Po Panama, 100 km gylyje surastas slaptas geologinis praėjimas, siekiantis 1600 km ilgį ir jungiantis Galapagų salas

Geologinis slaptas perėjimas po Panama gali paaiškinti, kodėl uolienos iš Žemės mantijos randamos daugiau nei 1 600 kilometrų atstumu nuo jų atsiradimo vietos.

Ši anga, esanti maždaug 100 km žemiau Žemės paviršiaus, gali leisti mantijos medžiagų srautui nukeliauti visą kelią nuo Galapagų salų iki Panamos.

Ši niekada anksčiau neatrasta transportavimo forma taip pat gali padėti paaiškinti, kodėl Panamoje yra labai mažai veikiančių ugnikalnių. Vakarinėje Centrinės Amerikos pakrantėje Kokosų tektoninė plokštė neria žemyn ir stumia vandenyno plutą po žemynine Šiaurės Amerikos, Karibų jūros ir Panamos tektoninių plokščių pluta. Šis procesas vadinamas subdukcija.

Ši subdukcijos zona sukuria ugnikalnių liniją, vadinamą Centrinės Amerikos ugnikalnių lanku. Tačiau vulkanizmas sustoja Panamos vakarinėje dalyje, kuri yra Panamos plokštėje, sakė Davidas Bekaertas, Masačusetso Woods Hole okeanografijos instituto jūrų chemijos ir geochemijos mokslų daktaras.

Ši santykinė ramybė jau seniai buvo paslaptis. Dabar Bekaertas ir jo kolegos naujame tyrime, paskelbtame lapkričio 23 d. žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“, praneša, kad kaltininkas gali būti langą primenanti anga Kokosų tektoninėje plokštėje, kuri stumiama žemyn link Žemės centro.

Stebėjimo anomalijos

Bekaertas ir jo kolegos bando daugiau suprasti, kaip veikia subdukcija netoli Centrinės Amerikos. Kokosų plokštės subdukcija po Šiaurės Amerika gali sukelti didelius žemės drebėjimus, įskaitant 2017 m. Čiapaso drebėjimą, kurio stiprumas siekė 8,1 balo, nusinešusį dešimtis gyvybių.

Norėdami sužinoti daugiau, mokslininkai gilinosi į regiono geochemiją, rinkdami vulkaninių uolienų pavyzdžius, taip pat dujų ir skysčių mėginius iš karštųjų šaltinių. Jiems buvo įdomu pažvelgti į molekulinių izotopų santykius, kurie yra tų pačių atomų variantai su skirtingu neutronų skaičiumi jų branduoliuose. Šiuo atveju mokslininkai ypač daug dėmesio skyrė helio ir švino izotopams.

„Skirtingi geologinės medžiagos šaltiniai paprastai turi skirtingą sudėtį, todėl galime stebėti skirtingų mantijos regionų indėlį“, – pasakojo Bekaertas.

Mantija daugiausia sudaryta iš silikatinių uolienų, turinčių ypatingą silicio ir deguonies atomų struktūrą. Tačiau tiksli sudėtis gali labai skirtis net nedideliais atstumais. Tyrėjai nustatė, kad Centrinėje Amerikoje buvo keletas keistų anomalijų.

„Mes nustatėme, kad tam tikrose Centrinės Amerikos vietose, būtent vakarinėje Panamoje ir už ugnikalnio lanko Kosta Rikoje, turime keletą egzotiškų geochemijos ženklų, kurie tikrai panašūs į tai, ką turite Galapagų salose“, – sakė Bekaertas.

Pučiant mantijos vėjui

Tai buvo keista, nes nebuvo aiškaus būdo paaiškinti, kaip mantijos elementai iš Galapagų gali patekti iki Panamos, sakė Bekaertas. Tada mokslininkai pasitelkė seisminį mantijos vaizdą, kuris naudojant žemės drebėjimo bangas, atvaizduoja, kas yra po paviršiumi, ir kompiuterinį modeliavimą, kad būtų galima paaiškinti, kas gali nutikti.

Jie išsiaiškino, kad giliai po Panama palaidotose Kokosų plokštės dalyse gali būti atsakymas. Kai subdukcijos metu tektoninė plokštė slysta po kita tektonine plokšte, ta subduktyvi plokštė ne tik išnyksta; ji išlaiko savo struktūrą, kai panyra į mantiją, palaipsniui įkaista ir deformuojasi.

„Tiesiog po Panama yra skylė, leidžianti patekti šiam mantijos komponentui“, – sakė Bekaertas.

Šis skylė gali atsirasti dėl natūralaus, jau egzistuojančio subduktyvios Kokosų plutos lūžio, arba tai gali būti vieta, kur pluta įtrūko subdukcijos metu. Bet kuriuo atveju jis leidžia medžiagoms pereiti iš vienos plokštės pusės į kitą, kaip vėjas pro atvirą langą.

Tai paliko klausimą, kas gali sukelti vėją. Tyrėjai nustatė dvi galimybes. Pirma, medžiagos juda per Panamos lūžių zoną – plutos ir viršutinės mantijos įtrūkimų zoną, jungiančią Galapagus su Panama. Tačiau sunku suprasti, kas paskatintų transportą per šią zoną, sakė Bekaertas. Ar toks transportas apskritai įmanomas, neaišku.

Labiau tikėtinas scenarijus, kad tipiška didelio masto mantijos cirkuliacija paprasčiausiai varo medžiagas per angą, esančią subduktinėje plokštėje.

Mantijos lango egzistavimas taip pat gali paaiškinti aktyvių ugnikalnių trūkumą Panamoje, sakė Bekaertas. Vanduo, užrakintas į subduktyvių plokščių plutą, skatina ugnikalnių susidarymą, nes vanduo sumažina uolienų lydymosi temperatūrą, todėl susidaro magma. Anga plokštėje po Panama reiškia, kad toje vietoje yra tarpas vandens turtingoje plutoje, o tai savo ruožtu reiškia, kad ten sunkiau tekėti išsilydžiusiai magmai.

Bekaerto teigimu, komandos aptiktas mantijos srautas yra nepakankamai ištirtas, tačiau visame pasaulyje yra nepaaiškintų mantijos chemijos anomalijų. Komanda tikisi kitą kartą atlikti panašią analizę Čilėje, bet galiausiai nori išplėsti metodą visame pasaulyje.

Šaltinis: technologijos.lt