7 دقیقه
سواحل درخشان و ماسههای صورتی برمودا بر فراز معمایی زمینشناختی قرار دارند: یک تورفتگی یا برآمدگی باثیمتریک روی صفحه اقیانوسی که طبق برآوردهای ساده باید مدتها پیش فرو مینشست و زیر سطح دریا قرار میگرفت. تحلیلهای لرزهای جدید نشان میدهد که ارتفاع باقیمانده این جزایر احتمالاً به دلیل وجود لایهای ضخیم و شناور از سنگ است که در زمان آتشفشانهای گذشته در زیر پوسته اقیانوسی قرار گرفته و نه به علت یک پلوم فعال در گوشته.
یک زیرپلیت شناور، توضیحدهنده برآمدگی پایدار برمودا
مجمعالجزایر برمودا — شامل حدود 181 جزیره که تقریباً 33 میلیون سال پیش تشکیل شدهاند — بازمانده فعالیتهای آتشفشانی بر کف اقیانوس اطلس است. در زنجیرههای آتشفشانی کلاسیکی مانند هاوایی، مسیر واضحی از پلوم گوشته، توالی سنی آتشفشانها و جریان صعودی مداوم گوشته مشاهده میشود؛ اما برمودا فاقد این نشانههاست. نقشهبرداری بستر دریا، یک برآمدگی باثیمتریک (bathymetric swell) را در زیر جزایر نشان میدهد، اما زمینشناسان همواره در توضیح پایداری این برآمدگی بدون وجود یک پلوم عمیق فعال دچار تردید بودهاند.
در پژوهشی تازه، لرزهنگاران ویلیام فریزر از مؤسسه Carnegie Science و جفری پارک از دانشگاه ییل مسأله را با بازبینی دقیق رکوردهای لرزهای امواجی که از زیر برمودا عبور کردهاند، مورد بازنگری قرار دادند. از آنجا که امواج لرزهای بسته به دما و دانسیته سنگ با سرعتهای متفاوت حرکت میکنند، زمان رسیدن آنها اطلاعاتی درباره ساختار عمیق زمین در خود دارد. فریزر و پارک در سیگنالها اختلالاتی یافتند که با حضور لایهای نسبتاً کمچگال و تقریباً ۲۰ کیلومتر ضخیم زیر پوسته اقیانوسی سازگار است؛ لایهای که قبلاً گزارش نشده بود.
این تصویر مفهومی زیرپلیت را نشان میدهد که میتواند به «شناور» ماندن برمودا کمک کند.
نویسندگان مقاله مینویسند: «ما ویژگیهایی را شناسایی میکنیم که با وجود لایهای سنگی تقریباً ۲۰ کیلومتری در زیر پوسته اقیانوسی سازگار است و پیشتر گزارش نشده بود.» تفسیر آنها این است که این تجمع مافیک (mafic) فشرده در عمقهای کم گوشته، نتیجه جاینشینی آتشفشانی بههنگام رویدادهای فعال حدود ۳۰–۳۵ میلیون سال پیش بوده و اکنون با دانسیته کمتر و خاصیت شناوری، همچنان از برآمدگی پوسته پشتیبانی میکند. به عبارت دیگر، این زیرپلیت نقش حمایتیای را اجرا میکند که معمولاً از یک پلوم گوشته انتظار میرود و در نتیجه جزایر را بالاتر از کف اقیانوس نگه میدارد.
روشهای لرزهای، تفسیرها و پیامدها
تشخیص یک زیرپلیت نیازمند توموگرافی لرزهای دقیق و تحلیل موجشکلهای (waveform) پیچیده است. در این مطالعه، فریزر و پارک نحوه کند و تند شدن امواج زمینلرزهای را هنگام عبور از نواحی زیر برمودا بررسی کردند. کاهش سرعت امواج معمولاً نشاندهنده مواد کمچگالتر یا داغتر است، در حالی که افزایش سرعت معمولاً به سنگهای متراکمتر اشاره دارد. مدلهای آنها از وجود لایهای منسجم و در عین حال با رسوباتی روی آن حمایت میکند؛ لایهای که به قدر کافی ضخیم است تا شناوری و دفورماسیون پوسته را تغییر دهد، اما نیازی به فعالیت آتشفشانی کنونی نداشته باشد.
تجزیه و تحلیلهای لرزهای شامل روشهای متنوعی است: توموگرافی سرعت، بررسی تأخیر زمانی فازها، تحلیل تفرق موجهای سطحی و استفاده از شبکههای ایستگاههای لرزهای برای بهبود تفکیک مکانی. ترکیب این روشها به پژوهشگران اجازه داد تا تصویر سهبعدیتری از توزیع سرعت موجها و در نتیجه توزیع دما و چگالی در زیر پوسته برمودا بهدست آورند. در این چارچوب، مشاهدات با سناریوی یک زیرپلیت ماجما که در زمان شکلگیری جزایر برجا مانده و سپس سرد شده ولی هنوز چگالی نسبیاش از گوشته اطراف کمتر است، همخوانی دارد.
برای تقویت ادعای وجود یک زیرپلیت، پژوهشگران همچنین نقش فرآیندهای رسوبی، تغییرات یونی در سنگها، و متقابلاً فرایندهای تکتونیکی منطقهای را بررسی کردهاند. بهعنوان مثال، تجمع رسوبات کربناته و آواری (که در بسیاری از سیستمهای مجاور جزایر مرجانی دیده میشود) میتواند روی توزیع امواج اثر بگذارد؛ اما رفتار سیگنالهای مشاهدهشده با یک لایه نسبتاً همگن و کمچگال در عمقهای کمتر گوشته سازگارتر است تا با صرفاً پوشش رسوبی سطحی.
چرا این کشف اهمیت دارد
- زمینه زمینشناختی: در صورتی که زیرپلیت تأیید شود، برمودا به نمونهای کلاسیکی تبدیل میشود که نشان میدهد چگونه جایگذاری آتشفشانی میتواند پشتیبانی پوستهای بلندمدت ایجاد کند بدون نیاز به یک پلوم حرارتی عمیق؛ این دیدگاه موجب بازنگری در مفاهیم سنتی درباره منشأ برخی ارتفاعات اقیانوسی میشود.
- پیامدهای سطح دریا و مخاطرات: وجود زیرپلیت میتواند فرایند فرونشست (subsidence) جزایر را به تأخیر بیندازد، اما این به معنای ایمنی کامل در برابر افزایش سطح دریا نیست — با توجه به تغییرات اقلیمی و روند بلندمدت افزایش تراز دریا، جزایر همچنان در معرض خطر غرقشدگی و طوفانهای شدید هستند.
- اهمیت پهنهای و تعمیمپذیری: سازوکارهای مشابه ممکن است در توضیح دیگر برآمدگیهای مرموز روی صفحات اقیانوسی که فاقد شواهد پلوم هستند، کاربرد داشته باشند. این موضوع میتواند بر پژوهشهای جهانی درباره فرآیندهای گوشتهای و تاریخ آتشفشانی اثر بگذارد.
این پژوهش که در نشریه Geophysical Research Letters منتشر شده، دیدگاه زمینشناسی برمودا را بازتعریف میکند و نشان میدهد توموگرافی لرزهای قادر است ویژگیهای ظریف اما تعیینکنندهای را در زیر کف اقیانوس آشکار سازد. با خواندن «لرزشهای طبیعی» زمین — امواجی که از بزرگترین رویدادهای زمینلرزهای تولید میشوند — دانشمندان میتوانند تاریخ دینامیک و درازمدتی را بازسازی کنند که برخی جزایر را بهطور غیرمنتظرهای بلند و پایدار نگه داشته است.
برای درک دقیقتر پیامدهای این یافته، لازم است مطالعات تکمیلی با پوشش شبکه ایستگاههای لرزهای گستردهتر و دادههای ژئوفیزیکی تکمیلی مانند گرانشسنجی و ژئوشیمی مواد آتشفشانی قدیمی انجام شود. اندازهگیریهای گرانش محلی و مدلسازی تراکم میتواند توزیع جرم زیرپوستهای را بهتر مشخص کند و به تمایز میان سناریوهای مختلف (مانند لایههای ماگمایی سرد شده در مقابل ساختارهای رسوبی متراکم) کمک کند. همچنین دادههای ژئوشیمیایی از سنگهای بازالتیک شناختهشده در برمودا میتواند اطلاعاتی درباره ترکیب شیمیایی ماگماها و منشا گوشتهای آنها فراهم آورد؛ مثلاً نسبتهای ایزوتوپی میتواند نشان دهد آیا مواد منشأ عمیقتری داشته یا بیشتر محلی و صفحهای بودهاند.
از منظر مفهومی، تشخیص یک زیرپلیت به شناخت بهتر تعامل میان فرایندهای سطحی (مانند تشکیل جزایر مرجانی، رسوبگذاری و فرسایش ساحلی) و فرایندهای عمقی (مانند جایگذاری ماگما و تغییرات دانسیته گوشته) کمک میکند. این تعاملات تعیینکننده میزان پایداری بلندمدت زیستگاههای ساحلی و همچنین ریسکهای مرتبط با زیرساختهای انسانی در مناطق جزیرهای هستند. بنابراین، یافتههای لرزهای درباره برمودا فراتر از جامعه زمینشناسی صرف، برای برنامهریزی مدیریت ساحلی و کاهش خطرات طبیعی نیز اهمیت دارند.
در پایان، برمودا نمونهای از چگونگی استفاده از مجموعهروشهای ژئوفیزیکی برای حل معماهای زمینشناسی است؛ معماهایی که پیش از این تصور میشد تنها با فرض وجود یک پلوم گوشته قابل توضیح باشند. این مطالعه بر نقش حیاتی توموگرافی لرزهای، تحلیل امواج و مدلسازی سهبعدی ساختار زمین در کاوش ساختارهای زیرسطحی تأکید میکند و چارچوبی جدید برای تبیین ارتفاعات اقیانوسی بدون نیاز به حضور مداوم فعالیت حرارتی عمیق فراهم میآورد.
منبع: sciencealert
نظرات
داوین
احتمالا نکته مهمیه ولی احساس میکنم نویسندهها خیلی قاطع بیان کردن؛ باید نمونههای مقایسهای بیشتری باشه، کاش دادهها باز بود
دریاگام
تو یه پروژه دریایی دیده بودم امواج سطحی کلی گمراهکننده میشن، پس حس میکنم لازمه شبکه ایستگاهها بیشتر باشه، عجله نکنید
آرمین
این واقعا جای سوال داره: چطور میشه لایه ۲۰ کیلومتری رو از دادهها جدا کرد؟ آیا احتمال تفسیرهای دیگه هست؟
لابنیکس
معقوله به نظرم، تحلیل موجها جوابگوست ولی کاش پوشش گرانش هم میذاشتن، همچنان چشمگیر اما نه قطعی
دیتاویو
واااو، یعنی برمودا نه از یک پلوم بلکه از یه لایه سنگی شناور بالا مونده؟ کنجکاوم ببینم آزمایشها چطور بوده…
ارسال نظر