Η σεισμολόγος Deborah Kilb μελετούσε τα αρχεία σεισμών της Καλιφόρνιας των τελευταίων τεσσάρων δεκαετιών, όταν παρατήρησε κάτι περίεργο – μια σειρά βαθιών σεισμών που συνέβησαν κάτω από τη Σιέρα Νεβάδα, σε βάθος όπου ο φλοιός της Γης θα ήταν συνήθως πολύ θερμός και υψηλής πίεσης για σεισμική δραστηριότητα.

«Στη Βόρεια Καλιφόρνια συνήθως τα (σεισμικά) δεδομένα φτάνουν μέχρι περίπου 10 χιλιόμετρα. Στη Νότια Καλιφόρνια, θα πάνε λίγο βαθύτερα στα 18 χιλιόμετρα», δήλωσε η Kilb, ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, αναφερόμενη στα βάθη στα οποία συνήθως συμβαίνουν σεισμοί σε αυτές τις περιοχές.

Όμως οι σεισμοί που βρήκε να λαμβάνουν χώρα κοντά στην κεντρική περιοχή της οροσειράς ήταν έως και διπλάσιοι σε βάθος – και φαίνεται ότι βρίσκονται σε εξέλιξη.

«Το γεγονός ότι βλέπουμε κάποια σεισμικότητα που βρίσκεται κάτω από τα 20 χιλιόμετρα – δηλαδή από 20 έως 40 χιλιόμετρα – είναι πολύ περίεργο», δήλωσε η Kilb. «Δεν είναι κάτι που συνήθως βλέπουμε σε σεισμούς του φλοιού».

Η Kilb έστειλε τα δεδομένα στη Vera Schulte-Pelkum, ερευνήτρια στο Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences και αναπληρώτρια καθηγήτρια γεωλογικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder. Η Schulte-Pelkum μελετούσε ήδη το ιδιόμορφο αποτύπωμα των πετρωμάτων της Σιέρα Νεβάδα, το οποίο είχε δείξει βαθιές παραμορφώσεις των πετρωμάτων στην ίδια περιοχή.

Χρησιμοποιώντας τα νέα δεδομένα, οι ερευνήτριες απεικόνισαν τη Σιέρα Νεβάδα μέσω μιας τεχνικής γνωστής ως receiver function analysis, η οποία χρησιμοποιεί τα σεισμικά κύματα για να χαρτογραφήσει την εσωτερική δομή της Γης. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι στην κεντρική περιοχή της οροσειράς, ο φλοιός της Γης αποκολλάται επί του παρόντος, μια διαδικασία επιστημονικά γνωστή ως λιθοσφαιρικό γκρέμισμα. Οι Kilb και Schulte-Pelkum ανέφεραν τα ευρήματα τον Δεκέμβριο στο περιοδικό Geophysical Research Letters.

Η υπόθεση αυτή ευθυγραμμίστηκε με προηγούμενες εικασίες ότι η περιοχή είχε υποστεί λιθοσφαιρικό γκρέμισμα, το οποίο συμβαίνει όταν το εξωτερικό στρώμα της Γης βυθίζεται στο κατώτερο στρώμα του μανδύα. Τώρα, οι συγγραφείς της μελέτης πιστεύουν ότι η διαδικασία βρίσκεται σε εξέλιξη και ότι αυτή τη στιγμή εξελίσσεται προς τα βόρεια της οροσειράς, σύμφωνα με τη μελέτη.

«Συγκρίναμε τις σημειώσεις μας και συνειδητοποιήσαμε ότι τα δικά μου παράξενα σήματα βραχώδους ιστού (η διάταξη των πετρωμάτων) και οι δικοί της παράξενοι βαθείς σεισμοί βρίσκονταν στην ίδια περιοχή», δήλωσε η Schulte-Pelkum. «Έτσι, στη συνέχεια αποφασίσαμε να το εξετάσουμε πιο προσεκτικά και βρήκαμε όλη αυτή την ιστορία».

Αυτό που συμβαίνει κάτω από τη Σιέρα Νεβάδα θα μπορούσε να προσφέρει σπάνιες πληροφορίες για το πώς σχηματίστηκαν οι ήπειροι, δήλωσε η Schulte-Pelkum. Το εύρημα θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες να εντοπίσουν περισσότερες περιοχές όπου συμβαίνει αυτή η διαδικασία, καθώς και να προσφέρει μια καλύτερη κατανόηση των σεισμών και του τρόπου λειτουργίας του πλανήτη μας, πρόσθεσε.

Πώς σχηματίστηκαν οι ήπειροι

Το ανώτερο στρώμα της Γης, η λιθόσφαιρα, αποτελείται από τον άκαμπτο φλοιό και το ανώτερο τμήμα του μανδύα, το οποίο βρίσκεται σε πυκνότερη αλλά πιο ρευστή κατάσταση. Το στρώμα αυτό περιέχει επίσης τον ωκεάνιο φλοιό της Γης – ένα λεπτότερο και πυκνότερο στρώμα κάτω από τους ωκεανούς – και τον ηπειρωτικό φλοιό που βρίσκεται πάνω από το στρώμα αυτό. Αλλά το πώς αυτά τα υποστρώματα καταφέρνουν να υπάρχουν σε αυτή την ιδανική κατάσταση, με τις ηπείρους στην κορυφή, είναι κάτι σαν μυστήριο, δήλωσε η Schulte-Pelkum.

Διαβασε ακομα

Το φεγγάρι συρρικνώνεται και η Γη αγωνιά

«Οι ήπειροι απλά έτυχε να προεξέχουν πάνω από την τρέχουσα στάθμη της θάλασσας, ευτυχώς για εμάς, επειδή … είναι φτιαγμένες από λιγότερο πυκνά ορυκτά κατά μέσο όρο», δήλωσε η Schulte-Pelkum. «Για να καθίσουν ψηλότερα (εξ αρχής), πρέπει να απαλλαγούμε από κάποια από τα πυκνά υλικά».

Το λιθοσφαιρικό γκρέμισμα είναι η διαδικασία κατά την οποία τα πυκνότερα υλικά τραβιούνται προς τα κάτω, ενώ τα λιγότερο πυκνά υλικά αναδύονται στην κορυφή, με αποτέλεσμα τη δημιουργία γης. «Ρίχνει κάποια από αυτά τα πυκνότερα υλικά σε αυτό το γλοιώδες, συμπαγές στρώμα μανδύα από κάτω και κατά κάποιο τρόπο ουσιαστικά το αποκολλάει, ώστε να σταματήσει να τραβάει τα λιγότερο πυκνά υλικά από πάνω», εξήγησε.

Μέσα στην απεικόνιση της Γης κάτω από τη Σιέρα Νεβάδα, οι ερευνήτριες βρήκαν ένα ξεχωριστό στρώμα εντός του μανδύα σε βάθος περίπου 40 έως 70 χιλιομέτρων. Το στρώμα αυτό είχε συγκεκριμένα αποτυπώματα που σταδιακά άλλαζαν προς τα βόρεια, όπως έδειξαν τα δεδομένα.

Αν κάποιος είχε ένα κομμάτι πηλού που είχε παντού κηλίδες διαφορετικού χρώματος και έσφιγγε τον πηλό ανάμεσα στα χέρια του, οι κηλίδες θα άρχιζαν να μετατρέπονται σε λωρίδες – αυτό είναι παρόμοιο με το πώς εμφανίζονται οι παραμορφώσεις των πετρωμάτων, δήλωσε η Schulte-Pelkum.

Στη νότια Σιέρα, τα πυκνά πετρώματα είχαν τις ισχυρότερες εγγενείς λωρίδες και φάνηκε ότι είχαν ήδη αποκοπεί από τον φλοιό, ενώ στην κεντρική περιοχή η διαδικασία αυτή φαίνεται να βρίσκεται σε εξέλιξη. Στη βόρεια Σιέρα, δεν υπάρχουν προς το παρόν ενδείξεις παραμόρφωσης. Αυτό το ξεχωριστό στρώμα εντός του μανδύα θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει τους βαθύτατους σεισμούς που διαπίστωσε η Kilb, καθώς ο φλοιός στην κεντρική περιοχή είναι ασυνήθιστα παχύς από την έλξη προς τα κάτω και είναι επίσης πιο ψυχρός από το θερμό υλικό του μανδύα που συνήθως βρίσκεται σε αυτά τα βάθη.

«Το πέτρωμα χρειάζεται πολύ χρόνο για να προθερμανθεί ή να κρυώσει. Έτσι, αν μετακινήσετε κάποιο υλικό, ξέρετε, τραβώντας το προς τα κάτω ή σπρώχνοντάς το προς τα πάνω, χρειάζεται λίγος χρόνος για να προσαρμόσει τη θερμοκρασία του», δήλωσε η Schulte-Pelkum.

Αποδείξεις για τη διαδικασία αυτή είναι δύσκολο να βρεθούν. Δεν είναι ορατή από το έδαφος και είναι μια εξαιρετικά αργή διαδικασία. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η νότια Σιέρα ολοκλήρωσε τη διαδικασία του λιθοσφαιρικού γκρεμίσματος πριν από περίπου 4 έως 3 εκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με τη μελέτη.

Φαίνεται ότι αυτά τα φυσικά γεγονότα συμβαίνουν περιστασιακά σε όλο τον κόσμο, δήλωσε η Schulte-Pelkum. «Γεωλογικά μιλώντας, πρόκειται για μια αρκετά γρήγορη διαδικασία με μεγάλες περιόδους σταθερότητας στο ενδιάμεσο. … Αυτή (η αναβύθιση της λιθόσφαιρας) πιθανώς άρχισε να συμβαίνει πολύ καιρό πριν, όταν αρχίσαμε να χτίζουμε ηπείρους, και (οι ήπειροι) έγιναν μεγαλύτερες με την πάροδο του χρόνου. Οπότε είναι ακριβώς αυτό το είδος του διακεκομμένου, εντοπισμένου πράγματος», πρόσθεσε.

Διαβασε ακομα

Τι συμβαίνει και το Έβερεστ ψηλώνει;

Συνεχής αντιπαράθεση

Η Σιέρα Νεβάδα αποτελεί θέμα αντιπαράθεσης εδώ και δεκαετίες στη γεωλογική κοινότητα λόγω μιας ανωμαλίας που βρέθηκε μέσα στον μανδύα που βρίσκεται κάτω από τη Μεγάλη Κοιλάδα.

Ενώ ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η λιθοσφαιρική θεμελίωση προκάλεσε αυτό το χαρακτηριστικό, άλλοι επιστήμονες πιστεύουν ότι μπορεί να προκλήθηκε από την καταβύθιση, η οποία είναι όταν μια ωκεάνια πλάκα βυθίζεται κάτω από μια λιγότερο πυκνή πλάκα, όπως ο ηπειρωτικός φλοιός, και αλλάζει το τοπίο, δήλωσε ο Mitchell McMillan, ερευνητής γεωλόγος και μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Georgia Tech, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

«Υπάρχουν πραγματικά δύο ανταγωνιστικές υποθέσεις για την εξήγηση όλων αυτών των δεδομένων, και αυτό δεν συμβαίνει πολύ συχνά στη γεωλογία. Έτσι, αυτή η εργασία πρόκειται να συμβάλει σε όλη αυτή τη συζήτηση με έναν πολύ ωραίο τρόπο», είπε.

Περαιτέρω μελέτη σε αυτόν τον τομέα θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο η Γη εξελίσσεται σε μεγάλες χρονικές κλίμακες. Αν η λιθοσφαιρική αναβύθιση συνεχιστεί κάτω από την οροσειρά, μπορεί κανείς να υποθέσει ότι η γη θα συνεχίσει να εκτείνεται κάθετα, αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο φαίνεται τώρα το τοπίο, δήλωσε ο McMillan. Αλλά αυτό θα μπορούσε να διαρκέσει από μερικές εκατοντάδες χιλιάδες έως μερικά εκατομμύρια χρόνια, πρόσθεσε.

Σε γενικές γραμμές, στις μεγάλες ορεινές ζώνες, ή οπουδήποτε υπάρχει ένας βαθόλιθος, είναι εκεί που περιμένουμε να βρούμε αυτά τα γεγονότα, δήλωσε ο McMillan. Οι Άνδεις, μια μακρά οροσειρά στη Νότια Αμερική, είναι ένα παράδειγμα ενός άλλου τόπου όπου οι επιστήμονες εικάζουν ότι κάποτε συνέβησαν λιθοσφαιρικές εκχυλίσεις και θα μπορούσαν να συμβαίνουν ακόμη και σήμερα, πρόσθεσε.

«Νομίζω ότι αυτή η μελέτη ειδικότερα (αναδεικνύει) τη σημασία της σύνδεσης αυτών των διαφορετικών συνόλων δεδομένων», δήλωσε ο McMillan.

Με την καλύτερη κατανόηση αυτής της διαδικασίας, οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν περισσότερα για τις λειτουργίες του πλανήτη και για το τι συμβαίνει κάτω από την επιφάνειά του, συμπεριλαμβανομένης της εμφάνισης σεισμών που έχουν συνδεθεί με αυτή τη διαδικασία, δήλωσε ο McMillan. Ξεχωριστά, ο πλανήτης Αφροδίτη, ο οποίος δεν έχει τεκτονική των πλακών όπως η Γη, έχει ενδείξεις αυτών των λιθοσφαιρικών γεγονότων αναβύθισης, και κατανοώντας τη διαδικασία στη Γη, μπορούμε να αρχίσουμε να την εφαρμόζουμε στην Αφροδίτη, είπε.

Διαβασε ακομα

Η ζωή κάτω από τη Γη κυλά πολύ αργά. Αλλά μπορεί να μας φανερώσει στοιχεία για τον Άρη

«Είναι πραγματικά συναρπαστικό να σκέφτεστε πώς θα μπορούσατε να κάνετε … πεζοπορία στη Σιέρα ή στους πρόποδες, ή ακόμη και οπουδήποτε αλλού σε μια ήπειρο. Και, ξέρετε, υπάρχουν πράγματα που συμβαίνουν πραγματικά βαθιά κάτω από εσάς και δεν τα γνωρίζουμε», δήλωσε η Schulte-Pelkum.

«Οφείλουμε κατά κάποιο τρόπο την ύπαρξή μας στη γη σε αυτές τις διαδικασίες που συμβαίνουν. Αν η Γη δεν είχε φτιάξει ηπείρους, τότε θα ήμασταν πολύ διαφορετικά πλάσματα… Εξελιχθήκαμε επειδή ο πλανήτης εξελίχθηκε με τον τρόπο που εξελίχθηκε. Έτσι, η κατανόηση του όλου συστήματος στο οποίο συμμετέχουμε, νομίζω ότι έχει αξία – πέρα από τις λιγότερες χρηματικές ζημιές και τις λιγότερες ανθρώπινες επιπτώσεις κατά τη διάρκεια, ας πούμε, ενός σεισμού», πρόσθεσε.

Με πληροφορίες από CNN