Η Ευρώπη και η Αμερική απομακρύνονται μεταξύ τους κάθε χρόνο, χωρίς κανείς να μπορεί να αντιληφθεί αυτή την κίνηση στην καθημερινότητά του. Ο Ατλαντικός Ωκεανός μεγαλώνει σταδιακά, καθώς οι τεκτονικές πλάκες μετακινούνται με ταχύτητα λίγων εκατοστών τον χρόνο. Όμως μια επιστημονική έρευνα αποκάλυψε ότι μέρος της εξήγησης μπορεί να βρίσκεται πολύ βαθύτερα μέσα στη Γη απ’ όσο πιστεύαμε.
Ερευνητές εντόπισαν ενδείξεις ότι υλικό από βάθος μεγαλύτερο των 600 χιλιομέτρων ανεβαίνει προς τα ανώτερα στρώματα του μανδύα, κάτω από τη Μεσο-Ατλαντική Ράχη. Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature το 2021, προσφέρουν μια διαφορετική εικόνα για τις δυνάμεις που συμβάλλουν στην απομάκρυνση των ηπείρων.
Πόσο απομακρύνονται η Ευρώπη και η Αμερική κάθε χρόνο;
Οι ήπειροι μπορεί να μοιάζουν ακίνητες, όμως στην πραγματικότητα βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Η Ευρώπη και η Αμερική στηρίζονται σε τεκτονικές πλάκες, δηλαδή τεράστια τμήματα της εξωτερικής, άκαμπτης ζώνης της Γης, που μετακινούνται εξαιρετικά αργά.
Στον Ατλαντικό Ωκεανό, η απομάκρυνση των πλακών γίνεται με ρυθμό περίπου 2 έως 5 εκατοστών τον χρόνο, ανάλογα με την περιοχή. Η επιστημονική ανακοίνωση του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον αναφέρει ως χαρακτηριστική τιμή τα 4 εκατοστά τον χρόνο.
Μπορεί αυτή η απόσταση να φαίνεται ασήμαντη, αλλά σε διάστημα ενός εκατομμυρίου ετών, ένας σταθερός ρυθμός 4 εκατοστών τον χρόνο αντιστοιχεί σε περίπου 40 χιλιόμετρα. Σε γεωλογική κλίμακα, αυτές οι μικρές ετήσιες μετακινήσεις μπορούν να αλλάξουν σημαντικά τη μορφή του πλανήτη.
Η διαδικασία δεν είναι καινούργια. Ο Ατλαντικός άρχισε να σχηματίζεται πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια, όταν η αρχαία υπερήπειρος Παγγαία άρχισε να διασπάται. Η σταδιακή απομάκρυνση μεγάλων τμημάτων της οδήγησε στη δημιουργία του ωκεανού που γνωρίζουμε.
Τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες σε βάθος 600 χιλιομέτρων
Η μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 27 Ιανουαρίου 2021 στο Nature έφερε στο φως στοιχεία για το τι συμβαίνει βαθιά κάτω από τον Ατλαντικό. Η διεθνής ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον, εξέτασε τη δομή του μανδύα της Γης κάτω από τη Μεσο-Ατλαντική Ράχη.
Ο μανδύας είναι το παχύ στρώμα που βρίσκεται ανάμεσα στον φλοιό και στον πυρήνα του πλανήτη. Αποτελείται κυρίως από στερεά πετρώματα, τα οποία μπορούν να παραμορφώνονται και να κινούνται εξαιρετικά αργά σε μεγάλες χρονικές περιόδους.
Οι ερευνητές εντόπισαν σεισμικές ενδείξεις που υποστηρίζουν ότι υλικό μπορεί να ανεβαίνει από βάθος μεγαλύτερο των 600 χιλιομέτρων. Πρόκειται για πολύ βαθύτερη προέλευση από εκείνη που συνήθως εξετάζεται για την άνοδο υλικού κάτω από τις μεσοωκεάνιες ράχες, όπου σημαντικές διεργασίες συμβαίνουν σε βάθη μερικών δεκάδων χιλιομέτρων.
Η ανακάλυψη δεν σημαίνει ότι οι επιστήμονες είδαν απευθείας πετρώματα να ανεβαίνουν από αυτά τα βάθη. Οι σεισμικές μετρήσεις αποκάλυψαν χαρακτηριστικά της δομής του μανδύα που είναι συμβατά με μεταφορά υλικού από τον κατώτερο προς τον ανώτερο μανδύα.
Τι είναι η Μεσο-Ατλαντική Ράχη
Στον βυθό του Ατλαντικού υπάρχει μια τεράστια υποθαλάσσια οροσειρά, γνωστή ως Μεσο-Ατλαντική Ράχη. Αποτελεί τμήμα ενός παγκόσμιου συστήματος ωκεάνιων οροσειρών και εκτείνεται για χιλιάδες χιλιόμετρα.
Η περιοχή αυτή έχει ιδιαίτερη σημασία επειδή βρίσκεται στα όρια τεκτονικών πλακών που απομακρύνονται μεταξύ τους. Στον βόρειο Ατλαντικό χωρίζει τη Βορειοαμερικανική από την Ευρασιατική πλάκα, ενώ νοτιότερα βρίσκεται ανάμεσα στη Νοτιοαμερικανική και την Αφρικανική πλάκα.
Καθώς οι πλάκες απομακρύνονται, θερμό υλικό από τον μανδύα ανεβαίνει προς την επιφάνεια. Μέρος του λιώνει και σχηματίζει μάγμα, το οποίο όταν ψυχθεί δημιουργεί νέο ωκεάνιο φλοιό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται εξάπλωση του ωκεάνιου πυθμένα.
Με απλά λόγια, στον βυθό του Ατλαντικού δημιουργούνται συνεχώς νέα πετρώματα, τα οποία μετακινούνται σταδιακά προς τις δύο πλευρές της ράχης. Έτσι αυξάνεται η απόσταση ανάμεσα στις τεκτονικές πλάκες.
Πώς κατάφεραν να εξετάσουν τόσο βαθιά το εσωτερικό της Γης
Για να μελετήσουν τον μανδύα, οι επιστήμονες πραγματοποίησαν δύο ερευνητικές αποστολές στον Ατλαντικό Ωκεανό. Με τη βοήθεια των ερευνητικών πλοίων RV Langseth και RRV Discovery, τοποθέτησαν συνολικά 39 σεισμογράφους στον ωκεάνιο πυθμένα.
Οι συσκευές αυτές κατέγραψαν σεισμικά κύματα που ταξιδεύουν μέσα από τα διαφορετικά στρώματα της Γης. Αναλύοντας τον τρόπο με τον οποίο αλλάζουν τα κύματα όταν συναντούν διαφορετικά υλικά, οι επιστήμονες μπορούν να σχηματίσουν μια εικόνα της δομής του εσωτερικού του πλανήτη.
Η έρευνα επικεντρώθηκε κυρίως σε δύο σημαντικά βάθη, περίπου στα 410 και στα 660 χιλιόμετρα. Εκεί βρίσκονται τα όρια της λεγόμενης μεταβατικής ζώνης του μανδύα, όπου τα ορυκτά αλλάζουν κρυσταλλική δομή εξαιτίας των τεράστιων πιέσεων.
Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η μεταβατική ζώνη κάτω από το συγκεκριμένο τμήμα της Μεσο-Ατλαντικής Ράχης είναι λεπτότερη από το αναμενόμενο. Το όριο που συνήθως βρίσκεται κοντά στα 660 χιλιόμετρα εμφανίστηκε περίπου 10 χιλιόμετρα ψηλότερα, ενώ το όριο των 410 χιλιομέτρων βρέθηκε ελαφρώς βαθύτερα.
Αυτές οι διαφορές, σε συνδυασμό με τις ταχύτητες των σεισμικών κυμάτων, υποδηλώνουν υψηλότερες θερμοκρασίες και πιθανή ανοδική μεταφορά υλικού. Πρόκειται για σημαντικά στοιχεία που βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την κυκλοφορία του μανδύα.
Μπορεί το εσωτερικό της Γης να σπρώχνει τις ηπείρους;
Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες έδιναν ιδιαίτερη έμφαση στις δυνάμεις που δημιουργούνται όταν ψυχρές και πυκνές τεκτονικές πλάκες βυθίζονται βαθιά μέσα στον μανδύα. Η διαδικασία αυτή μπορεί να τραβά το υπόλοιπο τμήμα μιας πλάκας, συμβάλλοντας στην κίνησή της.
Όμως ο Ατλαντικός παρουσιάζει μια ιδιαιτερότητα. Σε αντίθεση με άλλες περιοχές του πλανήτη, όπως μεγάλο μέρος του Ειρηνικού Ωκεανού, δεν περιβάλλεται από εκτεταμένες ζώνες όπου οι ωκεάνιες πλάκες βυθίζονται κάτω από άλλες πλάκες.
Αυτό έκανε ιδιαίτερα ενδιαφέρον το ερώτημα για το ποιες δυνάμεις συμβάλλουν στην απομάκρυνση των πλακών στον Ατλαντικό. Η μελέτη του 2021 υποστηρίζει ότι η ανοδική μεταφορά υλικού από μεγάλο βάθος μπορεί να έχει ενεργό ρόλο.
Με άλλα λόγια, η Μεσο-Ατλαντική Ράχη ίσως δεν αποτελεί απλώς μια περιοχή όπου οι πλάκες απομακρύνονται και δημιουργείται νέος φλοιός. Οι βαθύτερες κινήσεις του μανδύα ενδέχεται να συμβάλλουν και στις δυνάμεις που επηρεάζουν αυτή την απομάκρυνση.
Αυτό δεν σημαίνει ότι ανακαλύφθηκε η μοναδική αιτία της κίνησης των ηπείρων. Οι τεκτονικές πλάκες επηρεάζονται από πολλές δυνάμεις που λειτουργούν ταυτόχρονα, ενώ ο ακριβής ρόλος της βαθιάς μεταφοράς υλικού εξακολουθεί να αποτελεί αντικείμενο επιστημονικής μελέτης.
Τι σημαίνει αυτή η κίνηση για το μέλλον του Ατλαντικού
Η απομάκρυνση των τεκτονικών πλακών δεν αποτελεί κάτι που θα αλλάξει αισθητά την καθημερινότητά μας. Οι μετακινήσεις είναι εξαιρετικά αργές και οι μεγάλες γεωγραφικές αλλαγές χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια.
Αν ένας ρυθμός απομάκρυνσης 4 εκατοστών τον χρόνο παρέμενε σταθερός για 10 εκατομμύρια χρόνια, η συνολική μετακίνηση θα έφτανε περίπου τα 400 χιλιόμετρα. Πρόκειται για έναν ενδεικτικό υπολογισμό, καθώς οι πραγματικοί ρυθμοί δεν παραμένουν απαραίτητα σταθεροί σε τόσο μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Η κίνηση των τεκτονικών πλακών συνδέεται επίσης με τη δημιουργία βουνών, τη σεισμική δραστηριότητα και τον ηφαιστεισμό. Στα όρια όπου οι πλάκες απομακρύνονται, όπως στη Μεσο-Ατλαντική Ράχη, μπορούν να σημειωθούν υποθαλάσσιοι σεισμοί και ηφαιστειακές εκρήξεις.
Η καλύτερη κατανόηση αυτών των μηχανισμών βοηθά τους γεωεπιστήμονες να ερμηνεύσουν τη γεωλογική ιστορία της Γης και να βελτιώσουν τα μοντέλα που περιγράφουν τη λειτουργία του εσωτερικού της.
Μια ανακάλυψη που δείχνει πόσα κρύβονται κάτω από τον ωκεανό
Η έρευνα στη Μεσο-Ατλαντική Ράχη αποτελεί μια υπενθύμιση ότι η Γη δεν είναι ένας ακίνητος πλανήτης. Κάτω από τους ωκεανούς και τις ηπείρους εξελίσσονται συνεχώς διεργασίες που διαμορφώνουν την επιφάνειά της σε τεράστια χρονικά διαστήματα.
Το σημαντικότερο εύρημα της μελέτης του 2021 είναι ότι οι κινήσεις του μανδύα ενδέχεται να συνδέουν βαθύτερα στρώματα της Γης με όσα συμβαίνουν στα όρια των τεκτονικών πλακών. Αυτή η πιθανότητα διευρύνει την επιστημονική εικόνα για τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο πλανήτης.
Την επόμενη φορά που θα κοιτάξετε έναν χάρτη του Ατλαντικού, θυμηθείτε ότι η απόσταση ανάμεσα στην Ευρώπη και την Αμερική δεν είναι σταθερή. Ακόμη και τώρα που διαβάζετε αυτές τις γραμμές, οι τεκτονικές πλάκες συνεχίζουν την εξαιρετικά αργή μετακίνησή τους.
Και πίσω από αυτή την ανεπαίσθητη κίνηση βρίσκεται μια γεωλογική ιστορία που ξεκινά εκατοντάδες χιλιόμετρα κάτω από τα πόδια μας.
Πηγές:
