Žemė skyla prieš mūsų akis. Pirmą kartą realiuoju laiku turime tokį aiškų vaizdą

Giliai po Ramiojo vandenyno paviršiumi vyksta kažkas nepaprasto. Procesas, kuris paprastai užtrunka milijonus metų, dabar mokslininkų gali būti stebimas beveik tiesiogiai. Tai tarsi sulėtintai pamatyti reiškinį, kuris įprastai lieka paslėptas nuo mūsų akių. Tik pažvelgus atidžiau paaiškėja, kad tai susiję su fundamentalia mūsų planetos dalimi. Juan de Fuca tektoninė plokštė lėtai skyla Vankuverio salos regione, suteikdama mokslo pasauliui unikalią galimybę suprasti, kaip iš tikrųjų veikia Žemė.

Naujas žvilgsnis į mirštančią subdukcijos zoną

Kolumbijos klimato mokyklos tyrėjai pasitelkė pažangius seisminius metodus, kad pažvelgtų po vandenyno dugnu Kaskadijos regione. Subdukcijos zona, kur Juan de Fuca ir Explorer plokštės panyra po Šiaurės Amerikos plokšte, tapo natūraliu laboratoriniu poligonu geologiniams procesams stebėti. Pagrindinis tyrimo, paskelbto žurnale „Science Advances“, autorius Brandonas Shuckas iš Luizianos valstijos universiteto pateikia vaizdingą palyginimą:

„Subdukcijos zonos paleidimas yra tarsi bandymas stumti traukinį į kalną – tam reikia milžiniškų pastangų. Bet kai jis pajuda, tai panašu į riedėjimą žemyn – sustabdyti neįmanoma. Jos pabaigai prireikia kažko dramatiško – iš esmės geležinkelio katastrofos.“

Vis dėlto praktikoje procesas pasirodė kur kas mažiau dramatiškas nei katastrofa. Mokslininkai stebi laipsnišką, etapais vykstantį ir tarsi kontroliuojamą irimą. Svarbiausią vaidmenį atradime atliko refleksinis seisminis vaizdinimas, kurį tyrėjai lygina su Žemės gelmių ultragarsu. Duomenys buvo surinkti 2021 m. per CASIE21 eksperimentą, vykusį tyrimų laive „Marcus G. Langseth“. Ši technika leido gauti iki šiol neregėto tikslumo vaizdus iš giliausių vandenyno dugno struktūrų. Sujungus juos su seisminės veiklos įrašais, pavyko sudaryti išsamesnį vykstančių procesų paveikslą.

Segmentinis irimas

Svarbiausias atradimas – tai, kaip plokštė suyra. Vietoje vieno staigaus lūžio, procesas vyksta palaipsniui: segmentais ir epizodiškai.

„Tai pirmas kartas, kai turime aiškų mirštančios subdukcijos zonos vaizdą. Vietoj staigaus išnykimo plokštė plyšta gabalas po gabalo, formuodama mažesnes mikroplokštes ir naujas ribas“, – pabrėžia Shuckas.

Tyrėjai aptiko masyvius įtrūkius, kertančius Juan de Fuca plokštę. Vienas didžiausių lūžių nulėmė, kad jos fragmentas nusileido maždaug 5 kilometrais – tai reikšmingas pokytis net geologinėje skalėje. Kiekvienas iš tokių epizodų trunka kelis milijonus metų, tačiau galiausiai jie gali išjungti visą subdukcijos sistemą. Tai visiškai naujas požiūris į tektoninių plokščių gyvavimo ciklą.

Labiausiai įtikinamų įrodymų suteikė seisminės veiklos analizė. 75 kilometrų plyšyje kai kurios atkarpos vis dar generuoja žemės drebėjimus, o kitos išlieka „stulbinamai tyliai“.

„Kai gabalas visiškai atsiskiria, jis nustoja generuoti žemės drebėjimus, nes uolienos jau nebesusijusios“, – aiškina autoriai.

Šis modelis suteikia mokslininkams savotišką žemėlapį, rodantį, kaip progresuoja irimas. Atskilę fragmentai elgiasi kaip nepriklausomos mikroplokštės, o likusios dalys dar aktyviai sąveikauja su Šiaurės Amerikos plokšte.

Ką tai reiškia mums?

Atradimas padeda paaiškinti daugelį paslaptingų geologinių reiškinių, pastebimų visame pasaulyje. Apleisti tektoninių plokščių fragmentai, neįprasti vulkaninės veiklos proveržiai ar suakmenėjusios mikroplokštės prie Baja Kalifornijos krantų gali būti panašių segmentinio irimo procesų rezultatas. Suzanne Carbotte iš Lamont-Doherty Žemės observatorijos pabrėžia šių tyrimų svarbą:

„Anksčiau neturėjome tokio aiškaus šio proceso veikimo vaizdo. Šie nauji atradimai padeda geriau suprasti tektoninių plokščių gyvavimo ciklą, formuojantį Žemę.“

Vis dėlto šiaurės vakarų Ramiojo vandenyno regiono gyventojams praktinės reikšmės atradimas kol kas beveik neturi. Kaskadijos regionas ir toliau pajėgus sukelti stiprius žemės drebėjimus ir cunamius. Plokštės irimo procesai, nors ir labai įdomūs moksliniu požiūriu, vyksta laiko skalėje, gerokai viršijančioje žmogaus gyvenimą.

Nacionalinio mokslo fondo finansuojami tyrimai atveria naujas galimybes suprasti mūsų planetos dinamiką. Pirmą kartą mokslininkai gali tiesiogiai stebėti procesus, kuriuos anksčiau pažino tik iš teorijų ir netiesioginių įrodymų. Nors tai artimiausiu metu kardinaliai nepakeis mūsų požiūrio į seisminius pavojus, tačiau neabejotinai padės tobulinti ilgalaikius geologinius modelius. Tai dar vienas žingsnis lėto, bet nuoseklaus pažinimo, atskleidžiančio mechanizmus, kurie valdo mūsų planetą.