یک گذرگاه مخفی زمین شناسی در زیر پاناما ممکن است توضیح دهد که چرا سنگ های گوشته زمین بیش از 1000 مایل (1609 کیلومتر) از جایی که سرچشمه گرفته اند فاصله دارند.
این دهانه که در حدود 100 کیلومتری زیر سطح زمین قرار دارد، میتواند به جریانی از مواد گوشته اجازه دهد تا تمام مسیر را از زیر جزایر گالاپاگوس تا زیر پاناما طی کند.
این نوع حملونقل که قبلاً کشف نشده بود ممکن است به توضیح اینکه چرا پاناما تعداد بسیار کمی فعال دارد کمک کند آتشفشان ها. در ساحل غربی آمریکای مرکزی، نارگیل صفحه تکتونیکی فرو می رود و پوسته اقیانوسی را به زیر پوسته قاره ای صفحات تکتونیکی آمریکای شمالی، دریای کارائیب و پاناما هل می دهد، فرآیندی که فرورانش نامیده می شود. این منطقه فرورانش خطی از آتشفشان ها به نام قوس آتشفشانی آمریکای مرکزی را ایجاد می کند، جایی که گدازه از مرزها عبور می کند. دیوید بکرت، دانشجوی دکترای شیمی دریا و ژئوشیمی در مؤسسه اقیانوس شناسی وودز هول در ماساچوست، گفت: اما آتشفشان در غرب پاناما متوقف می شود، که در صفحه پاناما قرار دارد.
این آرامش نسبی مدتهاست که یک راز بوده است. بکارت و همکارانش اکنون در یک مطالعه جدید که در 23 نوامبر در مجله منتشر شد، گزارش می دهند اطلاعیه های آکادمی ملی علوم که مقصر ممکن است یک روزنه پنجره مانند در صفحه تکتونیکی نارگیل باشد که به سمت مرکز زمین رانده شده است.
ردیابی ناهنجاری ها
بکارت و همکارانش در تلاش هستند تا در مورد نحوه عملکرد فرورانش در نزدیکی آمریکای مرکزی اطلاعات بیشتری کسب کنند. تورم صفحه نارگیل در زیر آمریکای شمالی پتانسیل ایجاد بزرگی را دارد زلزله ها، شامل زمین لرزه چیاپاس در سال 2017، زمین لرزه ای به بزرگی 8.1 ریشتر که ده ها کشته برجای گذاشت.
برای کسب اطلاعات بیشتر، محققان به بررسی ژئوشیمی منطقه پرداختند و نمونه هایی از سنگ های آتشفشانی و همچنین نمونه هایی از گاز و مایعات چشمه های آب گرم جمع آوری کردند. آنها علاقه مند به در نظر گرفتن نسبت ایزوتوپ های مولکولی بودند که تغییراتی از یکسان هستند اتم ها با تعداد نوترون های مختلف در هسته خود. در این مورد، محققان به ویژه بر روی ایزوتوپهای آن متمرکز شدند هلیوم و رهبری.
بکرت به Live Science گفت: "منابع مختلف مواد زمین شناسی معمولاً ترکیبات متفاوتی دارند، بنابراین می توانیم سهم مناطق مختلف گوشته را ردیابی کنیم."
گوشته عمدتاً از سنگ های سیلیکات تشکیل شده است که سنگ هایی با ساختار مشخصی هستند سیلیکون و اکسیژن اتم ها اما ترکیب دقیق حتی در فواصل کوتاه می تواند بسیار متفاوت باشد. محققان دریافتهاند که برخی ناهنجاریهای عجیب در آمریکای مرکزی وجود دارد.
"ما دریافتیم که در مکان های خاصی در آمریکای مرکزی، یعنی غرب پاناما و پشت رنگین کمان آتشفشانی در کاستاریکا، نشانه های عجیب و غریبی داریم. [of geochemistry] بکرت گفت که واقعاً شبیه چیزی است که در جزایر گالاپاگوس دارید.
روح (جبه) باد
بکارت گفت: این عجیب بود زیرا هیچ راه روشنی برای توضیح چگونگی رسیدن عناصر گوشته گالاپاگوس تا پاناما وجود نداشت. سپس محققان بر روی تصویربرداری لرزهای از گوشته، که از امواج زلزله برای ترسیم آنچه در زیر سطح است، و مدلسازی رایانهای برای توضیح آنچه ممکن است رخ دهد، استفاده میکنند، تمرکز کردند.
آنها دریافتند که در اعماق زیر پاناما، قسمت های مدفون یک بشقاب نارگیل ممکن است حاوی پاسخ باشد. هنگامی که یک صفحه تکتونیکی در حین فرورانش به زیر صفحه تکتونیکی دیگر می لغزد، این صفحه جاذب به سادگی ناپدید نمی شود. ساختار خود را در حین آسیاب کردن در گوشته حفظ می کند، فقط به تدریج گرم می شود و تاب می یابد.
بکرت گفت: «درست زیر پاناما، یک سوراخ، یک پنجره از میان دال وجود دارد که به این جزء گوشته اجازه می دهد تا جریان یابد.
این پنجره ممکن است نتیجه یک شکستگی طبیعی و موجود در پوست نارگیل بلعیده شده باشد، یا ممکن است مکانی باشد که در آن پوست در هنگام فرورانش شکسته شود. در هر صورت، به مواد اجازه می دهد - از یک طرف دال به طرف دیگر - مانند یک نسیم از یک پنجره باز عبور کنند.
این سؤال را ایجاد کرد که چه چیزی می تواند نفس را حرکت دهد. محققان دو احتمال را کشف کرده اند. اولین مورد این است که مواد در منطقه شکست پاناما حرکت می کنند، منطقه ای از شکاف در پوسته و گوشته بالایی که جزایر گالاپاگوس را به پاناما متصل می کند. بکرت گفت، اما دشوار است که ببینیم چه چیزی منجر به حمل و نقل طولانی مدت از طریق این منطقه می شود. مشخص نیست که آیا چنین حمل و نقلی اصلا امکان پذیر است یا خیر.
محققان دریافتند سناریوی محتملتر این است که گردش معمول گوشته در مقیاس بزرگ به سادگی مواد را از طریق سوراخ در صفحه جذب فشار میدهد.
بکرت گفت: «زمانی که ما مدلسازی گردش گوشته را در این مکان انجام دادیم، شما انتظار این جریان عمیق جهانی گوشته را دارید.
بکرت گفت که وجود پنجره گوشته ممکن است کمبود آتشفشان های فعال در پاناما را توضیح دهد. آب محبوس شده در پوسته صفحات جاذب باعث تشدید تشکیل آتشفشان می شود، زیرا آب نقطه ذوب سنگ ها را کاهش می دهد و منجر به تشکیل ماگما می شود. سوراخ در دال زیر پاناما به این معنی است که شکافی در پوسته غنی از آب در این مکان وجود دارد که به نوبه خود به این معنی است که به دست آوردن ماگمای مذاب که در آنجا جریان دارد دشوارتر است.
بکارت گفت که جریان گوشته ای که تیم کشف کرده است به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است، اما ناهنجاری های غیرقابل توضیحی در شیمی گوشته در سراسر جهان وجود دارد. این تیم امیدوار است که تجزیه و تحلیل مشابهی را پس از آن در شیلی انجام دهد، اما در نهایت می خواهد این روش را در سراسر جهان گسترش دهد.
بکرت گفت: "هیچ کس قبلاً به این فرآیند فکر نکرده است، بنابراین من فقط می خواهم به همه داده ها نگاه کنم."
در ابتدا در Live Science منتشر شد