Paslaptys po mūsų kojomis: Kas lemia katastrofiškus ugnikalnių išsiveržimus?

Nematomi Žemės gelmių varikliai: kas skatina stichinius vulkaninius procesus?

Vulkanų išsiveržimai yra vienos galingiausių gamtos jėgų Žemėje – jie gali nušluoti miestus, sustabdyti oro eismą visame pasaulyje, pakeisti klimatą metų laikotarpiui ir net prisidėti prie masinio rūšių išnykimo. Suprasti, kas sukelia tokius didžiulius ugnikalnių išsiveržimus, yra itin svarbu geologams ir ekstremalių situacijų specialistams visame pasaulyje.

Mokslinis kontekstas: apatinė mantija ir netikėti dariniai

Maždaug 2 900 kilometrų gylyje po Žemės paviršiumi slypi apatinė mantija – karštas ir tvirtas sluoksnis, kuris ilgam buvo laikytas tolygia ir vientisa materija. Visgi naujausi atradimai atskleidžia kur kas sudėtingesnę realybę. Pažangūs tyrimai rodo, kad apatinėje mantijoje plyti milžiniškos „kalnų“ struktūros, dydžiu prilygstančios net žemynams, kurių sudėtis gali labai skirtis nuo aplinkinių uolienų.

Šie paslaptingi dariniai, mokslininkų tarpe dažnai vadinami „BLOBAIS“, pasižymi nelygiu reljefu ir dinamišku elgesiu. Panašiai kaip ir įprastos tektoninės plokštės, šie masyvūs apatinės mantijos objektai juda, raukšlėjasi ir sąveikauja tarpusavyje, sukeldami daug klausimų tyrinėtojams.

Vulkaninė veikla ir mantijos pliumai: BLOBAI – pagrindinis židinys

Australijos Vulongo universiteto vulkanologės Annalise Cucchiaro vadovaujama tyrimų grupė įrodė, kad būtent šie BLOBAI apatinėje mantijoje turi lemiamą įtaką Žemės vulkaninėms procesams. Kolosalūs karščio stulpai, vadinami mantijos pliumais, iškilę iš beveik 3 000 kilometrų gylio, gali sukelti milžiniškus ugnikalnių išsiveržimus Žemės paviršiuje. Tokie „superišsiveržimai“ buvo lemtingi per visą geologinę istoriją – vienas jų prisidėjo ir prie dinozaurų išnykimo.

Cucchiaro komanda naudojo tris nepriklausomus duomenų rinkinius, kad tiesiogiai susietų šiuos BLOBUS su galingais istoriniais vulkanų išsiveržimais, įvykusiais prieš maždaug 300 milijonų metų. Kaip pažymi Cucchiaro: „Šis darbas parodo, kokią svarbą mantijos pliumai turi kaip tarsi magmos greitkeliai į Žemės paviršių, sukuriant milžiniškus išsiveržimus. Taip pat matome, kad šie pliumai juda kartu su savo šaltiniu – BLOBAIS.“

Kur yra BLOBAI? Judėjimas ir geologinė reikšmė

Šiuo metu geologai yra identifikavę du pagrindinius BLOBUS: vieną po Afrikos žemynu, kitą po Ramiojo vandenyno regionu. Nors vis dar diskutuojama, ar šie žemės gelmių dariniai juda, naujausi tyrimai rodo dinamišką sistemą. Kompiuterinės simuliacijos, rekonstruojančios BLOBŲ padėtį prieš milijardą metų, rodo, kad jų judėjimas sukėlė mantijos pliumų susidarymą, kurie kartais prasiskverbė į paviršių pasvirusia kryptimi. Tai padėjo paaiškinti, kodėl kai kurie senoviniai vulkanų išsiveržimai įvyko ne tiesiai virš BLOBŲ, o jų pašonėje, sutampant su žinomais geologiniais duomenimis.

Kaip neseniai „The Conversation“ rašė Cucchiaro ir jos kolega Nicholas Flament: „Statistine analize įrodėme, kad praeities superišsiveržimų vietos yra glaudžiai susijusios su mūsų simuliacijų numatytais mantijos pliumais. Tai reikšminga, nes leidžia simuliacijose atpažinti realiai egzistavusias geologines situacijas.“

Plačiosios pasekmės: nuo naikinimo iki atradimų

Nors superišsiveržimai gali sukelti milžinišką žalą, jie taip pat yra atsakingi už daugelio vertingiausių Žemės mineralinių išteklių atsiradimą. Geologiniai procesai, susiję su BLOBAIS ir mantijos pliumais, lemia kimberlitų (deimantų šaltinių) ir kitų retųjų žemės elementų susidarymą – šie ištekliai ypač svarbūs atsinaujinančios energetikos technologijoms. Detaliau ištyrus BLOBŲ kilmę ir judėjimą, būtų įmanoma tiksliau prognozuoti ugnikalnių aktyvumą ir kryptingai planuoti mineralų paieškas ateityje.

Apžvelgdamas tyrimo reikšmę, Nicholas Flament sakė: „Šis tyrimas pagaliau atskleidžia vieną didžiausių paslapčių – ar BLOBAI yra statiški, ar juda, ir kaip jie susiję su didžiuliais vulkaniniais sprogimais? Tikrai jaudinasi matyti, kaip šioms paslaptims atsiveria sprendimai.“

Išvados

Milžiniškų BLOBŲ atradimas giliai apatinėje Žemės mantijoje iš esmės pakeitė mūsų supratimą apie katastrofiškų ugnikalnių išsiveržimų varomuosius veiksnius ir planetos paviršiaus formavimą. Susiejus šiuos paslaptingus darinius su supervulkanų „vamzdynais“, geologijos mokslas gali sparčiai plėstis. Tai atveria naujas galimybes ir mineralų paieškai, ir ekstremalių situacijų valdymui. Toliau kaupiant duomenis ir tobulinant modeliavimą, gebėsime geriau prognozuoti ir pasirengti globalioms vulkaninėms grėsmėms.