Verdens største lavalampeboble under NZ

Seismiske bølgehastigheder har afsløret en del af en gammel vulkansk "superplum" under New Zealand, fremhæver sammenhænge mellem Jordens dybe indre og den overflade, vi lever på.

Forskning udført af Te Herenga Waka–Victoria University of Wellington geofysikere professor Tim Stern og lektor Simon Lamb, sammen med kolleger, indikerer, at Nordøen ligger på en del af den "største vulkanudgydelse" på Jorden, skabt af en opstrømning i Jordens dybe indre.

Den begivenhed skete for omkring 120 millioner år siden, da en kæmpe fane af varm sten løsrev sig fra kerne-kappegrænsen, omkring 3000 km under jordens overflade, og steg hurtigt til overfladen som en superplume.

Et papir om resultaterne af professor Stern og lektor Lamb, begge fra Geografiskolen, Miljø og geovidenskab, er blevet offentliggjort i dag i det førende amerikanske tidsskrift Videnskabens fremskridt .

Professor Stern siger, at den gamle superplume forbandt Jordens dybe indre med planetens overflade.

"I 1970'erne, geofysikere foreslog, at jordens kappe undergik en bølgende bevægelse, mere som en lavalampe, og varme klatter af flydende sten rejste sig som fjer fra så langt som til Jordens kerne.

"Smeltning af denne sten nær overfladen kan da være årsagen til produktiv vulkanisme, som det, der er observeret på Island eller Hawaii.

"Endnu større vulkanudgydelser er sket i den geologiske fortid, hvoraf den største kendte fandt sted i det sydvestlige Stillehav i Kridttiden under dinosaurernes tid, danner et undersøisk vulkansk plateau på størrelse med et kontinent.

"Derefter bevægelsen af ​​de tektoniske plader brød dette plateau op, og et fragment – ​​som i dag danner Hikurangi-plateauet – drev væk mod syd, og ligger nu til grund for Nordøen og også det lavvandede hav ud for kysten."

Professor Stern og hans kolleger studerede hastigheden af ​​seismiske bølger (vibrationer) gennem disse klippelag for at bestemme deres oprindelse og egenskaber.

"Nøgleobservationen i det nye studie er, at seismiske tryk 'P'-bølger - effektivt lydbølger - udløst af enten jordskælv eller menneskeskabte eksplosioner rejser gennem kappeklipperne under Hikurangi-plateauet meget hurtigere, end der observeres under det meste af havbunden, når hastigheder på 9 kilometer i sekundet, " han siger.

"Et ejendommeligt træk ved disse høje hastigheder er, at de er lige høje for seismiske vibrationer, der bevæger sig i alle vandrette retninger, men meget lavere for de vibrationer, der bevæger sig lodret opad."

Denne forskel mellem lodret og vandret hastighed gjorde det muligt for professor Stern og lektor Lamb at matche Hikurangi-plateauets klipper med dem på Manihiki-plateauet nord for Samoa og Ontong-Java-plateauet nord for Salomonøerne, som har samme hastighedsegenskaber.

Det viste, at de alle var en del af den samme superplume.

"Det ekstraordinære er, at alle disse plateauer engang var forbundet, udgør det største vulkanudbrud på planeten i en region på over 2000 km på tværs."

Lektor Lamb siger, at det kom som en overraskelse, at den "strøm, der er forudsagt for et kæmpe svampeformet superplume-hoved, i kappeklipperne ville producere præcis disse meget høje hastigheder og denne ejendommelige hastighedsfordeling".

"Den tilhørende vulkanske aktivitet kan have spillet en vigtig rolle i Jordens historie, at påvirke planetens klima og også livets udvikling ved at udløse masseudryddelser.

"Det er en spændende tanke, at New Zealand nu sidder på toppen af ​​det, der engang var en så stærk kraft i Jorden."

Professor Stern siger, at det geologiske samfund havde været tæt på at afvise ideen om faner helt.

"Direkte beviser for deres eksistens har været undvigende. Men, med denne undersøgelse, vi har nu både hårde beviser for, at en sådan faneaktivitet faktisk fandt sted, og også en fingeraftryksmetode til at detektere fragmenter af de største faner af alle – superplumer – der stiger op fra nær Jordens kerne."