Πέτρωμα που έφτασε σε βάθος 90 χιλιομέτρων αμφισβητεί τα μοντέλα για το εσωτερικό της Γης
Ανασυνθέτοντας τη θερμική ιστορία του πετρώματος
Snapshot
- Ανακαλύφθηκε ασυνήθιστα θερμό πέτρωμα σε βάθος 45 χιλιομέτρων στη βόρεια Παπούα Νέα Γουινέα, με θερμοκρασία περίπου 800°C, που ψύχθηκε σε μεγαλύτερο βάθος 90 χιλιομέτρων.
- Η θερμοκρασία του πετρώματος μειώθηκε καθώς κατέβαινε σε μεγαλύτερο βάθος, αντί να αυξάνεται όπως αναμένεται στα υπάρχοντα μοντέλα.
- Η ανάλυση εγκλεισμάτων κοεσίτη και ζιρκονίου αποκάλυψε την ιστορία θερμικών συνθηκών και επιβεβαίωσε την καταβύθιση σε μεγάλα βάθη.
- Τα ευρήματα αμφισβητούν τα παραδοσιακά μοντέλα θερμικής κατανομής στις ζώνες καταβύθισης και υποδεικνύουν πιο σύνθετη θερμική δομή.
- Η έρευνα έχει σημασία για την κατανόηση σεισμών, ηφαιστειακής δραστηριότητας και του μακροπρόθεσμου κύκλου του άνθρακα στο εσωτερικό της Γης.
Η ανακάλυψη ενός ασυνήθιστα θερμού πετρώματος βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης αμφισβητεί τις επιστημονικές γνώσεις για την κατανομή της θερμότητας στο εσωτερικό του πλανήτη, με πιθανές επιπτώσεις στην κατανόηση των σεισμών, της ηφαιστειακής δραστηριότητας και του κύκλου του άνθρακα. Διεθνής ερευνητική ομάδα ανέλυσε πέτρωμα από τη βόρεια Παπούα Νέα Γουινέα, μια περιοχή όπου συγκλίνουν η αυστραλιανή και η πλάκα του Ειρηνικού Ωκεανού, ωθώντας πετρώματα σε μεγάλα βάθη μέσω μιας διαδικασίας που είναι γνωστή ως καταβύθιση.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το πέτρωμα έφτασε σε θερμοκρασία περίπου 800 βαθμών Κελσίου σε βάθος 45 χιλιομέτρων, ενώ στη συνέχεια ψύχθηκε κατά περίπου 100 βαθμούς Κελσίου, όταν έφτασε σε βάθος 90 χιλιομέτρων. Ο δρ. Άξελ Σμιτ από το Πανεπιστήμιο Κέρτιν, συντάκτης της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Geoscience, εξήγησε ότι το εύρημα ήταν απροσδόκητο, καθώς κανονικά αναμένεται η θερμοκρασία να αυξάνεται σταδιακά όσο μεγαλώνει το βάθος.
Ανασυνθέτοντας τη θερμική ιστορία του πετρώματος
«Αυτό που κάνει το συγκεκριμένο πέτρωμα τόσο ενδιαφέρον είναι ότι διατηρεί ίχνη δύο πολύ διαφορετικών θερμικών συνθηκών, οι οποίες αντιστοιχούν σε διακριτές φάσεις της παραμονής του στα βάθη της Γης», δήλωσε ο Σμιτ.
«Σε βάθος περίπου 45 χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια, το πέτρωμα ήταν ασυνήθιστα θερμό. Ωστόσο, καθώς κατέβαινε ακόμη βαθύτερα, εισήλθε σε ένα ψυχρότερο περιβάλλον από αυτό που θα αναμενόταν σε εκείνο το επίπεδο».
Οι ερευνητές κατάφεραν να ανασυνθέσουν την ιστορία του πετρώματος αναλύοντας μικροσκοπικά εγκλείσματα κοεσίτη και ζιρκονίου, τα οποία ήταν παγιδευμένα μέσα σε έναν κρύσταλλο γρανάτη. Ο κοεσίτης σχηματίζεται σε εξαιρετικά υψηλές πιέσεις, επιβεβαιώνοντας ότι το πέτρωμα έφτασε σε βάθος τουλάχιστον 90 χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια της Γης, ενώ το ζιρκόνιο επέτρεψε στους επιστήμονες να προσδιορίσουν τη χρονολογία του γεγονότος.
Η θερμότητα αμφισβητεί τα μοντέλα καταβύθισης
Σύμφωνα με τον Σμιτ, τα ευρήματα αμφισβητούν τα υπάρχοντα μοντέλα σχετικά με τις θερμικές συνθήκες που επικρατούν στις ζώνες καταβύθισης.
«Ήταν εντελώς απροσδόκητο να διαπιστώσουμε αυτή τη μετάβαση από σχετικά θερμές συνθήκες σε μικρότερα βάθη σε ψυχρότερες συνθήκες σε μεγαλύτερα βάθη», ανέφερε ο Σμιτ.
Μία πιθανή εξήγηση είναι ότι η έντονη ολίσθηση στο σημείο όπου συναντώνται οι τεκτονικές πλάκες παράγει πρόσθετη θερμότητα σε σχετικά μικρά βάθη. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι η συγκεκριμένη ζώνη καταβύθισης δεν είχε ακόμη ψυχθεί στις χαμηλότερες θερμοκρασίες που προβλέπουν τα μοντέλα.
Ο Σμιτ εξήγησε ότι οι ζώνες καταβύθισης αποτελούν περιοχές όπου εκδηλώνονται σεισμοί και ηφαιστειακή δραστηριότητα, ενώ διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο και στον μακροπρόθεσμο κύκλο του άνθρακα στη Γη, μεταφέροντας πετρώματα και χημικά στοιχεία βαθιά στο εσωτερικό του πλανήτη.
«Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η θερμική δομή αυτών των ζωνών ενδέχεται να είναι πιο σύνθετη από ό,τι πιστεύαμε μέχρι σήμερα, βοηθώντας τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσεται η καταβύθιση σε χρονικές κλίμακες εκατομμυρίων έως δισεκατομμυρίων ετών», δήλωσε ο Σμιτ.
«Η κατανόηση αυτών των θερμοκρασιακών μεταβολών μάς δίνει μια σαφέστερη εικόνα των ακραίων συνθηκών που επικρατούν βαθιά στο εσωτερικό της Γης, εκεί όπου συγκρούονται οι τεκτονικές πλάκες και ενεργοποιούνται διεργασίες που διαμορφώνουν την επιφάνεια του πλανήτη».
