Νέα ανακάλυψη στη Χαβάη: Το αόρατο κύμα θερμότητας κάτω από τον Ειρηνικό που γιγάντωσε τα ηφαίστεια

Ηφαίστεια της Χαβάης αποτελούν διαχρονικά ένα από τα πιο συναρπαστικά εργαστήρια της φύσης για τους επιστήμονες. Μια νέα ανακάλυψη, όμως, έρχεται να ανατρέψει όσα γνωρίζαμε έως σήμερα για τη δημιουργία τους, καθώς νέα δεδομένα αποκαλύπτουν ότι η “καρδιά” της Γης κάτω από την περιοχή κρύβει εκπλήξεις που αλλάζουν τις παραδοσιακές γεωλογικές θεωρίες.

Το μυστήριο της διπλής έκρηξης του ίδιου ηφαιστείου φαίνεται να εξηγείται από την άνοδο της θερμοκρασίας του μανδύα και δύο διακριτά κύματα θερμότητας. Αυτά τα φαινόμενα ενδέχεται να αιτιολογούν γιατί ορισμένα ηφαίστεια της Χαβάης έγιναν εξαιρετικά μεγάλα.

Ένα εντυπωσιακό ίχνος ηφαιστείων μήκους 3.500 χιλιομέτρων καταγράφει το αργό πέρασμα της τεκτονικής πλάκας του Ειρηνικού πάνω από το θερμό σημείο της Χαβάης.

Σε αντίθεση με τις μέχρι πρότινος αντιλήψεις των γεωλόγων, το μανδυακό λοφίο κάτω από αυτή την αλυσίδα δεν φαίνεται να ψύχεται με την πάροδο του χρόνου. Αντίθετα, έχει θερμανθεί κατά περίπου 250°C τα τελευταία 47 εκατομμύρια χρόνια.

Λεπτομερής βαθυμετρικός χάρτης του ηφαιστείου Πουχάχονου (Pūhāhonu), το οποίο είναι το μεγαλύτερο ασπιδωτό ηφαίστειο που δημιουργήθηκε στη Γη τα τελευταία 60 εκατομμύρια χρόνια, παρουσιάζει τις θέσεις των τεσσάρων δειγματοληψιών βυθού που συλλέχθηκαν στο ηφαίστειο. Το εύρημα γεωεπιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Μάνοα αμφισβητεί τη μακροχρόνια άποψη ότι τα θερμά σημεία ξεκινούν εξαιρετικά θερμά και σταδιακά χάνουν θερμότητα.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Earth and Planetary Science Letters, συνδέει δύο περιόδους ασυνήθιστα υψηλής θερμοκρασίας με τον σχηματισμό των μεγαλύτερων ηφαιστείων στη βορειοδυτική και την κύρια αλυσίδα των νησιών της Χαβάης.

Η κορυφογραμμή της Χαβάης περιλαμβάνει 65 ηφαίστεια, τα οποία σχηματίστηκαν καθώς η πλάκα του Ειρηνικού μετακινήθηκε πάνω από ένα θερμό σημείο που τροφοδοτείται από θερμό υλικό που αναβλύζει από τα βάθη της Γης.

Ωστόσο, η ποσότητα της λάβας που παράγεται κατά μήκος της κορυφογραμμής διαφέρει έως και 100 φορές, γεγονός που αφήνει τους ερευνητές να προσπαθούν να εξηγήσουν τις δραματικές διαφορές στο μέγεθος των ηφαιστείων.

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Michael Garcia, Ομότιμο Καθηγητή Γεωεπιστημών στη Σχολή Επιστήμης και Τεχνολογίας των Ωκεανών και της Γης του UH Mānoa, μελέτησε βασάλτες ολιβίνη από 16 ηφαίστεια.

Οι ερευνητές εξέτασαν τέσσερις πιθανές εξηγήσεις για τη μεταβολή του όγκου της λάβας: διακυμάνσεις στο πάχος της λιθόσφαιρας, διαφορές στην πηγή του μάγματος, αλλαγές στην ταχύτητα της πλάκας του Ειρηνικού και μετατοπίσεις στη θερμοκρασία του μανδυακού λοφίου.

«Ήταν μια μεγάλη έκπληξη η διαπίστωση μιας τόσο ισχυρής, άμεσης συσχέτισης μεταξύ των θερμοκρασιών του μανδύα και του μεγέθους των ηφαιστείων», ανέφερε ο Garcia.

«Άλλες πιθανές εξηγήσεις απλώς απέτυχαν να ερμηνεύσουν τα δεδομένα».

Για να ανασυνθέσουν τις θερμοκρασίες στα βάθη κάτω από τα ηφαίστεια, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο «γεωθερμόμετρο» που εκτιμά πόσο θερμή ήταν η λάβα όταν αρχικά σχηματίστηκε στον μανδύα.

Στη συνέχεια, συνέκριναν αυτές τις εκτιμήσεις θερμοκρασίας με επικαιροποιημένες μετρήσεις του μεγέθους των ηφαιστείων, βασισμένες σε εκτεταμένες έρευνες στον πυθμένα του ωκεανού.

Τα δύο αυτά σύνολα δεδομένων επέτρεψαν στους ερευνητές να εντοπίσουν πώς άλλαξαν η θερμοκρασία του λοφίου και η παραγωγή λάβας κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών στην κορυφογραμμή της Χαβάης.

Τα αποτελέσματα δείχνουν μια συνολική αύξηση της θερμοκρασίας της λάβας, η οποία διακόπηκε από δύο μεγάλα κύματα θερμότητας.

Το πρώτο κύμα συνέβη πριν από 14-20 εκατομμύρια χρόνια και δημιούργησε το Πουχάχονου, το μεγαλύτερο και μακροβιότερο ασπιδωτό ηφαίστειο των τελευταίων 60 εκατομμυρίων ετών.

Το δεύτερο κύμα συνέβη πριν από 0-6 εκατομμύρια χρόνια και συνέβαλε στον σχηματισμό των νησιών της Χαβάης.

«Η ανάπτυξη του νέου γεωθερμομέτρου επιτρέπει την καλύτερη κατανόηση της ιστορίας των ηφαιστείων και του λόγου για τον οποίο ορισμένα είναι μεγαλύτερα από άλλα ηφαίστεια», πρόσθεσε ο Garcia.

Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι η μακροπρόθεσμη θέρμανση του λοφίου ενδέχεται να συνδέεται με τη μετακίνηση πυκνού, θερμού υλικού στο κατώτερο τμήμα του μανδύα.