Κυριακή, 18 Νοεμβρίου 2018

Νέα μελέτη αποκαλύπτει τη σχέση μεταξύ του κλίματος, της ζωής και της κίνησης των ηπείρων

Μια νέα μελέτη του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Ώστιν δείχνει μια πιθανή σχέση μεταξύ της ζωής στη Γη, του κλίματος και της μετακίνησης των ηπείρων. Τα ευρήματα δείχνουν ότι το ίζημα, το οποίο αποτελείται συχνά από κομμάτια νεκρών οργανισμών, θα μπορούσε να διαδραματίσει βασικό ρόλο στον προσδιορισμό της ταχύτητας της ηπειρωτικής ολίσθησης.

Εκτός από την αμφισβήτηση των υφιστάμενων ιδεών για το πως αλληλεπιδρούν οι πλάκες, τα ευρήματα είναι σημαντικά επειδή περιγράφουν πιθανούς μηχανισμούς ανατροφοδότησης μεταξύ της τεκτονικής κίνησης, του κλίματος και της ζωής στη Γη.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 15 Νοεμβρίου στο Earth and Planetary Science Letters, περιγράφει πως τα ιζήματα που κινούνται ή υποχωρούν κάτω από τις τεκτονικές πλάκες θα μπορούσαν να ρυθμίσουν την κίνηση των πλακών και μπορεί ακόμη να διαδραματίσουν κάποιο ρόλο στην ταχεία άνοδο των οροσειρών και στην ανάπτυξη της ηπειρωτικής κρούστας.


Η έρευνα διεξήχθη από τον Thorsten Becker, καθηγητή στο UT Jackson School of Geosciences και ερευνητή στο Ινστιτούτο Γεωφυσικής (UTIG), και την Whitney Behr, ερευνήτρια στο σχολείο Jackson και καθηγήτρια στο ETH της Ζυρίχης.

Τα ιζήματα δημιουργούνται όταν ο άνεμος, το νερό και ο πάγος διαβρώνουν τον υπάρχον βράχο ή όταν τα όστρακα και οι σκελετοί μικροσκοπικών οργανισμών, όπως το πλαγκτόν, συσσωρεύονται στο θαλασσινό νερό.

Τα ιζήματα που εισέρχονται στις ζώνες επαγωγής είναι γνωστό από καιρό ότι επηρεάζουν τη γεωλογική δραστηριότητα όπως η συχνότητα των σεισμών, αλλά μέχρι τώρα θεωρούνταν ότι έχει μικρή επιρροή στην ηπειρωτική κίνηση. Αυτό συμβαίνει επειδή η ταχύτητα υποπίεσης πιστεύεται ότι εξαρτάται από τη δύναμη της επαγωγικής πλάκας καθώς κάμπτεται και ολισθαίνει μέσα στον ιξώδη μανδύα, το ημιγλυκοειδές στρώμα βράχου κάτω από το φλοιό της Γης.

Η κίνηση της ηπειρωτικής Ευρώπης κινείται από μια πλάκα που βυθίζεται κάτω από μια άλλη, έτσι σε αυτό το σενάριο, η δύναμη του τμήματος της πλάκας που τραβιέται στο μανδύα της Γης (και η ενέργεια που απαιτείται για να την λυγίσει) θα είναι ο κύριος έλεγχος για την ταχύτητα της πλάκας κίνηση, με το ίζημα να έχει μικρή επίδραση.

Ωστόσο, η προηγούμενη έρευνα που αφορούσε επιστήμονες του UTIG είχε δείξει ότι οι επαγωγικές πλάκες μπορεί να είναι πιο αδύναμες και πιο ευαίσθητες σε άλλες επιδράσεις.

Αυτό οδήγησε τους ερευνητές να αναζητήσουν άλλους μηχανισμούς που μπορεί να επηρεάσουν την ταχύτητα πλάκας. Υπολογίστηκαν πόσο διαφορετικοί τύποι πετρωμάτων μπορεί να επηρεάσουν τη διεπαφή πλάκας – το όριο όπου συναντώνται οι επαγωγικές πλάκες. Η μεταγενέστερη μοντελοποίηση έδειξε ότι ο βράχος από ίζημα μπορεί να δημιουργήσει ένα αποτέλεσμα λίπανσης μεταξύ των πλακών, επιταχύνοντας την υποπίεση και αυξάνοντας την ταχύτητα της πλάκας.

Αυτός ο μηχανισμός θα μπορούσε να θέσει σε κίνηση έναν περίπλοκο βρόχο ανατροφοδότησης. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα της πλάκας, θα υπήρχε λιγότερος χρόνος συσσώρευσης ιζήματος, οπότε θα μειωνόταν η ποσότητα του υποβιβαστικού ιζήματος.

Αυτό οδηγεί σε βραδύτερη υποπίεση, η οποία μπορεί να επιτρέψει στα βουνά να αναπτυχθούν στα όρια των πλακών καθώς η δύναμη των δύο πλακών που τρέχουν μεταξύ τους προκαλεί άνοδο. Με τη σειρά τους, η διάβρωση αυτών των βουνών από τον άνεμο, το νερό και άλλες δυνάμεις μπορεί να παράγει περισσότερα ιζήματα τα οποία τροφοδοτούν πίσω στη ζώνη υποπίεσης και επανακκινούν τον κύκλο αυξάνοντας την ταχύτητα υποπίεσης.

«Οι μηχανισμοί ανατροφοδότησης χρησιμεύουν για να ρυθμίζουν τις ταχύτητες υποπίεσης έτσι ώστε να μην» ξεφεύγουν «με εξαιρετικά γρήγορες ταχύτητες», δήλωσε ο Behr.

Το νέο μοντέλο Behr και Becker προσφέρει επίσης μια συναρπαστική εξήγηση για τις παραλλαγές που βρέθηκαν στην ταχύτητα πλάκας, όπως η δραματική βόρεια επιτάχυνση της Ινδίας πριν από περίπου 70 εκατομμύρια χρόνια. Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι καθώς η Ινδία κινείται μέσα από τις ισημερινές θάλασσες που γεμίζουν με τη ζωή, μια αφθονία ιζηματογενών πετρωμάτων που σχηματίζονται από οργανική ύλη που καθιζάνει στο θαλασσινό νερό δημιούργησε μια λιπαντική επίδραση στην αφαιρούμενη πλάκα.

Καθώς η ηπειρωτική χώρα επιτάχυνε την υποβάθμιση της ποσότητας των ιζημάτων μειώθηκε και η Ινδία επιβραδύνθηκε πριν τελικά «συγκρουστεί» με την Ασία.

Οι Behr και Becker προτείνουν ότι αυτοί οι μηχανισμοί ανατροφοδότησης θα ήταν πολύ διαφορετικοί στην πρώιμη Γη πριν από το σχηματισμό των ηπείρων και την εμφάνιση της ζωής. Αν και το μοντέλο τους δεν εξετάζει την προέλευση αυτών των μηχανισμών ανάδρασης, δημιουργεί συναρπαστικά ερωτήματα σχετικά με την αλληλεπίδραση μεταξύ της ηπειρωτικής κίνησης και της ζωής στη Γη.

«Αυτό που γίνεται ξεκάθαρο είναι ότι το γεωλογικό ιστορικό της εισερχόμενη πλάκας έχει σημασία», δήλωσε ο Becker, ο οποίος κατέχει επίσης το Shell Distinguished Chair στην Γεωφυσική στην UT. «Θα πρέπει να μελετήσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες πώς αυτές οι πιθανές διαδικασίες ανατροφοδότησης μπορεί να λειτουργούν».

Επιμέλεια Κειμένου: Κατερίνα Καλτσά
https://ecozen.gr