5 Minutės
Kas nutinka, kai žemyninės plutonos dalis, kuri turėtų būti trapi, atsisako lūžti? Šiaurės Kenijoje ir pietų Etiopijoje tyrėjai nustatė, kad didelės Rytų Afrikos rifo zonos elgiasi labiau kaip standi, nelanksti plokštė nei kaip plona, silpna medžiaga, kurios tikėjosi geologai. Tai nėra tik šiandienos paslaptis; tai – atmintis, įrašyta giliai uolienoje.
Ilgai palaidotas įvykis su ilgalaikėmis pasekmėmis
Kaltininkas – senovinis įkaitinimas ir cheminiai pokyčiai, įvykę prieš maždaug 80 milijonų metų. Per didelį terminį epizodą gilesni Afrikos plokštės sluoksniai prarado didelius kiekius lakiųjų junginių – vandens ir anglies dioksido – ištirpdami ir vykstant vulkaninei veiklai. Toks dehidratavimas pakeitė mineralų struktūras, padidindamas tankį ir standumą. Dėl to anksčiau ištempta ir išplonėjusi plutonos dalis dabar elgiasi kaip kieta blokinė masė, nukreipdama įtempimus, kurie kitu atveju skatintų rifto formavimąsi ir vulkanizmą.
Tai nėra vien vietinė ypatybė. Tyrimą, kurį inicijavo Tulane universiteto mokslininkai kartu su bendradarbiais iš Montanos universiteto, Imperial College London, Adis Abebos universiteto, Nairobio universiteto ir Dedan Kimathi universiteto, stebėjo, kaip deformacija apvija sausas, didesnės seisminės greitaveikos zonas. Užuot skyla ten, kur plutona jau buvo plonesnė, švinas ir magmos keliai pirmenybę teikia zonoms, kur litosfera išliko hidratuota ir mechaniniu požiūriu silpnesnė.
Kaip mokslininkai pažvelgė po paviršiumi
Norėdami atkartoti plokštės paslėptą architektūrą, tyrėjai sujungė tankų žemės drebėjimų monitoringą su aukštos tikslumo GPS matavimais. Žemės drebėjimai nubrėžia, kur plutona šiuo metu slysta; lėtas, nuolatinis GPS judesys atskleidžia, kur kaupiami įtempimai. Šių įrašų integracija sukūrė trimates seisminės greitaveikos ir deformacijos schemas, kurios parodo, kurios plutonos dalys priima judesį, o kurios ne.
„Komanda sujungė įvairius gebėjimus ir duomenų rinkinius, kad vizualizuotų plokštės struktūrą ir jos savybes, o mūsų modeliai sistemingai eliminuodavo galimus veiksnius, lemiamus, kur prasideda plokštės skilimas,“ sakė Cynthia Ebinger, Tulane universiteto Žemės ir aplinkos mokslų profesorė. Jų modeliai rodo aktyvią deformaciją, vengiančią senos, išplonėjusios ir išdžiūvusios litosferos ruožų – tai kontraversiškas posūkis nuo klasikinio lūkesčio, kad skilimas prasidės būtent ten, kur plutona plonesnė.
Turkanos ežeras, matomas fone Kenijos rifo slėnyje, įsikūręs vienoje aktyviausių tektoninių Žemės vietų. Tulane mokslininkų tyrimai parodė, kad kai kurios plutonos dalys čia yra stipresnės ir mažiau linkusios byrėti nei manyta anksčiau.
Kodėl dehidratacija sutvirtina uolienas
Vanduo ir CO2 gilumoje veikia kaip sutepti elementai: jie mažina lydymosi temperatūras, silpnina mineralų granulines ribas ir leidžia uolienoms per geologinį laiką lengviau deformuotis. Pašalinus šiuos lakieji junginius, uolienų elgsena pasikeičia. Mineralo grūdai užsifiksuoja, režimas sustandėja, ir seisminės bangos pereina greičiau per tokią medžiagą – požymiai, kuriuos komanda stebėjo Turkana depresijoje. Paprastai tariant: sausa uoliena mažiau lenkiasi ir rečiau trūksta.
Savaime suprantama paradoksą – išplonėjusi plutona, kuri atspari skilimui – galima paaiškinti praeities įvykių laiku ir chemija. Kai vulkanizmas ištraukia lakias dalis iš sluoksnio, šis dehidratavimas gali išlikti dešimtis milijonų metų, efektyviai paveldint atsparumą būsimiems tektoniniams įtempimams. Taigi praeityje nesėkmingas rifto formavimasis gali tapti šiandien ypač kieta, atspari bloko dalimi.
Pasekmės pavojams ir ištekliams
Šis darbas keičia mokslininkų požiūrį į tai, kur ateityje formuosis žemės drebėjimai, vulkanizmas ir baseinų susidarymas besivystančiuose rifto sistemose. Jei deformacija pageidauja vengti dehidratuotų, kietų lopinių, pavojų modeliai turi atsižvelgti į šias nematomas struktūrines randas. Taip pat mineralų ir energetikos išteklių paieška – dažnai orientuota į senus rifto baseinus – naudos iš žinojimo, kurios zonos prarado lakias dalis, o kurios jas išlaikė.
Martin Musila, kurio daktaro darbas Tulane nagrinėjo šią tektoninę mįslę, trumpai apibendrino mechanizmą: Turkana regione vanduo ir CO2 buvo ištraukti vulkanizmo maždaug prieš 80 milijonų metų; dehidratacija sustiprina tam tikras plokštės dalis ir padidina seisminį greitį. Šio chemijos ir mechanikos sąveika yra siūlas, sujungiantis praeities įvykius su dabartine tektonika.
Ekspertų įžvalgos
„Šis tyrimas primena, kad tektoninės plokštės prisimena savo praeitį,“ sakė dr. Elena Vargas, tektonikos specialistė ir mokslinė komunikatorė. „Geologija nėra vien apie tai, kur dabar yra uolienos – tai apie procesus, kurie milijonus metų paliko pirštų atspaudus mineralų struktūrose. Tie atspaudai lemia, kaip planeta deformuojasi šiandien.“
Žvelgdami į ateitį, komandos metodas – seisminio vaizdavimo derinimas su nuolatiniu deformacijos stebėjimu – pateikia šabloną kitų rifto sistemų tyrimams pasauliniu mastu. Tai taip pat kelia platesnius klausimus: kiek iš tariamai silpnų zonų iš tiesų yra senovinio įkaitinimo reliktai? Ir kaip šie nematomi randai nukreips kitą žemynų skilimo skyrių?
Supratimas apie Žemės plutonos atmintį keičia ne tik akademinius žemėlapius. Tai perkuria pavojų prognozes, išteklių vertinimus ir pagrindinę pasakojimą apie tai, kaip žemynai byrėja. Praeitis nėra mirusi; tai tektoninis instrukcijų vadovas, parašytas akmenyje ir laukiantis, kol bus perskaitytas.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą