Ensimmäistä kertaa tutkijoilla on todisteita siitä, että maapallon pinnan alla oleva kerros voi luoda tulivuoria.
Kerros, joka tunnetaan siirtymävyöhykkeenä, väijyy maapallon vaipassa 250–400 mailia (400–640 km) kuoren alla. Tämä vyöhyke on runsaasti vettä, kiteitä ja sulatettua kiveä.
Tutkimuksessa havaittiin, että nämä superhot-materiaalit voivat imeytyä pintaan tulivuorien muodostamiseksi.
Tutkijat ovat jo kauan tiedneet, että tulivuoret nousevat esiin, kun maan vaipan päällä olevat tektoniset levyt lähentyvät toisiaan tai kun vaippaputket muodostavat kuoripisteitä maankuoressa, aivan kuten ihmisen kasvoihin purkautuvat pimples. Mutta toistaiseksi tutkijat eivät tienneet, että siirtymävyöhyke - alue, joka on ylä- ja alavaipan välissä - oli mukana, tutkijat kertoivat.
"Löysimme uuden tavan tehdä tulivuoria", tutki vanhempi tutkija Esteban Gazel, apulaisprofessori Cornellin yliopiston maapallon ja ilmakehän tieteiden laitokselta, lausunnossa. "Tämä on ensimmäinen kerta, kun löysimme syvän maapallon vaipan siirtymävyöhykkeeltä selkeän osoituksen siitä, että tulivuoret voivat muodostaa tällä tavalla."
Tutkijat tekivät löytön tutkimalla 2600 metriä pitkä (790 metriä) ydinnäyte, joka porattiin Bermudassa vuonna 1972. Tämä ydin on nyt sijoitettu Dalhousie-yliopistoon Nova Scotiassa, missä sitä tutki tutkimuksen avustaja Sarah Mazza, planetologian tutkija Münsterin yliopistossa Saksassa.
Hän odotti ytimen osoittavan, että Bermudan tehnyt tulivuori syntyi vaipan sulusta, mistä Hawaii muodostui. Mutta analysoitaessa ytimen allekirjoitusisotooppeja tai elementtiversioita; vesipitoisuus; ja muut yhdisteet, hän löysi jotain muuta kokonaan.
Näyttää siltä, että tämä erityinen kohta siirtymävyöhykkeellä - joka sijaitsee syvällä Atlantin valtameren alapuolella - syntyi osittain subduktiotapahtumien seurauksena mantereella olevan Pangean muodostuessa. Noin 30 miljoonaa vuotta sitten siirtymävyöhykkeen häiriö, joka liittyi todennäköisesti vaipan virtaukseen, johti magman vyöhykkeeltä nousuun kohti Maan pintaa, Mazza ja hänen kollegansa löysivät. Tämä räjähtävä magma puolestaan muodosti nyt lepotilassa olevan tulivuoren Atlantin valtameren alla, joka teki Bermudan.
"Aluksi epäilin, että Bermudan vulkaaninen menneisyys oli erityinen, kun otin näytteen ytimestä ja huomasin erilaisissa tekstuurit ja mineralogian, jotka säilyivät eri laavavirtauksissa", Mazza totesi lausunnossa. "Vahvistimme nopeasti äärimmäiset rikastukset hivenainekoostumuksissa. Oli mielenkiintoista käydä läpi ensimmäiset tuloksemme ... Bermudan mysteerit alkoivat avautua."
Core arvoitus
Tutkiessaan ydintä, Mazza ja hänen kollegansa löysivät geokemialliset allekirjoitukset, jotka vastasivat siirtymävyöhykkeen allekirjoituksia. Näihin vihjeisiin sisältyy suurempia määriä kidepäällystettyä vettä verrattuna subduktiovyöhykkeisiin tai alueisiin, joilla yksi tektoninen levy sukelletaan toisen alla, hän sanoi.
Siirtymävyöhykkeellä on niin paljon vettä, että se voisi muodostaa ainakin kolme valtamerta, Gazel sanoi. Mutta sen sijaan, että ylläpitäisivät meren elämää kuten kuoren yläpuolella oleva vesi, siirtymävyöhykkeen vesi auttaa kiviä sulamaan.
Nyt kun tutkijat tietävät, että häiriöt siirtymävyöhykkeellä voivat johtaa tulivuorien syntyyn, he löytävät todennäköisesti enemmän tapauksia tällaisista geologisista ilmiöistä maapallolla, tutkijat sanoivat.
"Tällä työllä voimme osoittaa, että Maan siirtymävyöhyke on äärimmäisen kemiallinen säiliö", Gazel sanoi. "Olemme vasta vasta alkamassa tunnistaa sen merkityksen globaalissa geodynamiikassa ja jopa vulkanismissa."
