Uolienos gabalas, prieš daugiau nei du dešimtmečius paimtas atokių Papua Naujosios Gvinėjos salų ekspedicijoje, atskleidė netikėtų detalių apie tai, kas vyksta giliai Žemės viduje. Nauja analizė parodė, kad ši uoliena savo „kelionėje“ nusileido į daugiau nei 90 kilometrų gylį.
Tyrėjai iš Sirakūzų universiteto šią mėginio vertę įvertino tik dabar – pritaikius pažangias analitines technologijas, leidusias perskaityti mineraluose užfiksuotą slėgio ir temperatūros istoriją. Apie rezultatus skelbiama žurnale „Nature Geoscience“.
Analizuota vadinamoji ultradidelio slėgio eklogitinė uoliena, susidaranti subdukcijos zonose. Tai vietos, kur viena tektoninė plokštė panyra po kita, kartu „nunešdama“ dalį Žemės plutos gilyn link mantijos.
Tokiose zonose dėl milžiniško slėgio ir aukštos temperatūros mineralai persitvarko, o dalis medžiagos po milijonų metų gali vėl atsidurti arčiau paviršiaus. Todėl tokie mėginiai laikomi itin svarbiais, siekiant tiksliau suprasti plokščių tektonikos mechanizmus.
Kas nustatyta apie uolienos kelionę
Mokslininkai apskaičiavo, kad uoliena nusileido į gylį, viršijantį 90 kilometrų, kur temperatūra siekė apie 800 laipsnių Celsijaus. Tokios sąlygos būdingos itin aktyvioms Žemės gelmių sritims.
Didžiausia staigmena – ne pats gylis, o tai, kaip kito šiluminės sąlygos kelionės metu. Analizė rodo, kad pradžioje uoliena grimzdo santykinai šiltoje aplinkoje, o tik vėliau, didesniame gylyje, pateko į vėsesnes sąlygas.
Toks „temperatūrinis scenarijus“ nevisiškai atitinka dalį iki šiol taikytų modelių, kurie aprašo subdukcijos zonų veikimą. Kitaip tariant, reali dinamika gali būti sudėtingesnė, nei tikėtasi.
Kodėl tai svarbu žemės drebėjimams ir vulkanizmui
Subdukcijos zonos laikomos vienomis dinamiškiausių planetos sričių: jose kyla vieni stipriausių žemės drebėjimų, aktyviai veikia ugnikalniai. Taip pat jose į gelmes pernešama anglis, skysčiai ir kitos medžiagos, svarbios ilgalaikiams Žemės procesams, įskaitant klimato reguliavimą.
Tyrimo autoriai pateikia kelis galimus paaiškinimus, kodėl uoliena iš pradžių galėjo judėti šiltesnėmis sąlygomis. Viena hipotezė – stipresnis įšilimas mažesniame gylyje dėl trinties ir šlyties tektoninių plokščių sandūroje.
Kitas aiškinimas – kad ši subdukcijos zona yra palyginti „jauna“ ir dar nespėjusi atvėsti iki temperatūrų, kurias prognozuoja esami modeliai. Tyrėjai neatmeta, kad galėjo veikti abu mechanizmai kartu.
Ko tikimasi toliau
Pasak tyrime minimų mokslininkų, ankstesni komandos darbai padėjo Papua Naujojoje Gvinėjoje identifikuoti vieną jauniausių žinomų ultradidelio slėgio uolienų sričių. Naujos technologijos leido iš naujo įvertinti seniau surinktus mėginius ir gauti informaciją, kurios anksčiau nepavyko pasiekti.
Tyrėjai tikisi, kad panašūs metodai bus pritaikyti ir kituose pasaulio regionuose rastoms ultradidelio slėgio uolienoms. Detalesnė tokių mėginių istorija, jų vertinimu, turėtų padėti kurti tikslesnius subdukcijos zonų raidos modelius ir geriau aiškinti procesus, susijusius su kalnų formavimusi, vulkaniniu aktyvumu bei žemės drebėjimais.