Ritmikusan lüktet a földköpeny az Afar-régió alatt

A Southamptoni Egyetem kutatói vezetésével egy nemzetközi csoport a különleges vulkáni terület aktivitása mögötti nagyobb léptékű folyamatokat vizsgálta meg. Az efféle területek, amelyeknél a kontinensek feldarabolódása, óceáni medencék felnyílása zajlik, a földköpenyben kialakult magmafeláramlások felett jönnek létre.

Az Afar-régió különlegessége abban rejlik, hogy itt egy hármas találkozási pont található, három felnyílóban lévő hasadék, amelyek a fejlődésül eltérő fázisaiban vannak. A kutatók az ezeket létrehozó köpenycsóva természetét vizsgálták meg.

A vizsgálatok feltárták, hogy a köpenycsóva szívveréshez hasonlóan pulzál, és a magma feláramlását a köpeny mélyebb régióiból a kőzetlemezek befolyásolják.

A kőzetlemezek sok évmillió alatt az efféle hasadékok mentén széthúzzák a kontinenseket, ennek során a megpuhult gyurmához hasonlóan viselkedő földkéreg megnyúlik és elvékonyodik, majd végül kettészakad. Így jönnek aztán létre az új óceáni medencék.

Dr. Emma Watts, a kutatás vezetője elmondta: „Arra jutottunk, hogy az Afar alatt a földköpeny nem egységes vagy mozdulatlan, hanem lüktet, és ezek a lüktetései egyedi kémiai jeleket hordoznak.” Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy az egyes lüktetésekkel korábban a felszínre került kőzetolvadék, az ebből megszilárdult kőzetek kémiai elemzése feltárhatja, a pulzálások milyen szakaszában zajlott a kitörés. A részlegesen olvadt köpenyanyagot a riftesedő, széthasadó kőzetlemez megvezeti a mélyben, ez pedig arról nyújt információt, hogy miként hat egymásra a Föld belső szerkezete és a felszíne.

Ablak a Föld mélyébe

Az Afar-régió a bolygónk egyik olyan különleges helye, ahol három tektonikus hasadékvonal találkozik: az Etióp-hasadékvölgy, a Vörös-tenger hasadéka és az Ádeni-öböl hasadéka. Az e régió alatti köpenycsóva létezéséről régóta tudtak a szakemberek, ám a természetének részletei nem voltak ismertek. Nem tudták, milyen a feláramlás szerkezete, és hogyan viselkedik e hasadékok alatt. Ennek vizsgálatához a kutatók mintegy 130 kőzetmintát gyűjtöttek az Afar-régióból, illetve a hasadékvölgy fő, etióp ágából.

Ezek vizsgálata, valamint korábbi adatok segítségével modellezték a földkéreg és a köpenycsóva szerkezetét, valamint a bennük lévő olvadékokat. E vizsgálatokból derült ki, hogy az Afar alatti köpenycsóva aszimmetrikus, és ismétlődő, nyomelemeiben, izotópjaiban eltérő összetételű sávokból épül fel. E sávokat valahogy úgy lehet elképzelni, mintha afféle geológiai vonalkód sávjai volnának. Az egyes sávok közti távolság attól függően változik, hogy milyenek a tektonikai viszonyok a hasadékrendszer adott ágában.

A sávok kémiai tulajdonságai jelzik a köpenycsóva lüktetését. „Úgy tűnik, ezek a lüktetések a kőzetlemezek vastagságától és a tágulásuk sebességétől függően másképp viselkednek. Gyorsabban táguló ágakban, például a Vörös-tengernél, a lüktetések hatékonyabban és szabályosabban haladnak, úgy, ahogyan a szűk artérián is tapintható a szívverések ritmusa” – magyarázta Tom Gernon professzor, a kutatás résztvevője.

Világossá vált, hogy a köpenycsóva viselkedése szorosan összefügg a felette elhelyezkedő kőzetlemezek mozgásától. Ez pedig meghatározza a térség földrengéseinek és vulkáni tevékenységének értelmezését, azt, hogy mindezek miként is vezetnek el a kontinensek feldarabolódásához. A köpenycsóvák a kőzetlemezek alatt is áramolhatnak, és ez esetben olyan területekre irányítják a vulkánkitöréseket, ahol a kőzetlemezek a legvékonyabbak.