Zarejestrowali, jak pęka dno oceanu. „Nie śniliśmy o takim wydarzeniu”
Po raz pierwszy w historii naukowcy uchwycili gwałtowny epizod rozrostu dna oceanicznego. Instrumenty na dnie Oceanu Indyjskiego zarejestrowały, jak magma wdziera się w skorupę, a płyty tektoniczne rozsuwają się o metry w ciągu dni. Odkrycie rzuca nowe światło na procesy kształtujące naszą planetę.
Przez dziesięciolecia geofizycy tylko domyślali się, co naprawdę dzieje się na dnie oceanów, gdy Ziemia tworzy nową skorupę. W kwietniu 2024 roku, na odległym Grzbiecie Południowoindyjskim, rozegrał się spektakl, którego nikt wcześniej nie oglądał. Dwie płyty tektoniczne rozsunęły się gwałtownie, magma wdarła się w szczelinę, a dno morskie zapadło się o ponad cztery metry. Dziś, dzięki badaniom opublikowanym w Nature, możemy prześledzić ten proces minuta po minucie.
Eksperyment na krańcu świata
→ Czytaj też: Dno oceaniczne pękło na ich oczach. „Nie marzyliśmy o uchwyceniu tak masywnego zdarzenia”
Zespół pod kierunkiem Jean-Yves’a Royera z Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS) postawił sobie cel równie trudny, co odległy. Na Grzbiecie Południowoindyjskim, w połowie drogi między Australią a Antarktydą, rozmieścił sieć pięciu autonomicznych hydrofonów i precyzyjnych czujników odległości. Obserwatorium OHA-GEODAMS miało wypatrywać rzadkich, gwałtownych epizodów spreadingu – rozrostu dna oceanicznego. Do tej pory nikt nie widział takiego zdarzenia na żywo.
„Fortuna sprzyja odważnym” – komentuje Royer. Zaledwie dwa miesiące po instalacji sprzętu, 26 kwietnia 2024 roku, instrumenty zarejestrowały rój trzęsień ziemi. Rozpoczął się spektakl, który trwał 16 dni i przyniósł naukowcom odpowiedzi na pytania nurtujące geofizyków od dekad.
Co dokładnie zobaczyły instrumenty?
→ Czytaj też: Humanoidalny robot asystuje przy operacji. Badanie na żywych tkankach ujawnia, co już potrafi
Dane pokazały sekwencję zdarzeń, którą można porównać do cichego, ale potężnego kataklizmu. Oto najważniejsze liczby i fakty:
- 150 milionów metrów sześciennych magmy wtargnęło w skorupę ziemską w formie gigantycznych żył – dajek. To objętość równa 60 tysiącom basenów olimpijskich.
- 4,2 metra – o tyle zapadło się dno doliny ryftowej w ciągu sześciu dni. W szczytowym momencie tempo osiadania sięgało 5 centymetrów na minutę.
- Rozsuniecie o 2 do 4 metrów – taki skok zanotowały czujniki między przeciwległymi stronami ryftu. Odpowiada to 38 latom normalnego, powolnego spreadingu, który średnio wynosi zaledwie 6,3 centymetra rocznie.
- Ponad 8-kilometrowy zasięg – dajki rozprzestrzeniły się wzdłuż osi ryftu, przemieszczając się najpierw na południe, a potem na północ.
„Nie śniliśmy, że uda nam się uchwycić tak masywne wydarzenie” – przyznaje Royer. „Spodziewaliśmy się zmierzyć co najwyżej stałe naprężanie grzbietu, może kilka centymetrów. Tymczasem zanotowaliśmy wielometrowe przesunięcia” – uzupełnia.
„Nie śniliśmy, że uda nam się uchwycić tak masywne wydarzenie. Spodziewaliśmy się zmierzyć co najwyżej stałe naprężanie grzbietu, może kilka centymetrów.” – Jean-Yves Royer
Cicha rewolucja w badaniach Ziemi
Odkrycie rozwiązuje też starą zagadkę. Geolodzy od dawna wiedzieli, że płyty tektoniczne rozsuwają się szybciej, niż wynikałoby to z sumy zarejestrowanych trzęsień ziemi. Brakującego ruchu szukano bezskutecznie. Teraz wiadomo: większość poślizgu zachodzi asejsmicznie – bez generowania silnych fal sejsmicznych. A zatem modele oparte wyłącznie na danych sejsmologicznych dotąd zaniżały rzeczywisty obraz rozrostu dna.
„Po raz pierwszy kwantowe zdarzenie spreadingu, obejmujące zarówno intruzję dajek, jak i ruch na uskokach, zostało zaobserwowane godzina po godzinie” – akcentuje Royer. Zespół przetestował 10 milionów symulacji, by znaleźć 2,2 tysiąca scenariuszy zgodnych z pomiarami. Wszystkie wskazują na gwałtowne opróżnianie podziemnego zbiornika magmy – sillu – co napędzało cały proces.
Wyniki, opublikowane równolegle w Nature i szeroko komentowane przez ScienceAlert oraz Ars Technica, otwierają nowe horyzonty dla geofizyki morskiej. Umożliwią one precyzyjniejsze przewidywanie erupcji podmorskich i lepsze rozumienie cyklu węglowego oceanów, bo magma wchodząc w kontakt z wodą morską uwalnia ciepło i związki chemiczne.
Choć badany grzbiet leży na odludziu, jego historia to uniwersalny podręcznik dla wszystkich oceanicznych ryftów – od Arktyki po południowy Pacyfik. „Udowodniliśmy, że przy odrobinie szczęścia i wyczucia, pomiar spreadingu dna morskiego jest teraz możliwy” – wskazuje Royer. A kolejne ekspedycje już planują wykorzystać tę wiedzę, by podsłuchiwać Ziemię w jej najbardziej intymnych aktach tworzenia.
