Badania wskazują na mniejszą, dłuższą erupcję wulkanu podwodnego płaskowyżu w pobliżu Wysp Salomona

Nowe badania prowadzone przez Oregon State University sugerują, że płaskowyż Ontong Java, podwodny płaskowyż uformowany wulkanicznie na Oceanie Spokojnym na północ od Wysp Salomona, był młodszy i miał dłuższe erupcje niż wcześniej sądzono.

znaleziska, Zostało to właśnie opublikowane w czasopiśmie Sciencepoddaje również w wątpliwość długo utrzymywane założenia, że ​​​​uformowanie się płaskowyżu, mniej więcej wielkości Alaski, było przyczyną globalnego złoża czarnych łupków w oceanach świata.

Ten rodzaj łupków powstaje, gdy w oceanie jest bardzo mało tlenu. powiedział Anthony Coopers, profesor geologii morskiej w College of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences na Ohio State University oraz współautor Nerds.

„Masywna erupcja wulkanu, taka jak ta, która utworzyła płaskowyż Ontung Java, mogłaby zubożyć ocean tlenu, a uważano, że ta masowa aktywność wulkaniczna i złoża łupków są ze sobą powiązane. Ale nasze odkrycia wskazują, że tak nie jest”.

Płaskowyż Untung Java obejmuje około 1% powierzchni Ziemi. Płaskowyż jest częścią Ontong Java Noi, super płaskowyżu, który rozpadł się wkrótce po jego utworzeniu, tworząc Ontong Java, Manihiki Plateau i Hikurangi Plateau.

W latach 1973-2000 naukowcy wiercili rdzenie osadów i podłoża bazaltowe – wśród grubszych, starszych skał tworzących skorupę Pacyfiku – z kilku miejsc w regionie i zbierali próbki do badań. Rdzenie zostały zebrane za pomocą naukowych oceanicznych statków wiertniczych Glomar Challenger i JOIDES Resolution podczas projektu Deep Sea Drilling Project i Ocean Drilling Program finansowanego przez National Science Foundation.

Wcześniejsze badania z wykorzystaniem tych rdzeni wskazywały, że Ontung Java powstała w wyniku pojedynczego, stosunkowo krótkiego zdarzenia wulkanicznego około 120 milionów lat temu, mniej więcej w czasie powstawania złóż łupków. Istnieją obawy co do dokładności danych wykorzystanych do podjęcia tej decyzji, powiedział Coopers, międzynarodowy ekspert w dziedzinie procesów geodynamicznych na dużą skalę, który pełni również funkcję zastępcy wiceprezesa ds. rozwoju badań i strategii w Biurze Badań OSU.

„Zrozumienie czasu tych erupcji wulkanów jest konieczne, aby ustalić związek między samymi erupcjami a powstawaniem czarnych łupków” – powiedział Coopers. „Zidentyfikowanie tego związku przyczynowego jest ważne dla zrozumienia dużych zmian w chemii oceanów, podobnych do tego, co dzieje się dzisiaj w wyniku zmian klimatycznych wywołanych przez człowieka”.

Coopers i główny autor badania, Peter Davidson, który pracował nad projektem jako doktorant i właśnie ukończył studia w stanie Oregon, powtórzyli oryginalne badania datowania z 1993 r., aby sprawdzić, czy mogą osiągnąć te same wyniki, jednocześnie korzystając z znacznych ulepszeń w technikach naukowych i sprzęcie do spektrometrii mas, w analizie chemicznej.

Wykorzystując wiele takich samych próbek rdzenia z oryginalnych projektów wiertniczych, Davidson przeprowadził 40 eksperymentów, aby spróbować powtórzyć poprzednie wyniki. Spośród 40 zaskakująco duża liczba — 38 — upadła, gdy zastosowano nowoczesne standardy jakości danych.

„Nowe odkrycia pokazują, że oryginalne próbki zostały znacząco dotknięte niepożądanym procesem podczas napromieniania próbek, co sprawia, że ​​wiek wydaje się bardzo stary” – powiedział Davidson. „Ten problem z napromieniowaniem, zwany odrzutem, nie jest łatwy do zauważenia w przypadku starego sprzętu, który był używany przez dziesięciolecia, ale nasze nowe, bardzo czułe urządzenia mogą z łatwością zidentyfikować ten problem”.

Następnie Davidson przeprowadził kolejny zestaw eksperymentów datowania, stosując tę ​​​​samą analizę do innej fazy mineralnej oryginalnych próbek – rodzaju skalenia lub minerału tworzącego skały, zwanego plagioklazem.

„Dane z plagioklazu mają znacznie wyższą rozdzielczość niż poprzednie dane i, co ważne, są całkowicie wolne od problemu regresji, który wypaczył pierwotny wiek bazaltowego płaskowyżu Untung Java” – powiedział Coopers.

Nowe testy wykazały, że Ontung Java była o około 10 milionów lat młodsza niż oczekiwano i prawdopodobnie uformowała się w ciągu kilku milionów lat.

„Wszystkie testy wykazały wysoki poziom wewnętrznej spójności w mierzonym wieku i niezwykłą powtarzalność wśród wielu próbek tych samych wulkanicznych jednostek wulkanicznych, co dało nam ogromny stopień pewności” – powiedział Davidson. „Te odkrycia oznaczają, że nie możemy już powiązać Ontong Java z wydarzeniem beztlenowym, które doprowadziło do złóż łupków. Daty nie są prawidłowe.”

Dane wskazują również, że płaskowyż Manihiki jest kilka milionów lat starszy niż Ontung Java, co podważa teorie, że te dwa obszary były wcześniej powiązane i rozdzielone. Zamiast tego odkrycia sugerują, że aktywność wulkaniczna mogła rozpocząć się pod płaskowyżem Manihiki i z czasem migrowała setki kilometrów przez Ocean Spokojny.

Odkrycie prawdopodobnie wywoła zamieszanie wśród naukowców, zauważył Coopers, ponieważ nie ma już wyjaśnienia znaczącego zdarzenia wyczerpywania się tlenu, które pozostawiło złoża łupków na całym świecie.

Powiedział, że istnieje również możliwość, że dolne partie Untung Java mogą być starsze. Dostępne okazy z Untung Java zostały wydobyte tylko na górnych setkach metrów płaskowyżu, podczas gdy płaskowyż jest gigantyczną strukturą geologiczną o grubości do 35 kilometrów, przy czym górne 8 do 9 kilometrów to część wulkaniczna.

„W tym sensie tylko podrapaliśmy powierzchnię Ontung Java” – powiedział Coopers.

Davidson ma nadzieję kontynuować badania, śledząc próbki ze starożytnych części płaskowyżu i przeprowadzając nowe analizy przy użyciu tych nowszych technik. Na Wyspach Salomona są obszary, w których odsłonięte i dostępne są do czterech kilometrów płaskowyżu.

„Mamy nadzieję, że celując w inne próbki z głębszych warstw warstw wulkanicznych, będziemy w stanie odkryć starsze części płaskowyżu Ontung Java” – powiedział Davidson. „Możliwe, że te starożytne części płaskowyżu mogły osadzać czarne łupki, ale może tak nie być”.

„Te przyszłe badania powinny pomóc nam zrozumieć Ontung Java, największą formację wulkaniczną na Ziemi, oraz to, w jaki sposób erupcje wulkaniczne tej wielkości mogą powodować globalne zaburzenia środowiskowe”.

Dodatkowymi współautorami są Takashi Sano z Narodowego Muzeum Przyrody i Nauki w Tsukuba w Japonii oraz Takeshi Hanyu z Japońskiej Agencji Nauk o Ziemi i Technologii Morskiej w Yokosuka w Japonii.