Wnętrze Ziemi od zawsze było źródłem wielkich tajemnic i wyzwań dla geologów na całym świecie. Ostatnio naukowcy odkryli nowe dowody na Wyspie Wielkanocnej, które podważają długo utrzymywane teorie dotyczące zachowania płaszcza ziemskiego. Wyspa, znana z ikonicznych posągów Moai, skrywa również znacznie starsze tajemnice pod swoją powierzchnią. Nowe odkrycia sugerują, że wulkany w tym rejonie mogły być aktywne znacznie dłużej, niż wcześniej sądzono, w sposób, który kwestionuje teorię 'taśmy transportowej' płaszcza ziemskiego.

W 2019 roku zespół geologów z Kuby i Kolumbii, pod kierownictwem dr Yamirki Rojas-Agramonte, udał się na Wyspę Wielkanocną, aby szczegółowo zbadać historię wulkaniczną wyspy. Ich misją było datowanie wulkanicznych skał, aby lepiej zrozumieć ramy czasowe aktywności wulkanicznej w tym rejonie. Oczekiwano, że znajdą minerały w wieku około 2,5 miliona lat, co było wcześniejszą oceną wieku lawy znajdującej się na wyspie. Jednak zamiast tego odkryli cyrkony, minerały, które mają nawet 165 milionów lat – co wywołało szok wśród badaczy.

Naukowe znaczenie cyrkonów

Cyrkony są kluczowe dla określenia wieku warstw geologicznych, ponieważ zawierają uran, pierwiastek, który w miarę upływu czasu rozpada się na ołów. Mierząc stosunek uranu do ołowiu w cyrkonach, naukowcy mogą precyzyjnie określić, kiedy te minerały powstały. Ta metoda datowania jest często stosowana w geologii, ponieważ dostarcza dokładnych wyników dotyczących wieku minerałów, a w przypadku Wyspy Wielkanocnej odkrycie to było niesamowitą niespodzianką.

Oceńska płyta pod Wyspą Wielkanocną ma około 2,5 miliona lat, co oznacza, że te stare minerały są znacznie starsze od samej płyty, na której znajduje się wyspa. Rodzi to pytania, jak te minerały znalazły się tutaj i skąd pochodzą. Analiza chemiczna wykazała, że te stare cyrkony mają podobny skład do nowoczesnych minerałów wulkanicznych, co skłoniło badaczy do wniosku, że te minerały pochodzą z głębokich części płaszcza ziemskiego – długo przed tym, jak dzisiejsze wulkany zaczęły erupcje.

To odkrycie skłoniło do ponownego przemyślenia dotychczasowych teorii na temat funkcjonowania płaszcza ziemskiego. Wulkany na Wyspie Wielkanocnej są częścią tzw. 'gorących punktów' – obszarów w skorupie ziemskiej, które są długotrwale narażone na wpływy termiczne z głębszych warstw płaszcza. Teoria 'gorących punktów' wyjaśnia formowanie się wulkanów, takich jak te na Hawajach i Wyspie Wielkanocnej. Według tej teorii, płyty ziemskie przesuwają się nad tymi punktami, podczas gdy one pozostają nieruchome głęboko w płaszczu, tworząc łańcuch wygasłych wulkanów z kilkoma aktywnymi na końcu tego łańcucha.

Teoria 'taśmy transportowej' zakwestionowana

Jednak obecność cyrkonów w wieku 165 milionów lat na Wyspie Wielkanocnej sugeruje, że gorący punkt pod wyspą mógł być aktywny znacznie dłużej, niż wcześniej sądzono. Według klasycznej teorii, płaszcz ziemski funkcjonuje jak taśma transportowa, która przenosi ciepło i materiały, ale te odkrycia sugerują, że część płaszcza mogła pozostać statyczna przez tysiące, a nawet miliony lat. To mogłoby oznaczać, że płaszcz ziemski nie zachowuje się tak, jak dotąd sądziliśmy, co otwiera nowe możliwości badawcze.

Aby potwierdzić tę teorię, dr Rojas-Agramonte skonsultowała się z holenderskim geologiem Douwe van Hinsbergenem, ekspertem od stref subdukcji, obszarów, w których oceaniczne płyty zapadają się pod sąsiednie płyty, wracając do płaszcza ziemskiego. Rekonstrukcje Van Hinsbergena minionych wydarzeń geologicznych wskazywały, że 165 milionów lat temu w pobliżu Wyspy Wielkanocnej istniała duża wulkaniczna platforma, która później zniknęła pod Antarktydą około 110 milionów lat temu. Ta rekonstrukcja sugeruje, że gorący punkt mógł być aktywny przez długi czas.

Wpływ na przyszłe badania geologiczne

Odkrycie starych cyrkonów na Wyspie Wielkanocnej ma znaczące konsekwencje nie tylko dla zrozumienia historii aktywności wulkanicznej na tej wyspie, ale także dla globalnej teorii geologicznej. Jeśli te minerały naprawdę pozostały w tym samym obszarze przez tak długi czas, oznacza to, że teoria 'taśmy transportowej' płaszcza ziemskiego może być błędna lub przynajmniej niepełna. To odkrycie otwiera nowe pytania dotyczące tego, jak płaszcz ziemski faktycznie funkcjonuje, szczególnie w obszarach gorących punktów.

To odkrycie ma również ważne implikacje dla innych obszarów o podobnej aktywności wulkanicznej, takich jak Galapagos i Nowa Gwinea. W tych rejonach geolodzy mogą znaleźć podobne dowody na długotrwałą aktywność gorących punktów, co dodatkowo potwierdzi nową teorię dotyczącą zachowania płaszcza ziemskiego. Dalsze badania są konieczne, aby zrozumieć, dlaczego części płaszcza pozostają statyczne, podczas gdy reszta skorupy ziemskiej porusza się nad nimi i jak wpływa to na tworzenie się łańcuchów wulkanicznych.

Podczas gdy badania trwają, Wyspa Wielkanocna staje się kluczową lokalizacją do badania dynamiki płaszcza ziemskiego. Te odkrycia nie tylko zmieniają nasze zrozumienie wewnętrznej warstwy Ziemi, ale mogą również mieć daleko idące konsekwencje dla całej dziedziny geologii. W przyszłości geolodzy będą musieli opracować nowe modele, które uwzględnią te statyczne regiony płaszcza, co doprowadzi do lepszego zrozumienia, jak Ziemia funkcjonuje pod naszą powierzchnią.

Źródło: Uniwersytet w Utrechcie