Földköpenyből származó kőzetmintákat vizsgáltak

A Leedsi Egyetem számolt be a kutatóinak részvételével végzett, nemzetközi összefogással készült kutatásról, amelyben az 1268 méteres hosszúságú furatot vizsgálták meg. A földköpeny teszi ki bolygónk legnagyobb részét, az elérését azonban akadályozza, hogy felette helyezkedik el a sok kilométeres vastagságú földkéreg is.

Talán sokan tudják, hogy a földkéreg vastagsága azonban helyszínenként eltér, és a legvékonyabb az óceáni hátságok környezetében. Egy ilyen helyszínen végeztek mélyfúrást a JOIDES Resolution tudományos fúróhajóról egy olyan helyen, ahol a lokális tektonikai körülmények hatására viszonylag könnyen elérhető a földköpeny. 2023 tavaszán aztán innen emelték ki a kérdéses kőzetfuratot.

Az Atlantis Massif nevű 16 kilométeres nagyságú tömb az Atlanti-óceán közepén húzódó hátság közelében található, e régió kőzetei mindössze 1,5-2 millió éve, nagyobb mélységben képződtek, és a helyi körülmények hatására a felszínre emelkedtek. Ez abból derült ki, hogy a helyszín vizsgálatai során nem csak a hátságra jellemző bazaltos kőzeteket találtak itt, hanem olyan összetételűeket, amelyek arra utaltak: a földköpenyből származnak.

Az Atlantis Massif oldalában található a Lost City (Elveszett Város) nevű mélytengeri hidrotermális terület, amely a nevét a felhőkarcolókra emlékeztető kőzetalakzatairól kapta. A terület speciális élővilágnak is otthont ad, és nem reménytelen az sem, hogy egyszer világörökségi védelmet kaphat.

A földköpenyből már az 1960-as évektől fogva szerettünk volna mintát venni. A köpeny eredetű kőzetek ugyan időnként a felszínre juthatnak vulkánkitörések során, a magmában hordozott kisebb kőzetdarabok, úgynevezett xenolitok (szó szerint: idegen kőzet), vagy ennél is kisebb xenokristályok formájában, ám egy teljes furatból sokkal de sokkal több adat kinyerhető. Erre csak a nemzetközi összefogásnak köszönhetően nyílt lehetőség most.

A kutatók a kőzetminta elemzését az ásványtani és kémiai összetétellel kezdték. „Az eredményeink eltértek a vártaktól” – mondta Johan Lissenberg professzor, a kutatás vezetője, a Cardiffi Egyetem szakembere. „Sokkal kevesebb az ásványi piroxén a kőzetekben, nagyon magas bennük a magnézium aránya, ez pedig a vártnál jóval nagyobb arányú olvadásból származhat.”

Az olvadásra akkor került sor, amikor a kőzetek a köpeny mélyéről a felszín felé emelkedtek, azonban erről a folyamatról még sok részletet meg kell értenünk. Ha ez sikerül, akkor jobban belátunk majd abba, hogy mi vezet el a vulkánkitörésekhez is.

Az is kiderült, hogy a köpeny és a kéreg határa sokkal elmosottabb, kőzeteik jobban elegyednek, mint azt eddig gondoltuk a szeizmikus mérések alapján. Ez pedig a kőzetlemezek képződésében is szerepet játszó tényező.

A most közzé tett eredmények csak a kezdetet jelentik, de már most kaptak a szakemberek arra vonatkozó információkat is, hogy az olivin, ez a köpenyben igen gyakori ásvány miként lép kölcsönhatásba a tengervízzel. E folyamat során olyan kémiai reakciók zajlanak, amelyekből például hidrogén, vagy más, az élőlényeket energiával ellátó molekula származik.

Ezek a helyszínek a földi élet kialakulásában is kulcsszerepet játszhattak. A kőzetminták részletesebb elemzései még hátravannak.

Sajnos az a nagy projekt, a Nemzetközi Óceáni Fúróprogram (IODP), amelynek kereteiben ezt a kőzetmintát is kiemelték, befejeződik. A fúróhajót nyugdíjazzák, és így egyelőre nem tudni, hogy mikor lehetnek majd a jövőben folytatásai a vizsgálatoknak.

Ez azért is fontos volna pedig, mert a teljes mértékben köpenyanyagból álló kőzetrétegig még nem jutottunk le a fúrásokkal, ehhez el kellene érni a Mohorovičić-határfelületet, ami még a vékony óceáni kéreg alatt is 5-10 kilométeres mélységben található. Kérdés, hogy erre mikor kerülhet sor, és ki fogja finanszírozni a kutatásokat.