Ένα γεωλογικό μυστικό πέρασμα κάτω από τον Παναμά μπορεί να εξηγήσει γιατί οι βράχοι από τον μανδύα της Γης βρίσκονται σε απόσταση μεγαλύτερη των 1.609 χιλιομέτρων από την προέλευσή τους.
Αυτό το άνοιγμα, βρίσκεται περίπου 62 μίλια (100 χλμ.) παρακάτω ΓηΗ επιφάνεια του, μπορεί να επιτρέψει σε μια ροή υλικών μανδύα να ταξιδέψει σε όλη τη διαδρομή από κάτω από τα νησιά Γκαλαπάγκος έως κάτω από τον Παναμά.
Αυτή η μορφή μεταφοράς που δεν έχει ανακαλυφθεί ποτέ μπορεί επίσης να εξηγήσει γιατί ο Παναμάς έχει πολύ λίγες δραστηριότητες ηφαίστεια. Στη δυτική ακτή της Κεντρικής Αμερικής, οι Cocos τεκτονική πλάκα καταδύεται και σπρώχνει τον ωκεάνιο φλοιό κάτω από τον ηπειρωτικό φλοιό των τεκτονικών πλακών της Βόρειας Αμερικής, της Καραϊβικής και του Παναμά, μια διαδικασία που ονομάζεται βύθιση. Αυτό ζώνη βύθισης δημιουργεί μια σειρά ηφαιστείων που ονομάζεται ηφαιστειακό τόξο της Κεντρικής Αμερικής όπου η λάβα σπρώχνει μέσα από τα όρια. Όμως, ο ηφαιστειογενής σταματά στον δυτικό Παναμά, ο οποίος βρίσκεται στην πλάκα του Παναμά, είπε ο David Bekaert, μεταδιδακτορικός μελετητής στη θαλάσσια χημεία και γεωχημεία στο Ωκεανογραφικό Ίδρυμα Woods Hole στη Μασαχουσέτη.
Αυτή η σχετική ειρήνη ήταν από καιρό ένα μυστήριο. Τώρα, ο Bekaert και οι συνεργάτες του αναφέρουν σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 23 Νοεμβρίου στο περιοδικό Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών ότι ο ένοχος μπορεί να είναι ένα άνοιγμα που μοιάζει με παράθυρο στην τεκτονική πλάκα Cocos που ωθείται προς το κέντρο της Γης.
Παρακολούθηση ανωμαλιών
Ο Bekaert και οι συνεργάτες του προσπαθούν να καταλάβουν περισσότερα για το πώς λειτουργεί η υποβύθιση κοντά στην Κεντρική Αμερική. Η καταβύθιση της πλάκας Cocos κάτω από τη Βόρεια Αμερική έχει την ικανότητα να προκαλέσει μεγάλες σεισμούς, συμπεριλαμβανομένου του Σεισμός 2017 στην Τσιάπας, ένας σεισμός μεγέθους 8,1 βαθμών που σκότωσε δεκάδες.
Για να μάθουν περισσότερα, οι ερευνητές έψαξαν στη γεωχημεία της περιοχής, συλλέγοντας δείγματα ηφαιστειακών πετρωμάτων καθώς και δείγματα αερίων και υγρών από θερμές πηγές. Τους ενδιέφερε να εξετάσουν τις αναλογίες των μοριακών ισοτόπων, που είναι παραλλαγές των ίδιων άτομα με διαφορετικούς αριθμούς νετρονίων στους πυρήνες τους. Σε αυτή την περίπτωση, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν ιδιαίτερα στα ισότοπα του ήλιο και οδηγω.
«Διαφορετικές πηγές γεωλογικού υλικού έχουν συνήθως διαφορετικές συνθέσεις, επομένως μπορούμε να παρακολουθούμε τη συμβολή από διαφορετικές περιοχές του μανδύα», δήλωσε ο Bekaert στο Live Science.
Ο μανδύας αποτελείται κυρίως από πυριτικά πετρώματα, τα οποία είναι πετρώματα με ιδιαίτερη δομή πυρίτιο και οξυγόνο άτομα. Αλλά η ακριβής σύνθεση μπορεί να ποικίλλει πολύ ακόμη και σε μικρές αποστάσεις. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι υπήρχαν μερικές περίεργες ανωμαλίες κάτω από την Κεντρική Αμερική.
«Βρήκαμε ότι σε συγκεκριμένα μέρη της Κεντρικής Αμερικής, δηλαδή στον δυτικό Παναμά και πίσω από το ηφαιστειακό τόξο στην Κόστα Ρίκα, έχουμε κάποιες εξωτικές υπογραφές [of geochemistry] που μοιάζουν πραγματικά με αυτό που έχετε στα νησιά Γκαλαπάγκος», είπε ο Bekaert.
Πνέει στον (μανδύα) άνεμο
Αυτό ήταν περίεργο, γιατί δεν υπήρχε σαφής τρόπος να εξηγηθεί πώς στοιχεία μανδύα από τα Γκαλαπάγκος μπορούσαν να φτάσουν μέχρι τον Παναμά, είπε ο Bekaert. Στη συνέχεια, οι ερευνητές στράφηκαν στη σεισμική απεικόνιση του μανδύα, η οποία χρησιμοποιεί σεισμικά κύματα για να χαρτογραφήσει τι βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια, και μοντελοποίηση υπολογιστή για να προσπαθήσουν να εξηγήσουν τι μπορεί να συμβαίνει.
Βρήκαν ότι βαθιά κάτω από τον Παναμά, τα θαμμένα τμήματα του πιάτου Cocos μπορεί να κρύβουν την απάντηση. Όταν μια τεκτονική πλάκα ολισθαίνει κάτω από μια άλλη τεκτονική πλάκα κατά τη διάρκεια της καταβύθισης, αυτή η πλάκα υποβύθισης δεν εξαφανίζεται απλώς. Διατηρεί τη δομή του καθώς αλέθεται στον μανδύα, μόνο σταδιακά θερμαίνεται και στρεβλώνεται.
“Ακριβώς κάτω από τον Παναμά, υπάρχει μια τρύπα, ένα παράθυρο μέσα από την πλάκα, που επιτρέπει την εισροή αυτού του στοιχείου του μανδύα”, είπε ο Bekaert.
Αυτό το παράθυρο μπορεί να είναι το αποτέλεσμα ενός φυσικού, προϋπάρχοντος σπασίματος στον καταβυθιζόμενο φλοιό Cocos ή μπορεί να είναι ένα μέρος όπου ο κρούστας έσπασε κατά τη διάρκεια της καταβύθισης. Είτε έτσι είτε αλλιώς, αφήνει τα υλικά να περάσουν – από τη μια πλευρά του πιάτου στην άλλη – σαν αεράκι μέσα από ένα ανοιχτό παράθυρο.
Αυτό άφησε το ερώτημα τι μπορεί να οδηγεί το αεράκι. Οι ερευνητές βρήκαν δύο πιθανότητες. Το πρώτο είναι ότι τα υλικά κινούνται μέσω της Ζώνης Θραύσης του Παναμά, μιας ζώνης ρωγμών στον φλοιό και στον ανώτερο μανδύα που συνδέει τα Γκαλαπάγκος με τον Παναμά. Αλλά είναι δύσκολο να δούμε τι θα οδηγούσε τις μεταφορές μεγάλων αποστάσεων μέσω αυτής της ζώνης, είπε ο Bekaert. Δεν είναι σαφές εάν είναι δυνατή μια τέτοια μεταφορά.
Ένα πιο πιθανό σενάριο, βρήκαν οι ερευνητές, είναι ότι η τυπική, μεγάλης κλίμακας κυκλοφορία του μανδύα απλώς οδηγεί τα υλικά μέσα από το άνοιγμα στην πλάκα καταβύθισης.
“Όταν έχουμε κάνει τη μοντελοποίηση της κυκλοφορίας του μανδύα σε αυτό το μέρος, αναμένετε αυτή τη βαθιά παγκόσμια ροή μανδύα”, είπε ο Bekaert.
Η ύπαρξη του παραθύρου του μανδύα μπορεί επίσης να εξηγήσει την έλλειψη ενεργών ηφαιστείων στον Παναμά, είπε ο Bekaert. Το νερό που κλειδώνεται στον φλοιό των πλακών που καταβυθίζονται τείνει να προάγει το σχηματισμό ηφαιστείων επειδή το νερό μειώνει το σημείο τήξης των πετρωμάτων, οδηγώντας στο σχηματισμό μάγματος. Το άνοιγμα στην πλάκα κάτω από τον Παναμά σημαίνει ότι υπάρχει ένα κενό στον πλούσιο σε νερό φλοιό σε αυτό το σημείο, το οποίο με τη σειρά του σημαίνει ότι είναι πιο δύσκολο να ρέει το λιωμένο μάγμα εκεί.
Η ροή του μανδύα που ανακάλυψε η ομάδα δεν έχει μελετηθεί επαρκώς, είπε ο Bekaert, αλλά υπάρχουν ανεξήγητες ανωμαλίες στη χημεία του μανδύα σε όλο τον κόσμο. Η ομάδα ελπίζει να πραγματοποιήσει μια παρόμοια ανάλυση στη Χιλή στη συνέχεια, αλλά τελικά θέλει να επεκτείνει τη μέθοδο σε όλο τον κόσμο.
«Κανείς δεν είχε σκεφτεί αυτή τη διαδικασία πριν», είπε ο Bekaert, «έτσι θέλω απλώς να εξετάσω όλα τα δεδομένα».
Δημοσιεύτηκε αρχικά στο Live Science