Hádanky riešené vodným cyklom v subdukčných zónach

Vedci odhaľujú vodné cesty do hĺbky a späť na povrch

Cesta vody v subdukčnej zóne: Zatiaľ čo oceánska platňa pomaly klesá smerom k vnútrozemiu Zeme, v morskom dne sa vytvárajú dlhé stĺpy ako gigantická lamelárna brána. Vniká tu veľké množstvo vody, ktoré sa zachytáva v skale a spolu s ňou sa dopravuje do plášťa. © Worzewski
čítať nahlas

Keď oceánske zemské platne klesajú na kontinentálne okraje, berú so sebou veľké množstvo vody do hlbín. Táto voda zohráva v sopečnej činnosti kľúčovú úlohu. Vedci teraz prvýkrát sledovali vodnú cestu až do hĺbky 120 kilometrov.

Ako uvádzajú správy v časopise Nature Geoscience, nové výsledky sú dôležitou súčasťou hádanky, aby bolo možné lepšie porozumieť napríklad najaktívnejším sopkám v Tichomorí.

Oheň a voda

Sotva je akýkoľvek odpor väčší ako odpor medzi ohňom a vodou. Ale to sa len zdá. Vedci vedia, že veľa sopiek nedokáže pľuvať bez pomoci vody. Pretože voda znižuje teplotu topenia horniny v hornom plášti. Takže môže skvapalniť ľahšie a stúpať ako magma na zemský povrch.

Veľké množstvo vody sa dostane do vnútra Zeme, kde dosková tektonika tlačí oceánsku dosku zeme pod kontinentálnu. Takýto región, nazývaný subdukčná zóna, sa rozprestiera napríklad pri západnom pobreží Strednej a Južnej Ameriky. Kým oceánska platňa pomaly klesá smerom k vnútrozemiu Zeme, v morskom dne sa tvoria dlhé stĺpy ako obrovská lamelová brána. Vniká tu veľké množstvo vody, ktoré sa zachytáva v skale a spolu s ňou sa dopravuje do plášťa.

Voda vytvára magma

Tlak a vysoké teploty ho čiastočne vytlačia z ponorenej dosky a voda stúpa v smere zemského povrchu. Na ceste sa zabezpečí, že sa vytvorí magma. To je dôvod, prečo sú všetky subdukčné zóny charakterizované sopečnou aktivitou na pevnine. zobraziť

„Doteraz sme vedeli, že vstup vody do plášťa pomocou subdukčných zón je veľký a že sa uvoľňuje v súvislosti so sopkami. Presnú cestu, ktorou voda prechádza do hĺbky a späť na povrch, však zatiaľ nebolo možné ukázať koherentne, “vysvetľuje geofyzik Tamara Worzewski, ktorá je súčasťou Kiel Collaborative Research Center. a spúšťajú mechanizmy prírodných katastrof presne tieto procesy.

Cesta skúmanej vody

Teraz spolu s Marionom Jegenom a profesorom Heidrunom Koppom z Leibnizského inštitútu pre morské vedy (IFM-GEOMAR) a kolegami Heinrichom Brasse z Slobodnej univerzity v Berlíne a Waldom Taylorom z Kostariky dokázala dokončiť celú cestu Predstavte vodu z dna oceánu do hĺbky 120 kilometrov a potom pomocou výsledkov elektromagnetického merania späť na zemský povrch.

Pri vyšetrovaní použil tím tzv. Magnetotelurickú metódu. Tu špeciálne zariadenia merajú zmeny v elektromagnetickom poli Zeme, ktoré umožňujú vyjadrenie o distribúcii vodivosti v zemi. „Horniny nesúce vodu majú vysokú vodivosť, a preto sa dajú ľahko nájsť pomocou tejto metódy merania“, vysvetľuje Worzewski.

Na zemi sa mnohokrát dokázala metóda prieskumu podložia. Na dne mora je ich použitie stále úplne nové. „Je to jednoducho preto, že merania vo veľkých hĺbkach mora sú ťažké, “ vysvetľuje Jegen. Vedecký pracovník v Nemecku vytvoril morský magnetotelurizmus a ďalej ho vyvíjal na použitie na morskom dne.

Vodný cyklus vizualizovaný v subdukčných zónach

Napríklad v rokoch 2007 až 2008 by sa po subdukčnej zóne pri Kostarike mohol prvýkrát zaviesť kontinuálny merací reťazec. To sa pohybovalo od 200 kilometrov od pobrežia po 160 kilometrov za sopečným reťazcom na Kostarike. „Použili sa pásové zariadenia zo Slobodnej univerzity v Berlíne a naše novo vyvinuté meracie prístroje z Kielu ležali na morskom dne, píše Jegen.

Na základe týchto údajov dokázala Worzewski a jej spoluautori prvýkrát predstaviť vodný cyklus v subdukčných zónach. „Existujú dokonca náznaky, že k miestnemu hromadeniu vody v zemskej kôre dochádza globálne vo všetkých subdukčných zónach, “ hovorí vedecký pracovník, „na objasnenie presných príčin je však potrebný ďalší výskum.

(Leibniz Institute for Marine Sciences, 21.12.2010 - DLO)