Beklenenden daha sıcak lavlar

Güncel Bilim

Dünya henüz gençken, milyonlarca kilometreküp lav yayan ve geniş bölgeleri kaplayan volkanik püskürmelerin sayısı oldukça fazlaydı. Bu lav taşmaları yüksek sıcaklıktaki “panache” bulutlarına -manto katmanından yükselen kayaçlara- bağlı olarak gerçekleşiyordu. Oysa zaman içinde, yeryüzünün soğumasıyla beraber bu periyotlar seyrekleşti. Son coğrafi şekillenmeler içinde bazı kayaçlar bulunmuyor olsa da komatitler, en az 1700 °C’ye ulaşan panache taşmaları ile oluştuklarından, bu sıcaklık düşüşünün bir tanığı olarak yeryüzünde yer almaktalar.

Bugün, kaynağını üst mantodan alan bazalt püskürmeleri yaklaşık 1300 °C’lik sıcaklığa sahiptirler. Bu nedenle jeofizikçiler, 2,4 milyar önce tamamlanan Arkeyan dönemden bu yana komatitlerin oluşmasına uygun koşulların bulunmadığını düşünüyorlar. Oysa ABD Virginia Tech Enstitüsü’nden Jarek Trela ve Grenoble’daki ISTerre laboratuvarından meslektaşları, Kosta Rika’daki Tortuga Adası’nda 90 milyon yaşından daha genç lav yapıları içinde benzer kayaçlar keşfettiler.

Komatitler, şekilleri uzun dikenleri andıran mineral yapıdaki spinifex(1) olivinler(2) içeren volkanik kayaçlardır. “Komatit” ismi Güney Afrika’daki Komati Nehri’nden gelmektedir. Bu kayaçlar Arkeyan döneminin tipik yapısındadırlar. Bu nedenle daha yakın bir tarihe ait örnekler bulmak oldukça şaşırtıcı. Bu yüzden, Tortuga’daki bu keşif dünyanın termik modeli sorusunu tekrar sormamıza neden olmaktadır.

Dünyanın oluşması sürecinde kaya yığıntıların genişlemesi magma okyanuslarının yüzeyde yayılmasına ve yerküre içinde yüksek bir sıcaklığın tutunmasına neden olan büyük miktarlardaki enerjiyi serbest bıraktı. Tüm süreç boyunca, bu enerji devamlı olarak uzaya yayılmaktadır. Her ne kadar doğal radyoaktivite ve çekirdeğin kristalleşmesiyle (sıvı-katı faz geçişleri enerji açığa çıkarmaktadır) ısı üretse de, yerkürenin iç sıcaklığı düşmektedir.

Tortuga’daki volkanik kayaçlar, batıdan doğuya hareket eden bir “panache” (sıcak noktası bugün Galapagos Adaları’nda yer almaktadır) sonucu oluşmuştur. ISTerre laboratuvarından araştırmacılar, panache etkisi altında farklı bölgelerdeki volkanik kayaçlardan örnekler aldılar ve örnekleri, bu kayaçların oluşması sırasında sıcaklık ve basınç yönünden bir gösterge olan magnezyum ve alüminyum oranları açısından analiz ettiler. Birçok örnek yoğun bir magnezyum içeriğine sahipti, ancak sadece Tortuga’dan alınan örnekler Arkeyan dönemine ait komatitlerle karşılaştırılabilirdi. Bu anda araştırmacılar bir senaryo ürettiler. Buna göre panache, kayaçların yaklaşık 1800 °C ile en sıcak olabileceği şekilde Tortuga’ya dikine doğru yükseldi. Kolombiya’daki Gorgona ve Antiller’deki Curacao adaları da, sıcaklık ve basıncın daha düşük olduğu panache’ın çevre etkisiyle oluştu.

Bu senaryoya göre, ortalamadan yüzlerce derece yükseklikte bir sıcaklık, manto içerisinde hüküm sürmektedir. Peki, bu durum nasıl açıklanabilir? Konveksiyon hareketleri ve termik dağılımın hızından ötürü, manto içerisinde yüksek sıcaklıkta bir bölgenin korunmaya devam ettiğini düşünmek zor. Muhtemel bir açıklama, panache’ın kaynağını, mantonun ortalama sıcaklığını en az 500 °C aşabilen çekirdek ile manto arasındaki sınırdan alması olabilir. Yapılan birçok sayısal modellemeye göre bu bölgelerin sıcaklığı Arkeyan dönemden beri çok değişmemiş olabilir. Eğer bu hipotez doğrulanırsa, keşfedilen genç komatitler 2800 km derinlikteki koşulların tek tanığı olabilirler.

(1) Spinifex: Avustralya kumsal kıyılarında yetişen dikenli bir ot ve bu otun şekline verilen ad.

(2) Olivin: Yüksek sıcaklık ve silikat mineral grubuna ait, Mg ve Fe iyonlarını içeren, siyahtan yeşile kadar değişebilen renk özelliğine sahip olan bir mineral çeşidi.

Çeviri: Sinan TEKİN
Kaynak: http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actu-des-laves-plus-chaudes-que-prevu-38526.php

 

Etiketler
lav
volkan
kayaç
jeoloji
yerküre
güncel bilim