Dieci anni fa, Samer Naif fece una scoperta inaspettata nel mantello terrestre: una stretta sacca, che si proponeva di riempire di magma, nascosta a circa 60 chilometri sotto il fondo marino della placca Cocos.
Le fusioni del mantello sono galleggianti e in genere galleggiano verso la superficie: pensa ai vulcani sottomarini che esplodono per formare stringhe di isole. Ma l’immagine di Naif mostrava invece una chiara fetta di roccia semi-fusa: fusioni parziali di basso gradoancora inserita alla base del piatto a circa 37 miglia sotto il fondo dell’oceano.
Quindi, l’osservazione ha fornito una spiegazione di come le placche tettoniche possano scivolare gradualmente, lubrificate dallo scioglimento parziale. Lo studio ha anche “sollevato diverse domande circa Perché il magma è immagazzinato in un canale sottile e da dove ha avuto origine”, afferma Naif, assistente professore presso la School of Earth and Atmospheric Sciences presso il Georgia Institute of Technology.
I colleghi ricercatori hanno continuato a condividere interpretazioni contrastanti per la causa del canale, inclusi studi che sostenevano che il magma fosse necessario per spiegare l’osservazione.
Quindi Naif è andato dritto alla fonte.
“Fondamentalmente ho fatto una caccia pluriennale, simile a un romanzo poliziesco di Sherlock Holmes, alla ricerca di indizi sui magmi del mantello che abbiamo osservato per la prima volta nel 2013 Natura studio “, afferma. “Ciò ha comportato la raccolta di prove da diverse fonti indipendenti, inclusi dati geofisici, geochimici e geologici (campionamento diretto del fondo marino)”.
Ora, i risultati di quella ricerca sono dettagliati in un nuovo I progressi della scienza articolo, “Magmatismo intraplacca episodico alimentato da un canale di fusione di lunga durata di origine distale del pennacchio”, scritto da Naif e ricercatori dell’US Geological Survey presso Woods Hole Coastal and Marine Science Center, Northern Arizona University, Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University, il Dipartimento di Geologia e Geofisica presso Woods Hole Oceanographic Institution e GNS Science di Lower Hutt, Nuova Zelanda.
Azzeramento
Una placca oceanica relativamente giovane – circa 23 milioni di anni – la placca Cocos traccia lungo la costa occidentale dell’America centrale, virando a ovest verso la placca pacifica, quindi a nord per incontrare la placca nordamericana al largo della costa pacifica del Messico.
Lo scivolamento tra queste due placche ha causato il devastante terremoto di Città del Messico del 1985 e il terremoto del Chiapas del 2017, mentre una simile subduzione tra le placche Cocos e Caraibi ha provocato lo tsunami e il terremoto del Nicaragua del 1992 e i terremoti di El Salvador del 2001.
Gli scienziati studiano i bordi di queste placche oceaniche per comprendere la storia e la formazione delle catene vulcaniche e per aiutare i ricercatori e le agenzie a prepararsi meglio per futuri terremoti e attività vulcanica.
È in quest’area attiva che Naif e colleghi ricercatori hanno recentemente deciso di documentare una serie di intrusioni magmatiche appena sotto il fondale marino, nella stessa area in cui il team ha rilevato per la prima volta il canale di magma nel 2013.
Scandagliare le profondità
Per il nuovo studio, il team ha combinato i risultati della perforazione geofisica, geochimica e del fondo marino con i dati di riflessione sismica, una tecnica utilizzata per visualizzare strati di sedimenti e rocce sotto la superficie. “Ci aiuta a vedere la geologia dove non possiamo vederla con i nostri occhi”, spiega Naif.
In primo luogo, i ricercatori hanno osservato un’abbondanza di magmatismo intraplacca diffuso. “Vulcanesimo dove non è previsto”, dice Naif, “praticamente lontano dai confini delle placche: zone di subduzione e dorsali oceaniche”.
Pensa alle Hawaii, dove “un pennacchio di materiale caldo e in aumento si scioglie durante la sua ascesa, e poi forma la catena vulcanica delle Hawaii nel mezzo dell’Oceano Pacifico”, proprio come con il Cocos Plate, dove il team ha immaginato il vulcanismo alimentato dal magma al confine litosfera-astenosfera — la base delle placche tettoniche scorrevoli.
“Sotto c’è il mantello convettivo”, aggiunge Naif. “Le placche tettoniche si muovono sulla superficie terrestre perché scivolano sull’astenosfera sottostante”.
I ricercatori hanno anche scoperto che questo canale sotto la litosfera è esteso a livello regionale – oltre 100.000 chilometri quadrati – ed è una “caratteristica longeva che ha avuto origine dal pennacchio delle Galápagos”, un pennacchio del mantello che ha formato le isole vulcaniche Galápagos, fornendo fusione per una serie di eventi vulcanici negli ultimi 20 milioni di anni e che persistono ancora oggi.
È importante sottolineare che il nuovo studio suggerisce anche che questi canali di fusione alimentati dal pennacchio possono essere fonti diffuse e di lunga durata per il magmatismo intraplacca stesso, così come per metasomatismo del mantelloche si verifica quando il mantello terrestre reagisce con i fluidi per formare una serie di minerali dalle rocce originali.
Collegamento dei punti (hot spot).
“Questo conferma che il magma era presente in passato – e parte di esso è fuoriuscito attraverso il mantello ed è esploso vicino al fondo marino”, dice Naif, “sotto forma di intrusioni nel davanzale e montagne sottomarine: fondamentalmente vulcani situati sul fondo marino”.
Il lavoro fornisce anche convincenti prove a sostegno del fatto che il magma potrebbe ancora essere immagazzinato nel canale. “Più sorprendente è che il magma eruttato abbia un’impronta chimica che collega la sua fonte al pennacchio del mantello delle Galápagos”.
“Abbiamo appreso che il canale di magma esiste da almeno 20 milioni di anni e, a volte, parte di quel magma fuoriesce sul fondo del mare dove erutta vulcanicamente”, aggiunge Naif.
La fonte del magma identificata dal team, il pennacchio delle Galápagos, “si trova a più di 1.000 chilometri da dove abbiamo rilevato questo vulcanismo. Non è chiaro come il magma possa rimanere nel mantello per così tanto tempo, solo per fuoriuscire episodicamente. “
Cercasi cacciatori di piume
Le prove che il team ha raccolto sono “davvero abbastanza sottili e richiedono uno studio dettagliato e attento di una serie di osservazioni del fondo marino per collegare i punti”, afferma Naif. “Fondamentalmente, i segni di tale vulcanismo, sebbene qui siano abbastanza chiari, richiedono anche dati ad alta risoluzione e diversi tipi di dati per poter rilevare caratteristiche così sottili del fondale marino”.
Quindi, “se possiamo vedere indizi così sottili di vulcanismo qui”, spiega Naif, “significa che un’analisi simile e attenta di dati ad alta risoluzione in altre parti del fondale marino può portare a scoperte simili di vulcanismo altrove, causate da altri pennacchi di mantello .”
“Ci sono numerosi pennacchi di mantello sparsi in tutto il pianeta. Ci sono anche numerose montagne sottomarine – almeno 100.000! – che ricoprono il fondo del mare, e chiunque può indovinare quante di esse si siano formate nel mezzo delle placche tettoniche a causa del magma provenienti da lontani pennacchi del mantello che sono trapelati in superficie.”
Naif non vede l’ora di continuare quella ricerca, dal fondo marino all’astenosfera.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
