Kayaya Dönüşen Cisim 90 Kilometre Derinliğe Düştü ve Beklenmedik Bir Şey Ortaya Çıkarıldı

Göttingen Üniversitesi önderliğinde bir uluslararası araştırma ekibi, kayanın dört milyon yıl önce yerin yaklaşık 90 kilometre (56 mil) altına indiğini tespit etti. Bu sırada, nispeten soğuk bir subduksiyon türüne ait koşullara girmeden önce, daha az derinlikte olağanüstü yüksek sıcaklıklara maruz kaldı.

Buluş, yerin içinde ısının nasıl dağıldığı ve tektonik levhaların dalmaya başladığında nasıl davrandığı konusunda yeni sorular ortaya çıkarıyor. Bulgular Nature Geoscience dergisinde yayımlandı.

Yüzeyin Derinlerinde Bir Tesadüf

Yerin dış kabuğu, gezegen üzerinde yavaşça hareket eden dev tektonik levhalara bölünür. İki levha birleştiğinde, levhalardan biri diğerinin altına itilip yerin iç kısımlarına dalarak gömülebilir. Bu sürece “subduksiyon” denir.

Bu bölgeler gezegenimizin şekillenmesinde önemli bir rol oynar. Güçlü depremler ve volkanik aktiviteyle ilişkilendirilirler, ancak aynı zamanda milyonlarca yıl boyunca karbondioksit gibi malzemeleri gezegenin iç kısımları aracılığıyla geri dönüştürerek yerin iklimini dengelemeye de yardımcı olurlar.

Subduksiyon bölgelerinde bulunan olağanüstü yüksek basınç, kayaları “eklogit” adı verilen kırmızı-yeşilimsi, kendine özgü bir maddeye dönüştürebilir. Araştırmacılar, bu kayalardan birini Papua Yeni Gine’den birkaç gelişmiş analiz tekniği kullanarak inceledi.

Kayanın içinde, yalnızca son derece yüksek basınç altında oluşabilen coesite adlı bir mineralin küçük kristalleri buldular. Bu kristaller, kaya oluşurken başka bir mineralin içine hapsedilmiş ve yerin derinliklerinde yaşadığı koşullara dair değerli kanıtları korumuştur.

Bundan daha da şaşırtıcı olan, kaydın daha önceki yolculuğu hakkında ortaya çıkardıklarıydı.

Sıcaktan Soğuğa Beklenmedik Bir Dönüşüm

Araştırmacılar kayanın sıcaklık tarihini yeniden inşa etti ve yaklaşık 45 kilometre (28 mil) derinlikte, zaten yaklaşık 700°C (1.292°F) sıcaklıklara ulaştığını buldu.

Bu, kayanın maksimum derinliğinin yarısındayken, yine 45 kilometre daha dalması gerekirken, ancak yaklaşık 100°C daha soğuk olduğu anlamına geliyordu.

Bu beklenmedikti çünkü mevcut modeller, subduksiyon bölgelerindeki ısının farklı bir dağılımı öngörüyor. Kayanın, bir ortama girmeden önce oldukça derinlerde olağanüstü derecede sıcak koşullara maruz kaldığı görülüyor; daha aşağıda nispeten daha soğak bir sıcaklık deseninin bulunduğu ortama girerken. Gerçek sıcaklığı derinleştikçe artsa da, ısınma hızı bilim insanlarının normalde bekleyeceği şeyden çok daha küçüktü.

Göttingen Üniversitesi Jeobilimler Merkezi’nden Dr. Jan Schön şöyle açıklıyor: “Sıcaktan soğuğa subduksiyon değişimini bulmak beklenmedikti, çünkü bu durum subduksiyon bölgelerimiz hakkındaki mevcut termik modellerimizle çelişiyor.”

Bilim insanları daha önce beklenmedik derecede yüksek sıcaklıklara dair kanıt içeren kayalar keşfetmişti. Ancak bu, araştırmacıların bir kayanın daha derinden çok daha derin derinlere inerken farklı termik koşullar arasındaki bu kadar net geçişi yeniden inşa edebildiği ilk kez oldu.

Yer’in Gizli Sıcaklık Gizemi Ne Açıklayabilir?

Araştırmacılar, bu olağanüstü sıcaklık desenini açıklamak için birkaç olası açıklama belirledi.

Olası açıklamalardan biri, tektonik levhaların nispeten derin derinlerde, bilim insanlarının daha önce inandığından önemli ölçüde daha fazla ısı üretmesi olabilir. Levhalar birbirine sürtünürken, yoğun kayma kuvvetleri levha sınırları boyunca ek ısı üretmiş olabilir.

Başka bir açıklama ise subduksiyon bölgesinin, konvansiyonel modellerin öngördüğü soğak sıcaklıkları geliştirmesi için yeterince uzun süre mevcut olmamış olmasıdır.

Her iki süreç de kayanın olağanüstü termik geçmişine katkıda bulunmuş olabilir.

Bu sıcaklık farklarını anlamak önemlidir çünkü subduksiyon bölgeleri, Yer’in en güçlü jeolojik süreçlerinden bazılarını etkiliyor. Daha doğru modeller, bilim insanlarının depremler ve volkanik faaliyetlerle ilişkili koşulları daha iyi değerlendirmesine yardımcı olabilir.

Bu bulgular, aynı zamanda, Yer’in iklimini karbonu yüzey ile gezegenin içi arasında hareket ettirerek dengeleyen uzun süreli karbon döngüsü olmak üzere, başlıca jeokimyasal döngüler hakkındaki anlayışımızı da geliştirebilir.

Araştırma, Alman Araştırma Vakfı (DFG) tarafından finanse edildi.