσεις για την ηφαιστειακή δραστηριότητα που δεν σχετίζονταν με την άνοδο καυτού πετρώματος, δήλωσε ο Bonadio.  Ωστόσο, η νέα του έρευνα δείχνει ότι η διασπορά των ηφαιστείων μπορεί να εξηγηθεί από την εκτροπή και την αναδρομολόγηση του μάγματος προς περιοχές με λεπτότερη λιθόσφαιρα.

Η εντυπωσιακή συσχέτιση

Ο Sergei Lebedev, από το Πανεπιστήμιο του Cambridge, δήλωσε: «Αυτή η εντυπωσιακή συσχέτιση υποδηλώνει ότι το καυτό υλικό του λοφίου διάβρωσε τη λιθόσφαιρα σε αυτήν την περιοχή. Ο συνδυασμός λεπτής λιθόσφαιρας, θερμής ασθενόσφαιρας και τήξης λόγω αποσυμπίεσης πιθανότατα προκάλεσε την ανύψωση και την ηφαιστειακή δραστηριότητα».

Προηγουμένως, οι συγγραφείς είχαν διαπιστώσει μια στενή σύνδεση μεταξύ της άνισης κατανομής των σεισμών στη Βρετανία και την Ιρλανδία και του πάχους της λιθόσφαιρας, δείχνοντας πώς οι «ουλές» που άφησε η άνοδος καυτού πετρώματος επηρεάζουν σήμερα τους σεισμικούς κινδύνους.

Ο Bonadio και ο Lebedev χρησιμοποιούν επίσης τις μεθόδους τους για να χαρτογραφήσουν την πιθανή αξιοποίηση γεωθερμικής ενέργειας. «Στη Βρετανία και την Ιρλανδία, η μεγαλύτερη παροχή θερμότητας από τον μανδύα της Γης βρίσκεται στις ίδιες περιοχές όπου ξέσπασαν ηφαίστεια πριν από εξήντα εκατομμύρια χρόνια και όπου η λιθόσφαιρα είναι πιο λεπτή», δήλωσε ο Lebedev. Αυτός και ο Bonadio συνεργάζονται με διεθνείς συναδέλφους για να εφαρμόσουν τις νέες μεθόδους σεισμικής θερμογραφίας στην παγκόσμια αξιολόγηση γεωθερμικών πόρων.