Afrički ritam srca duboko unutar Zemlje: Zavirite u detalje istraživanja koje nagovještava tektonske promjene

Naime, grupa naučnika iz Velike Britanije, Italije i Etiopije objavila u časopisu Nature Geoscience istraživanje koje se odnosi na područje Afar regije na istoku Afrike, odnosno sjeveroistočnom dijelu Etiopije. Afarska depresija, poznata je i u svijetu i kao depresija Danakil i zaslužna je za formiranje sjevernog dijela regije u kojem uglavnom dominira pustinjsko područje s plitkim slanim jezerima i dugim lancima vulkana.

Veliki dio Afara nalazi se ispod nivoa mora (jezero Asal je -155 metara) i jedno je od najtoplijih mjesta na Zemlji s temperaturama koje ljeti prelaze 50 stepeni celzija. Već decenijama, ovo područje interesantno je naučnicima zbog formiranja ogromnih pukotina, a koje dovode i do sve češćih erupcija vulkana.

Raspad kontinenata i formiranje okeanskih bazena

Brojni naučnici već su govorili o tome kako je stvaranje pukotina dio procesa u kojima se Arapska ploča, Nubijska ploča i Somalijska ploča, koje čine specifičan trougao, razdvajaju, a zbog čega se događa i niz prirodnih fenomena i reakcija.

Naučni tim koji je predvodila britanska naučnica i profesorica Emma Wats, ali i drugi profesori prvenstveno s Univerziteta u Southamptonu, posvetili su svoje istraživanje upravo izučavanju procesa koji se ovdje odvijaju u dubini Zemlje. Njihov rad rezultirao je istraživanjem koje je objavljeno pod naslovom "Izdizanje plašta na trostrukom spoju Afara oblikovano prevladavajućom dinamikom ploča".

U sažetku svog istraživanja, naučni tim naveo je kako izdizanje Zemljinog plašta pokreće vulkanski rad velikih razmjera na površini te da olakšava raspad kontinenata i formiranje okeanskih bazena.

"Afarski trostruki spoj - gdje se sijeku Arapska, Nubijska i Somalijska tektonska ploča - je klasičan primjer kontinentalnog riftovanja (mjesto razdvajanja tektonskih ploča op. a.) potpomognutog magmom. Ovdje se riftovanje dogodilo dijahrono s početkom rifta Adenskog zaljeva (GoA) prije 35 miliona godina (Ma) rifta Crvenog mora (RSR) prije 23 miliona godina i Glavnog etiopskog rifta (MER) prije 11 miliona godina. Sva tri rifta trenutno su vulkanski i tektonski aktivna, što je ovo područje učinilo idealnom lokacijom za proučavanje interakcija između uzdizanja Zemljinog plašta i procesa riftinga, odnosno razdvajanja tektonskih ploča", navodi se u istraživanju.

O ovom izuzetno zanimljivom istraživanju i procesu za Klix.ba govorio je profesor Univerziteta u Southamptonu Derek Keir. On je vanredni profesor nauke o Zemlji u okviru Odjela za nauku o okeanu i Zemlji na Univerzitetu u Southamptonu.

Tokom posljednje decenije vodio je seizmološke napore u istraživačkoj grupi za geologiju i geofiziku, a također koristi daljinsko istraživanje, geohemiju i terensku geologiju za proučavanje zemljotresa i vulkana u različitim okruženjima na Zemlji.

Većina njegovih istraživanja usmjerena je na Afriku, Arabiju, Karibe i Italiju. On je glavni urednik odjeljka Strukturna geologija i tektonika u časopisu Frontiers in Earth Science te je bio dio tima koji se bavio ovim istraživanjem.

S obzirom na to da je suština istraživanja u tome kako su otkriveni dokazi kako regija Afara leži na tzv. stubu vrućeg Zemljinog plašta (plaštne perjanice), odnosno stubu vrućeg, rastopljenog kamena koji se uzdiže iz dubokog dijela Zemljinog plašta prema površini, ono što je zainteresovalo naučnike jeste da se ta pulsiranja i uzdizanja odvijaju u ritmu, a sve je opisano slično otkucajima srca.

"Ideja tzv. plaštne perjanice koja sadrži hemijska ili termalna pulsiranja su novo otkriće za Afar, ali je svakako nešto što se otkrivalo i u drugim sličnim slučajevima širom svijeta. Primjera radi, naučnici imaju dokaze kako plaštna perjanica ispod Kanarskih Ostrva također pulsira. Efekat pulsirajućeg stuba na površinu Zemlje još nije utvrđen, ali prilično razumna hipoteza je da bi to moglo dovesti do promjena u količini ili tipu vulkanske aktivnosti koja se pojavljuje na površini Zemlje", rekao je Keir na početku razgovora za Klix.ba.

Iako otkriće samo po sebi nije bilo iznenađenje, Keir je otkrio čime je tim naučnika zapravo bio najviše iznenađen nakon što su dobili rezultate.

"Iako naši rezultati pokazuju dokaze da plaštni stub ispod Afara pulsira, i da se taj stub vjerovatno brže kreće duž riftova gdje je tektonska ploča najtanja, trenutno nismo u mogućnosti izračunati tačne brzine tih procesa. Da bismo to postigli, morat ćemo kreirati numeričke modele koji uključuju parametre poput viskoznosti (ljepljivosti) toka stuba, kako bismo simulirali koje brzine toka mogu proizvesti geohemijske i geofizičke obrasce u podacima. Nismo bili iznenađeni što smo pronašli dokaze o pulsirajućem stubu ispod Afara, jer je to već viđeno i na drugim mjestima, ali nas je iznenadilo što smo uspjeli razjasniti kompleksnost podataka i iz njih izvući takav dokaz", poručio je.

Ono što je u cijelom istraživanju zagolicalo maštu javnosti jeste informacija o tome kako svi ovi procesi mogu utjecati i na stvaranje novog okeana na području Afara. To ujedno znači i kako će Afrika u daljoj budućnosti potencijalno izgledati znatno drugačije, a britanskog naučnika pitali smo o kakvom procesu je riječ i koliko bi on mogao trajati.

"Afar se otvara brzinom od oko dva centimetra godišnje i ako se proces nastavi, regija će formirati dio novog okeana s Crvenim morem i Adenskim zaljevom. Simulacije ploča pokazuju da će ovaj proces vjerovatno trajati još oko pet miliona godina. Ako se otvaranje ploča nastavi, onda je proces neizbježan. Međutim, kretanje Arabije dalje od Afrike uzrokovano je subdukcijom Arapskog mora ispod dijelova Azije poput Irana. Arapsko more je već gotovo u potpunosti 'iskorišteno', tako da nije jasno koliko dugo se Arapska ploča može sudarati s Azijom. Mislim da bi se trenutna kretanja ploča mogla nastaviti još 5-10 miliona godina, toliko dugo da Afar postane okean, ali da će se sistem tada blokirati kada Arapska ploča više ne bude mogla dalje kretati prema Aziji", objašnjava.

Analizirano više od 100 primjeraka vulkanskih stijena

Naučnici su u sklopu istraživanja Afara prikupili više od 100 primjeraka vulkanskog kamenja i stijena širom Afara i Glavnog etiopskog rasjeda. Tim povodom, Keira smo pitali da li su pronađene određene razlike tokom analiza te šta su pronađeni uzorci mogli reći o aktivnostima koje se dešavaju ispod Zemlje.

"Glavna razlika između rezultata iz Afara i iz Glavnog etiopskog rasjeda jeste ta što su impulsi plaštnog stuba ispod Glavnog etiopskog rasjeda kraćeg trajanja nego oni ispod Afara. Mi smo to protumačili tako da se plaštni stub ispod Afara može lakše i brže kretati, što dovodi do njegovog šireg rasprostiranja. To se dešava zato što se tektonska ploča u tom području stanjuje, pa uzlazni tok iz plašta ne nailazi na prepreke. Nasuprot tome, ispod Glavnog etiopskog rasjeda pretpostavljamo da deblja tektonska ploča blokira tok stuba, zbog čega se impulsi stuba sabijaju i postaju zbijeniji", pojašnjava profesor.

Na pitanje koliko svi ovi procesi utječu na vulkanske aktivnosti i zemljotrese, Keir odgovara.

"U ovom trenutku možemo samo pretpostaviti da pulsirajući plaštni stub uzrokuje povećanja i smanjenja vulkanske aktivnosti kroz vrijeme. Razlog za to je što smo proučavali samo vrlo mlade stijene (mlađe od otprilike 100.000 godina) kako bismo bili sigurni da je hemijska varijabilnost stijena uzrokovana prostornim varijacijama unutar sistema. Sljedeći korak u istraživanju bio bi uključiti stijene starije dobi kako bismo utvrdili na kojim vremenskim skalama se pulsiranje dešava i da li to zaista uzrokuje promjene u vulkanskoj aktivnosti kroz vrijeme", rekao je.

Na kraju razgovora, Keir je posebnu pažnju posvetio timu ljudi koji je bio okupljen oko ovog istraživanja.

"U istraživanju je učestvovalo oko 20 ljudi, uglavnom iz Etiopije, Ujedinjenog Kraljevstva i Italije. Saradnja između ovih grupa traje već dugo. Istraživači iz Etiopije i Ujedinjenog Kraljevstva sarađuju već 25 godina na prikupljanju seizmičkih podataka koji su korišteni u ovoj studiji. Većinu uzoraka stijena prikupili su etiopski i italijanski istraživači još krajem 1960-ih, a oni su od tada arhivirani u Italiji. Geohemijske analize uglavnom su obavljene u skorije vrijeme na instituciji glavne autorice (Emma Watts), Univerzitetu u Southamptonu, kroz saradnju s Univerzitetom u Pisi. Većina aspekata međunarodnih naučnih istraživanja je praktično veoma složena, a svi učesnici su u ovom projektu dali mnogo više od uobičajenih radnih okvira", istaknuo je.

Kada je riječ o zainteresovanosti država, prvenstveno Etiopije o ovakvoj vrsti istraživanje, engleski naučnik ističe kako su vlasti svjesne važnosti ovakvih istraživanja.

"Kroz naše saradnike na Univerzitetu u Addis Abebi, savezna i regionalna vlada Etiopije su uglavnom svjesne važnosti proučavanja vulkanskih i tektonskih procesa. Uz uključivanje naših saradnika, uočili smo da je vlada uvijek spremna pružiti potrebne dozvole za olakšavanje istraživanja te omogućiti uvoz i izvoz opreme i uzoraka. Međutim, kao i u većini zemalja, vlada je generalno više zainteresovana za istraživanja koja su direktno povezana s praćenjem prirodnih prijetnji (npr. praćenje zemljotresa) ili za istraživanja koja se tiču resursa (npr. geotermalna energija i rudarstvo). Naše konkretno istraživanje u ovom radu spada više u tzv. 'temeljnu nauku' ('blue skies' science), koja se bavi procesima manje povezanim s svakodnevnim životom ljudi, pa samim tim privlači i manje direktne pažnje", zaključio je u razgovoru za Klix.ba britanski profesor s Univerziteta u Southamptonu Derek Keir.

Iako će za ovakvu temu, kao što je i rečeno, biti potrebno analizirati još brojne segmente, naučni tim iz tri zemlje otvorio je vrata za novi ugao gledanja na sve procese koji se dešavaju duboko u Zemlji. Uprkos dubini, priroda ovih procesa neminovno utječe i na površinu Zemlje, a u slučaju Afara vidimo kako su te aktivnosti intenzivnije nego ikada.