Mokslininkai pastebi netikėtą reiškinį po Havajų salynu: giliai Žemės mantijoje esantis karštos medžiagos srautas per pastaruosius dešimtis milijonų metų, panašu, tapo karštesnis. Nauja analizė rodo, kad per maždaug 47 milijonus metų šio mantijos pluošto temperatūra galėjo padidėti iki maždaug 250 laipsnių Celsijaus.
Šis rezultatas kelia klausimų dėl ilgai vyravusios prielaidos, kad Havajų „hotspotas“ laikui bėgant turėjo silpti. Havajai laikomi klasikiniu pavyzdžiu, kaip virš beveik stacionaraus šilumos šaltinio formuojasi vulkanų grandinė, kai Ramiojo vandenyno plokštė juda į šiaurės vakarus.
Kaip susidarė Havajų vulkanų grandinė
Per milijonus metų taip susiformavo apie 3 500 kilometrų ilgio grandinė, apimanti dešimtis vulkanų nuo seniausių povandeninių kalnų iki dabartinių Havajų salų. Tokią seką paprastai aiškina mantijos pluoštas, kuris iš didelių gylių atneša karštą medžiagą, maitinančią magmos susidarymą.
Nauji duomenys rodo priešingą kryptį: vietoje laipsniško vėsimo fiksuojamas kaitimas. Tai svarbu ne tik Havajams, bet ir bendrai tam, kaip mokslas supranta vulkaninių salų kilmę ir procesus Žemės gelmėse.
Ką parodė uolienų ir dugno žemėlapių analizė
Tyrėjai analizavo olivino turinčių bazaltų mėginius iš 16 Havajų vulkanų. Šių uolienų cheminė sudėtis padeda atkurti, kokiomis sąlygomis ir kokioje temperatūroje giliai mantijoje formavosi pirminė magma.
Tuomet geocheminiai duomenys buvo sugretinti su naujesniais vandenyno dugno žemėlapiais, leidusiais tiksliau įvertinti atskirų vulkanų apimtį. Tam buvo pritaikytas geotermometras, kuris padeda apskaičiuoti magmos formavimosi temperatūrą pagal uolienų sudėtį.
Kodėl kai kurie ugnikalniai milžiniški
Didžiausia staigmena buvo ryšys tarp mantijos medžiagos temperatūros ir susiformuojančių vulkanų dydžio. Komanda tikrino kelias galimas priežastis, kodėl vieni Havajų vulkanai išliejo milžiniškus lavos kiekius, o kiti liko santykinai nedideli.
Buvo vertinami litosferos storio pokyčiai, magmos šaltinio cheminė sudėtis, Ramiojo vandenyno plokštės judėjimo greičio kaita ir paties mantijos pluošto temperatūra. Tyrimo išvada tokia, kad stebimą skirtumą geriausiai paaiškina būtent temperatūros pokyčiai, o ne kiti veiksniai.
„Duomenys rodo, kad Havajų mantijos pluoštas ne silpo, o tapo karštesnis, ir tai tiesiogiai susiję su vulkanų mastu“, – teigiama tyrimo išvadų interpretacijoje.
Analizė taip pat rodo, kad kaitimas vyko ne tolygiai: per pastaruosius 47 milijonus metų fiksuojamos dvi aiškesnės šilimo bangos. Pirmoji siejama su laikotarpiu prieš maždaug 14–20 milijonų metų, o antroji, prasidėjusi maždaug prieš 6 milijonus metų, siejama su šiandieninių Havajų salų ir aktyvių vulkanų, tokių kaip Kīlauea ir Mauna Loa, formavimusi.
Mokslininkų vertinimu, tai leidžia įtarti, kad prie Žemės branduolio ir mantijos ribos vyksta procesai, kurių poveikis paviršiui gali būti didesnis, nei manyta anksčiau. Tokie rezultatai gali keisti tai, kaip aiškinama mantijos dinamika ir ilgalaikė vulkaninių „hotspotų“ evoliucija.