بركان قديم لم يكن مجرد فوضى - بل أعاد تصميم لوح تكتوني كامل

اكتشف العلماء أن واحدة من أكثر الانفجارات البركانية تطرفًا على الأرض لم تقم فقط ببناء هضبة تحت مائية ضخمة، بل أعطت أيضًا اللوح التكتوني الذي تحتها تحولًا كيميائيًا كاملاً. استخدم فريق بحثي بقيادة المحاضر آزوسا شيتو من جامعة أوكاياما للعلوم، بالتعاون مع الأستاذ المشارك أكيرا إيشيكاوا من معهد طوكيو للعلوم والأستاذة ماساكو يوشيكاوا من جامعة هيروشيما، الموجات الزلزالية للنظر تحت هضبة أونتونغ جافا (OJP). تشير نتائجهم، المنشورة في مجلة Geophysical Research Letters، إلى أن كميات هائلة من الصهارة اخترقت اللوح الموجود، مما أنشأ شبكات من التداخلات الرأسية وحولت الصخور المحيطة كيميائيًا.

اللوح التكتوني تحت هضبة أونتونغ جافا لا يمتلك البنية البسيطة نسبيًا المتوقعة من لوح تكتوني نموذجي. بدلاً من ذلك، وجد الباحثون أدلة على باطن مركب مكون من طبقات أفقية تتقاطع معها أسراب من ممرات الصهارة الرأسية المعروفة بالسدود. تتشكل هذه عندما تندفع الصخور المنصهرة عبر الشقوق وتبرد داخلها. تحافظ المجموعات الكبيرة من هذه التداخلات، المسماة أسراب السدود، على سجل للنشاط البركاني الشديد بعد فترة طويلة من تصلب الصهارة. كما اكتشف الفريق سرعات موجات زلزالية منخفضة بشكل غير عادي داخل اللوح، مما يشير إلى أن الصهارة الصاعدة من أعماق الأرض لم تمر فقط - بل ربما غيرت التركيب الكيميائي للوح أيضًا.

تقع هضبة أونتونغ جافا تحت غرب المحيط الهادئ وهي أكبر هضبة محيطية في العالم، تشكلت منذ حوالي 110-120 مليون سنة خلال أكبر تدفق بركاني في تاريخ الأرض. اقترح العلماء أن الثوران أطلق حرارة وغازات ومواد بركانية كافية لتعطيل البيئة العالمية بشدة، مما ساهم في انقراضات جماعية عن طريق تغيير كيمياء المحيطات والمناخ ومستويات الأكسجين. يشير البحث الحديث إلى أن الحدث ربما كان مدفوعًا بعمود حراري كيميائي صاعد من أعماق الوشاح - عمود من مادة ساخنة بشكل غير عادي تختلف كيميائيًا عن الوشاح المحيط وقد تحمل قشرة محيطية قديمة معاد تدويرها. لكن حتى الآن، لم يفهم العلماء تمامًا كيف تؤثر تلك الصهارة على لوح تكتوني موجود.

لفحص اللوح تحت هضبة أونتونغ جافا، درس الباحثون إشارات زلزالية عالية التردد تسمى موجات Po و So، سجلتها أجهزة قياس الزلازل في قاع المحيط حول الهضبة وأجهزة على الجزر القريبة. في الظروف النموذجية، تنتقل هذه الموجات عبر الألواح التكتونية وتتشتت مرارًا عبر الهياكل الطبقية، مما يسمح لها بالسفر لعدة آلاف من الكيلومترات. لكن الموجات المسجلة بالقرب من هضبة أونتونغ جافا تصرفت بشكل غير عادي: انتقلت موجات Po بكفاءة، بينما ضعفت موجات So بشكل كبير. قاد هذا الدليل العلماء إلى استخدام نمذجة شكل الموجة الزلزالية، مما أشار إلى أن اللوح يحتوي على هياكل طبقية (تصفيح أفقي) تتقاطع معها أسراب السدود (تداخل رأسي). يسمح التصفيح الأفقي لبعض الموجات بالسفر لمسافات طويلة، بينما تعطل التداخلات الرأسية وتضعف أخرى.

وجد الفريق أيضًا أن كلا من موجات Po و So انتقلت بشكل أبطأ بكثير تحت الهضبة - وهي علامة على أن الصخور أكثر سخونة وأقل صلابة ومتصدعة أو مختلفة كيميائيًا عن مادة الوشاح النموذجية. استنتجوا أن البنية وحدها لا يمكنها تفسير السرعات المنخفضة، واقترحوا أن الصهارة من عمود حراري كيميائي ارتفعت عبر اللوح، وأنشأت أسراب السدود، ثم تفاعلت مع صخور الوشاح المحيطة، مما تسبب في تعديل كيميائي يعرف باسم إعادة التخصيب. يحدث هذا عندما تعيد الصهارة المكونات الكيميائية إلى صخور الوشاح التي فقدتها سابقًا أثناء الذوبان الجزئي. يتكون الوشاح بشكل كبير من البيريدوتيت؛ عندما يذوب جزء منه، تتم إزالة بعض العناصر، ويمكن للصهارة اللاحقة إعادتها، مما يغير المحتوى المعدني للصخور وخصائصها الفيزيائية.

تشير النتائج إلى أن الأحداث البركانية الضخمة يمكن أن تفعل أكثر من تغطية قاع البحر بالحمم - يمكنها كسر لوح تكتوني، وتشكيل شبكات سدود واسعة، وتغيير كيمياء اللوح.