سفر به مرکز زمین

کشف دریاچه‌ای عظیم در دل آتشفشان

به نظر می‌رسد سیاره ما از زیر و رو از آب تشکیل شده است. بتازگی ذخیره آبی عظیمی در اعماق آتشفشانی در رشته کوه‌های آند کشف شده و بعید نیست، دیگر بخش‌های زمین با چنین ذخایر آبی پوشیده شده باشند. می‌توانیم با مطالعه این ذخیره غیرقابل انتظار که با ماگمای نیمه‌مذاب آمیخته است، به جواب‌هایی درباره علت فوران برسیم.

کد خبر: ۹۶۸۴۳۶

از سوی دیگر، اصلا بعید نیست این آب، مسئول تشکیل پوسته قاره‌ای باشد که رویش زندگی می‌کنیم. شاید سند دیگری بر این واقع باشد که از زمان تشکیل سیاره ما، آب در آن جریان داشته است.

عمق زمین در آزمایشگاه

جان بلاندی، فعال دانشگاه بریستول انگلیس که در حال بررسی علت یک نابهنجاری به همراه همکارش در 15 کیلومتری عمق آتشفشان غیرفعال اوتورونکو در بخش بولیویایی‌اند، این ذخیره را کشف کرده‌اند. این نابهنجاری، موسوم به بدنه ماگمای آلتیپلانو ـ پونا، برخلاف ماگمای اطرافش، امواج لرزه‌ای را کند و تولید الکتریسیته می‌کند.

تیم بلاندی تکه سنگ‌هایی از فوران 500 هزار سال پیش اوتورونکو را جمع و با مقادیر مختلفی آب مخلوط کردند و سپس آنها را در معرض شرایط آزمایشگاهی مشابه نابهنجاری یاد شده قرار دادند. ازجمله این شرایط، فشار 30 هزار برابر فشار جوّی و دمایی تا 1500 درجه سانتی‌گراد بود. در اصل، بلاندی و تیمش در آزمایشگاه، شرایط اعماق زمین را شبیه‌سازی کردند. در اینجا دانشمندان متوجه شدند در یک حجم خاص از آب، رسانایی الکتریکی آن، دقیقا با مقدار دیده شده در نابهنجاری یکی بود. بلاندی می‌گوید از نظر وزنی، حدود 8 تا 10 درصد این نابهنجاری از آب است.

حجم تکان‌دهنده

حجم بدنه ماگمای آلتیپلانو ـ پونا در مقیاس نیم میلیون کیلومترمکعب تخمین زده شده است. بر این اساس، دانشمندان معتقدند حجم آب موجود در آن با برخی از بزرگ‌ترین بدنه‌های آبی روی زمین برابر است. بلاندی معتقد است، حجم آن چیزی بین دریاچه سوپریور و دریاچه هیوران در شمال آمریکاست. نابهنجاری‌های دیگری نیز با رسانایی مشابه زیر آتشفشان‌های دیگر دیده شده است. می‌توان از دو نمونه زیر منطقه آتشفشانی تائوپو در نیوزیلند و کوه سنت هِلِن در ایالت واشنگتن ایالات متحده یاد کرد که دومی در سال 1359/ 1980 فوران شدیدی داشت. بعید نیست این نابهنجاری‌ها نیز دال بر وجود ذخایر مخفی دیگر باشد.

استیو یاکوبسون از دانشگاه شمال غرب ایوانستونِ ایلینوی می‌گوید: این تحقیق، ویژگی تازه‌ای از چرخه آبی اعماق زمین را نمایان کرده و به ما یادآور می‌شود، چقدر درباره مجراهای آبی زیر سطح زمین و پوسته آن کم می‌دانیم. پیش از این، استیو یاکوبسون و تیم محققش ذخیره آبی عظیمی کشف کرده بودند که حجمش سه برابر حجم تمام اقیانوس‌های روی زمین بود.

چنین کشف‌هایی، شواهدی دیگر بر وجود ذخایر عظیم آب در بطن زمین ارائه می‌کند که برخی از آنها از منشأهای اصلی اقیانوس‌های امروز بوده‌اند. بعید نیست، آبی که سیاره ما را قابل سکونت کرده، برخلاف باور فعلی که می‌گویند پس از شکل‌گیری سیاره در قالب شهاب‌سنگ‌ها یا ستاره‌های دنباله‌دار غنی از یخ به زمین آمده، در دل همان خاکی که زمین را شکل داده مستتر بوده باشد.

فراتر از دسترس

به نظر می‌رسد باید وسوسه استخراج این آب تازه کشف شده را از سر بیرون کنیم. بلاندی می‌گوید: این آب در سنگ نیمه مذاب و در حرارت 950 تا 1000 درجه سانتی‌گراد حل شده و امکان استخراجش نیست.

اما خبر خوب اینجاست که حجم بالای محتویات آبی در گدازه، می‌تواند چگونگی شکل‌گیری سنگ‌های پوسته‌ای را توضیح دهد. وقتی گدازه موجود در گوشته زمین ـ عمدتا از بازالت تشکیل شده ـ به سمت پوسته بالا می‌آید، آب با افزودن سیلیکا، بازالت را غنی می‌کند و منیزیم آن را می‌گیرد و در نهایت سنگی مانند آندزیت ـ یافته شده زیر سطح کوه‌های آند ـ تولید می‌شود.

به گفته بلاندی، فرآیند شکل‌گیری در اوتورونکو در برابر تشکیل پوسته قاره‌ای، تنها یک شَمای صغیر به شمار می‌رود. به نظر تشکیل پوسته قاره‌ای، آبی بسیار بیشتر از آنچه تصور می‌کردیم، لازم دارد. شاید دو برابر!

در عین حال، آب از مواد فرار حلال در ماگماست که موجب تحریک فوران‌های آتشفشانی می‌شود. بلاندی می‌گوید: در عمق‌های کمتر که فشار پایین‌تر است، آب به شکل حباب خارج می‌شود و در نهایت فوران شدید رخ می‌دهد.

کشفیات بیشتر از نقش آب در فعال‌سازی فوران‌ها به آتشفشان‌شناس‌ها کمک می‌کند، به درک بهتری از چگونگی زمین‌لرزه‌ها برسند و چه‌بسا در پیش‌بینی زمین‌لرزه‌ها تاثیر بسزایی داشته باشد.