Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Nằm sâu bên dưới những bãi biển cát hồng và thủy triều màu ngọc lam của Bermuda, các nhà địa chất học đã phát hiện ra bằng chứng trực tiếp đầu tiên về vật chất từ sâu trong vùng chuyển tiếp lớp phủ của Trái đất – một lớp giàu nước, tinh thể và đá tan chảy – có thể thấm vào bề mặt để tạo thành núi lửa.
Nằm sâu bên dưới những bãi biển cát hồng và thủy triều màu ngọc lam của Bermuda, các nhà địa chất học đã phát hiện ra bằng chứng trực tiếp đầu tiên về vật chất từ sâu trong vùng chuyển tiếp lớp phủ của Trái đất – một lớp giàu nước, tinh thể và đá tan chảy – có thể thấm vào bề mặt để tạo thành núi lửa.
Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng núi lửa hình thành khi các mảng kiến tạo (di chuyển trên đỉnh của lớp vỏ Trái đất) hội tụ, hoặc là kết quả của các lớp phủ nổi lên từ ranh giới lớp phủ lõi để tạo ra các điểm nóng ở vỏ Trái đất. Nhưng việc thu thập bằng chứng cho thấy các tài liệu phát ra từ vùng chuyển tiếp của lớp vỏ – giữa 250-400 dặm (440-660 km) bên dưới lớp vỏ hành tinh chúng ta – có thể gây ra những ngọn núi lửa để tạo thành còn xa lạ với các nhà địa chất.
“Chúng tôi đã tìm ra một cách mới để tạo ra núi lửa. Đây là lần đầu tiên chúng tôi tìm thấy một dấu hiệu rõ ràng từ vùng chuyển tiếp nằm sâu trong lớp phủ của Trái đất rằng núi lửa có thể hình thành theo cách này”, tác giả cao cấp Esteban Gazel, phó giáo sư tại Bộ Trái đất cho biết. và Khoa học khí quyển tại Đại học Cornell. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature .
“Chúng tôi đã mong đợi dữ liệu của chúng tôi cho thấy núi lửa là một sự hình thành lớp phủ – một sự nổi dậy từ lớp phủ sâu hơn – giống như nó ở Hawaii,” Gazel nói. Nhưng 30 triệu năm trước, một sự xáo trộn trong khu vực chuyển tiếp đã khiến một loại vật liệu magma nổi lên trên bề mặt, tạo thành một ngọn núi lửa không hoạt động dưới Đại Tây Dương và sau đó hình thành Bermuda.
Sử dụng mẫu lõi 2.600 feet (hơn 700 mét) – được khoan vào năm 1972, được đặt tại Đại học Dalhousie, Nova Scotia – đồng tác giả Sarah Mazza của Đại học Münster, Đức, đã đánh giá mặt cắt ngang cho các đồng vị, nguyên tố vi lượng, bằng chứng về hàm lượng nước và vật liệu dễ bay hơi khác. Đánh giá cung cấp một lịch sử địa chất, núi lửa của Bermuda.
“Trước tiên tôi nghi ngờ rằng quá khứ núi lửa của Bermuda là đặc biệt khi tôi lấy mẫu lõi và nhận thấy kết cấu đa dạng và khoáng vật học được bảo tồn trong các dòng dung nham khác nhau”, Mazza nói. “Chúng tôi nhanh chóng xác nhận sự phong phú cực độ trong các thành phần nguyên tố vi lượng. Thật thú vị khi đi qua kết quả đầu tiên của chúng tôi … những bí ẩn về Bermuda bắt đầu hé lộ.”
Từ các mẫu cốt lõi, nhóm đã phát hiện các chữ ký địa hóa từ vùng chuyển tiếp, bao gồm lượng nước lớn hơn trong các tinh thể hơn là được tìm thấy trong các khu vực hút chìm. Nước trong các khu vực hút chìm tái chế trở lại bề mặt Trái đất. Có đủ nước trong vùng chuyển tiếp để tạo thành ít nhất ba đại dương, theo Gazel, nhưng đó là nước giúp đá tan chảy trong vùng chuyển tiếp.
Các nhà địa chất học đã phát triển các mô hình số với Robert Moucha, phó giáo sư khoa học Trái đất tại Đại học Syracuse, để khám phá ra một sự xáo trộn trong vùng chuyển tiếp có khả năng buộc vật liệu từ lớp phủ sâu này tan chảy và thấm qua bề mặt, Gazel nói.
Mặc dù đã có hơn 50 năm đo đạc đồng vị trong các lavas đại dương, nhưng các đồng vị kỳ dị và cực đoan được đo trong lõi dung nham Bermuda đã không được quan sát trước đây. Tuy nhiên, các chế phẩm đồng vị cực đoan này cho phép các nhà khoa học xác định nguồn độc nhất của dung nham.
Michael Bizimis, phó giáo sư tại Đại học South Carolina, cho biết: “Nếu chúng ta bắt đầu xem xét kỹ hơn, tôi tin rằng chúng ta sẽ tìm thấy những chữ ký địa hóa này ở nhiều nơi hơn”.
Gazel giải thích rằng nghiên cứu này cung cấp một kết nối mới giữa lớp vùng chuyển tiếp và núi lửa trên bề mặt Trái đất. “Với công việc này, chúng tôi có thể chứng minh rằng vùng chuyển tiếp của Trái đất là một hồ chứa hóa chất cực đoan”, Gazel nói. “Chúng tôi bây giờ mới bắt đầu nhận ra tầm quan trọng của nó về mặt địa chất toàn cầu và thậm chí cả núi lửa.”
Gazel nói: “Bước tiếp theo của chúng tôi là kiểm tra nhiều địa điểm hơn để xác định sự khác biệt giữa các quá trình địa chất có thể dẫn đến núi lửa trong lòng đất và xác định vai trò của vùng chuyển tiếp của lớp phủ trong quá trình tiến hóa của hành tinh chúng ta.”
Ngoài Gazel, Mazza, Bizimis và Moucha, đồng tác giả của “Lấy mẫu Khu vực chuyển đổi giàu có dễ bay hơi bên dưới Bermuda”, là Paul Béguelin, Đại học Nam Carolina; Elizabeth A. Johnson, Đại học James Madison; Ryan J. McAleer, Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ; và Alexander V. Sobolev, Viện Hàn lâm Khoa học Nga.
Quỹ khoa học quốc gia đã tài trợ cho nghiên cứu này.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Cornell . Bản gốc được viết bởi Blaine Friedlander. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :