Melihat jauh ke dalam lapisan bumi

Untuk pertama kalinya, ahli geologi sedang mempelajari punggungan laut tengah yang sangat lambat

Menyelam ke perokok hitam di punggungan laut tengah. Bagaimana antarmuka bumi seperti itu terlihat di bawah dasar laut, para peneliti sekarang telah membuat terlihat. © NTNU
membacakan

Pandangan ke kedalaman tersembunyi: Untuk pertama kalinya, para peneliti telah memeriksa struktur jauh di bawah zona jahitan yang sangat khusus dari kerak bumi - sebuah punggungan mid-ocean yang mencabik-cabik dengan sangat tipis. Meskipun sekitar sepertiga dari zona penyebaran bumi termasuk tipe ini, kehidupan batin mereka sebagian besar tidak diketahui. Sekarang pengukuran konduktivitas memberikan informasi pertama dari kedalaman.

Punggung bukit di tengah samudra adalah lapisan bumi - dan pabrik untuk kerak samudera baru. Karena lempeng-lempeng bumi terpisah di sana, magma segar keluar dari bagian dalam bumi. Akibatnya, pegunungan memanjang yang dibentuk oleh sub-gunung berapi dan bentuk hidrotermal terbentuk. Sebagian besar, lava di lautan ini kembali agak lambat dan stabil, tetapi juga letusan besar mungkin terjadi. Namun, apakah wabah ini terjadi secara pasif karena kerak terkoyak oleh lempeng bumi yang melayang, atau apakah tekanan magma yang menyebabkannya di kedalaman, masih dalam perselisihan.

Teka-teki punggung lambat

Masalahnya adalah sejauh ini hampir tidak diketahui apa yang terjadi di bawah mid-ocean ridges. Meskipun ahli geologi telah meneliti beberapa punggung yang bergerak sangat cepat, mereka tidak pernah dapat melihat ke kedalaman zona penyebaran ultralong - dan ada banyak: "Lebih dari sepertiga dari semua punggung laut tengah memiliki tingkat penyebaran kurang dari 20 milimeter per tahun", jelaskan Ståle Emil Johansen dan rekan-rekannya dari Universitas Sains dan Teknologi Norwegia (NTNU) di Trondheim.

Penampang bagian tengah samudra ultralong di Spitsbergen. Johansen et al. Alam 2019

Untuk memecahkan misteri persimpangan lambat ini, para peneliti mempelajari tanah poppy di barat daya Spitsbergen. Di sana, lempeng terestrial yang terlepas perlahan terlepas di atas segalanya melalui medan hidrotermal yang luas. Perokok hitam "Kastil Loki" terletak pada kedalaman lebih dari 2.300 meter dan merupakan perwakilan paling utara dari jenis mereka sampai saat ini. Bidang ini baru ditemukan pada tahun 2008.

Lakukan tekstur batu benar-benar

Johansen dan timnya menganalisis konduktivitas batuan plutonik dengan dua metode. Pengukuran magnetotelurik mencatat reaksi batu terhadap radiasi latar belakang elektromagnetik. Untuk teknik CSEM yang lebih rumit, para ilmuwan hanya menempatkan 30 sensor sepanjang lintasan di dasar laut. Kemudian kapal penelitian menarik sumber muatan di atasnya dan sensor mencatat bagaimana sinyal-sinyal ini diubah dari tanah. pameran

"Untuk pertama kalinya, kami menggabungkan kedua teknik ini menjadi satu sinyal dan dengan demikian menerima gambar spektakuler dari struktur dalam, " kata Johansen. "Kami dapat melihat lebih dalam ke lapisan tanah di bawah lautan tengah ini daripada sebelumnya." "Tampilan" dari data sensor cukup hingga kedalaman 120 kilometer. Perbedaan halus dalam konduktivitas lapisan tanah mengkhianati komposisi batuan dan apakah itu cair atau padat.

Sangat asimetris

Saat pengukuran terungkap, di bawah punggungan laut tengah, magma membengkak ke kerak di jalur sempit dan sangat asimetris. "Biasanya, zona pendakian seperti itu harus terlihat simetris, " kata Johansen. "Tetapi dalam kasus ini, transisi dari batu yang kaya dengan konduksi yang meleleh dengan baik ke padat di sisi barat lebih tiba-tiba daripada di sisi timur belakang." Dengan demikian, lempeng bumi berada di sisi timur tengah laut R Deutlichckens jauh lebih tebal daripada di sisi barat.

Menurut para peneliti, bentuk dan gerakan asimetris kedua lempeng tersebut juga dapat menjelaskan asimetri dalam saluran magma. Dan itu memberikan wawasan tentang pertanyaan apakah magma secara aktif naik atau secara pasif "tersedot" oleh gerakan lempeng: "Meskipun zona menampilkan beberapa keunggulan dari sistem dinamis, itu cenderung mencerminkan pembengkakan pasif yang dipicu oleh gerakan lempeng lambat dan asimetris, "kata para peneliti.

Kamar magma di bawah kastil Loki

Pengukuran juga mengungkapkan sesuatu yang lain: sekitar empat hingga lima kilometer di bawah "Kastil Loki" terletak zona konduktivitas yang meningkat cepat. "Ini menunjukkan peningkatan persentase lebur dan dapat menunjukkan ruang magma, " lapor para peneliti. Dia juga dapat mengidentifikasi jaringan luas aliran fluida bawah tanah yang memasok ventilasi hidrotermal dengan air panas dan kaya mineral.

"Ukuran dan sifat jangka panjang dari sistem perpipaan seperti itu dapat meningkatkan sirkulasi di kerak bumi dan menjelaskan mengapa zona penyebaran sangat lambat sering menyimpang dari hubungan linear antara laju penyebaran dan kebocoran air, " jelas Johansen dan timnya. (Alam, 2019; doi: 10.1038 / s41586-019-1010-0)

Sumber: Universitas Sains dan Teknologi Norwegia (NTNU)

- Nadja Podbregar