За първи път учените разполагат с доказателства, че слой дълбоко под земната повърхност може да създаде вулкани.
Слоят, известен като преходната зона, дебне в мантията на Земята между 250 и 400 мили (400 до 640 километра) под кора. Тази зона е богата на вода, кристали и стопени скали.
Проучването установява, че тези материали за суперхот могат да проникнат на повърхността и да образуват вулкани.
Учените отдавна знаят, че вулканите изскачат, когато тектоничните плочи върху земната мантия се сближават или когато мантийните струи образуват горещи точки на земната кора, подобно на пъпки, изригващи се върху лицето на човек. Но досега учените не знаеха, че преходната зона - регион, затлачен между горната и долната мантия - е замесена, казаха изследователите.
"Намерихме нов начин да направим вулкани", казва в изявление старши изследовател Естебан Газел, доцент в катедрата по земни и атмосферни науки в Университета Корнел. "Това е първият път, когато открихме ясна индикация от преходната зона дълбоко в земната мантия, че вулканите могат да се образуват по този начин."
Учените направили откритието, като изследвали проба от ядро (790 метра) с дължина 2600 фута, пробита в Бермудите през 1972 г. Това ядро сега се помещава в университета в Далхоузи в Нова Скотия, където е разгледано от съавтор на изследването Сара Маца, изследовател по планетология в университета в Мюнстер в Германия.
Очакваше ядрото да покаже, че вулканът, който направи Бермудите, е възникнал от мантия, която е образувала Хавай. Но при анализ на изотопите на подписа на ядрото или версии на елементи; съдържание на вода; и други съединения, тя намери нещо съвсем друго.
Изглежда, че това конкретно място в преходната зона - разположено дълбоко под Атлантическия океан - е създадено отчасти от събития на субдукция по време на формирането на суперконтинента Пангея. Преди около 30 милиона години смущение в преходната зона, вероятно свързано с потока на мантията, доведе магмата от зоната да изскочи към земната повърхност, откриха Маца и нейните колеги. Тази надигаща се магма от своя страна формира сега заспалия вулкан под Атлантическия океан, който направи Бермудите.
„Първо подозирах, че вулканичното минало на Бермудите е специално, когато взех проби в сърцевината и забелязах многообразните текстури и минералогия, запазени в различните потоци лава“, казва Mazza в изявлението. "Бързо потвърдихме изключително обогатяване на композициите от микроелементи. Беше вълнуващо да преминем през първите ни резултати ... загадките на Бермудите започнаха да се разгръщат."
Основна загадка
Когато изучавали ядрото, Маца и нейните колеги открили геохимични подписи, които съвпадат с тези от преходната зона. Тези улики включват по-големи количества кристално затворена вода в сравнение с зоните на субдукция или региони, където една тектонска плоча се гмурка под друга, каза тя.
В преходната зона има толкова много вода, че тя може да образува поне три океана, каза Газел. Но вместо да поддържа морския живот като водата над кора, водата в преходната зона помага на скалите да се стопят.
Сега, когато изследователите знаят, че смущения в преходната зона могат да доведат до създаването на вулкани, те вероятно ще намерят повече случаи на тези геологични явления на Земята, казват учените.
"С тази работа можем да демонстрираме, че преходната зона на Земята е изключително химически резервоар", каза Газел. "Сега едва сега започваме да признаваме нейното значение по отношение на глобалната геодинамика и дори вулканизма."
