Proces powstawania nowej skorupy ziemskiej nigdy wcześniej nie został zaobserwowany naocznie. Dzieje się tak dlatego, że zachodzi on niemal wyłącznie pod wodą.
Wzdłuż granic płyt tektonicznych ciągnie się system podwodnych gór o długości około 65 tysięcy kilometrów, nazywany grzbietami oceanicznymi. Płyty po obu ich stronach nieustannie się od siebie oddalają, a w powstającą szczelinę wdziera się magma z płaszcza Ziemi. Stygnąc w kontakcie z lodowatą wodą, krzepnie i tworzy nowy fragment skorupy. W ten sposób powstały ponad dwie trzecie powierzchni naszej planety.
Lata przygotowań i dwa miesiące szczęścia
Dla Jean-Yves'a Royera z francuskiego Krajowego Centrum Badań Naukowych (CNRS) w Breście uchwycenie tego zjawiska wykraczało poza horyzont marzeń.
Nie śniliśmy o uchwyceniu tak potężnego zdarzenia. Liczyliśmy, że uda się zmierzyć choćby powolne rozciąganie grzbietu, może kilka centymetrów, dzięki któremu naprężenia narastają jak w napinanej sprężynie - powiedział Royer portalowi ScienceAlert.
Do badania przygotowywał się z zespołem latami. Głównym wyzwaniem był sprzęt. Pod wodą nie działa GPS, a aparatura musiała przetrwać samotnie kilka lat na głębokości ponad dwóch kilometrów. W lutym 2024 roku ponad 20 stacji pomiarowych stanęło wreszcie na dnie Oceanu Indyjskiego.
Wybór miejsca nie był przypadkowy
Badany odcinek grzbietu leży na granicy dwóch płyt tektonicznych: australijskiej i antarktycznej. Średnio rozsuwają się one w tempie 65 milimetrów rocznie, głównie za sprawą ciągnącej w kierunku północnym płyty australijskiej.
Zdarza się jednak, że fragmenty płyt tkwią nieruchomo przez dekady, by potem jednym gwałtownym szarpnięciem rozładować nagromadzone naprężenia, tworząc nowe dno oceaniczne. To właśnie zarejestrowanie takiego zjawiska w czasie rzeczywistym okazało się sukcesem francuskiego zespołu.
Szesnaście dni zamiast dekad
Zaledwie dwa miesiące po rozstawieniu aparatury, 26 kwietnia 2024 roku, oś grzbietu ustąpiła.
Nagromadzona pod nią magma wdarła się w skorupę w postaci rozległych, płytowych pęknięć. Rozerwały one skorupę w czasie krótszym niż dwie godziny, wtłaczając w nią około 160 milionów metrów sześciennych magmy. Zjawisku towarzyszyły trzęsienia ziemi, a uskoki nabrały na intensywności.
Opróżniający się zbiornik magmy przestał podpierać strop nad sobą. Dno oceaniczne zapadło się o 4,2 metra. Gdy pęknięcia przedarły się wreszcie na powierzchnię dna, lawa zaczęła wylewać się do oceanu, tworząc nową skorupę. Całe wydarzenie trwało ok. 16 dni.
Trafiło nam się zdarzenie, jakie zachodzi raz na czterdzieści lat - relacjonował Royer.
Zmierzone przesunięcia, odpowiadało dekadom ciągłego rozrostu dna w średnim tempie. W szczytowym momencie grzbiet rozsuwał się w tempie pięciu centymetrów na minutę.
Co uświadomiło nam badanie Royera?
Dotychczas myśleliśmy o rozrastaniu dna oceanicznego w kontekście 6 cm rocznej średniej. Teraz wiemy, że jest to wydarzenie skokowe. Badanie rozwiązało też zagadkę, która od lat nurtowała geofizyków. Sumując ruch wynikający z zarejestrowanych trzęsień ziemi, nigdy nie dało się wyjaśnić znanego tempa rozsuwania płyt. Okazało się, że większość przemieszczeń zachodzi aseismicznie, czyli cicho, bez silnych fal sejsmicznych.
Pokazaliśmy, że przy odrobinie szczęścia, ale i wyczucia, pomiar rozrostu dna morskiego jest dziś możliwy. To otwiera przed geofizyką morską nowe horyzonty - podsumował Royer.
Wyniki badania opublikowało czasopismo „Nature”.
