Az óceáni aljzat tágulásának fél évszázaddal ezelőtti felfedezése volt a lemeztektonikai elmélet egyik döntő bizonyítéka.   A Geophysical Research Letter és a Science szaklapokban publikált friss tanulmány szerint, a tengeralatti vulkanizmus komoly szerepet játszott a pleisztocén jégkorszak egymást váltó nagy eljegesedései, és köztes, felmelegedési periódusaiban.

Jegesedés, mint a vulkanizmus öngyújtója

A legfrissebb kutatások szerint a pleisztocén időszak (2,65 millió évtől 11,5 ezer évig) öt nagy eljegesedése (galciálisa) közötti, nem egy esetben a mainál jóval magasabb globális átlaghőmérsékletet eredményező felmelegedési periódusok (interglaciálisok) kialakulásában komoly szerepet játszott a tenger alatti vulkanizmus intenzitásának változása.

Pleisztocén tájkép a Würm-galciális, az utolsó nagy eljegesedés idején. A tengeri vulkanizmus intenzitása és az eljegesedések között szoros összefüggés állt fennForrás: Wikimedia Commons

Az eljegesedések alatt amikor a szárazföldi, elsősorban az arktikus jégtakaró kiterjedt és megvastagodott, rengeteg víz fagyott ki a világtengerből. Mindez pedig általános tengerszintcsökkenéshez, úgynevezett globális regresszióhoz vezetett. Az utolsó nagy eljegesedési periódusban, a Würm-glaciális idején a mainál 110-120 méterrel volt alacsonyabb a világtenger szintje.

A Föld az utolsó és legnagyobb eljegesedés idején. Az arktikus gleccser egészen a Kárpátok vonaláig értForrás: Wikimedia Commons

A tengerszint  drasztikus süllyedésével a vízoszlop hidrosztatikus nyomása is csökkent. Az erőteljesebb magmakiáramlás és a hidrosztatikus nyomáscsökkenés, illetve az „abisszikus dombvidék” hízása között közvetlen összefüggés mutatható ki – nyilatkozta  David Lund, a University of Connecticut oceanográfusa.

Az eljegesedés miatti globális tengerszint csökkenés, és a tengeralatti vulkanizmus felerősödése közötti összefüggést szemléltető infógrafikaForrás: Science Ocean mapping Group/G. Grulloni

A University  of Connecticut valamint  a Columbia University oceanográfusai és geofizikusai a kelet-pacifikus középóceáni hátságon gyűjtött mintákból megállapították, hogy a jégkorszaki globális vízszintcsökkenések idején megnőtt az óceánhátsági vulkanizmus intenzitása.

A vizsgált kelet-pacifikus középóceáni hátság részleteForrás: University of New Brunswick

Paul Asimov, a California Institute of Technology (Passadena, Kalifornia) geofizikusa elmondta, hogy az adatok számítógépes modellezése direkt összefüggést, időbeli egybeesést mutat a hátság topográfiai változásai, és az eljegesedési ciklusok intenzitása között.

Globális felmelegedés a jégkorszakban

Az intenzívvé váló tengeralatti vulkanizmus miatt jelentősen megnőtt a szén-dioxid kibocsátás is. A tengervíz által elnyelt szén-dioxid egy része viszont a légkörbe került, fokozatosan növelve az üvegházhatást, ami viszont a légkör lassú felmelegedését eredményezte. A kelet-pacifikus hátságon zajló vulkanikus folyamatok, és a 100 ezer évvel ezelőtti jegesedési ciklus között közvetlen összefüggést sikerült kimutatni – vélekedik Maya Tolstoy tenger-geofizikus, a Columbia University kutatója.

Az elmúlt ötmillió év hőmérsékleti ingadozásaiForrás: Wikimedia Commons

A Science szaklapban közölt tanulmány elkészítéséhez egy koreai kutatóhajó fedélzetéről 2011 és 2012 között gyűjtött adatokat használták fel.  Az Ausztrál-Antarktiszi hátság, amely a mintavételezés helyszíne volt, az óceánfenék egyik kiterjedt tágulási centruma.

Egy kis lemeztektonikai alapvetés; hogyan lesz a kanyonból óceán

Az óceánok az élőlényekhez hasonló, de csak millió években mérhető „életciklussal” rendelkeznek.  Az óceáni kifejlődés szakaszait leíró Wilson-ciklus három nagyobb periódust különít el, az embrionális illetve születő óceáni szakaszt, a tágulási-szétterjedési, valamint a bezáródási, felemésztődési periódust. Valamennyi óceáni „embrió” születése a szárazföldeken, a földkéreg elvékonyodásával és besüllyedésével, az úgynevezett rift, vagy hasadékvölgyek kialakulásával veszi kezdetét.

A szárazföldeken kialakuló hasadékvölgy, a riftesedési folyamat egy jövőbeli óceán születésének első fázisaForrás: Wikimedia Commons

A földtörténeti múltban az összes jelenlegi szárazulatot egyetlen szuperkontinensben egyesítő Pángea feldarabolódása is egy, a hatalmas őskontinens közepén kialakuló hosszú hasadékvölgy mentén, az Atlanti-óceán tengervályújának megszületésével vette kezdetét.

A hatalmas szuperkontinens, a Pángea 230 millió éve, a triász-időszakban. A Pángea szétdarabolódása az Atlanti-óceán csíráját alkotó hasadékvölgy kialakulásával vette kezdetét, a szárazföld belsejébenForrás: Wikimedia Commons

A szárazföld belsejében kimélyülő kanyont lassan elárasztja a tenger, és amikor a víz alatt, az elvékonyodott riftvölgy alján megkezdődik a magma lassú kiömlése és szétterülése, kezdetét veszi az óceáni kéregképződés, és a medencealjzat tágulása.

A nagy kelet-afrikai hasadékvölgy egy embrionális óceán születési területe. Az északi tengervályú, a Vörös-tenger lemeztektonikai értelemben valódi, fiatal óceánnak számítForrás: Wikimedia Commons

A Wilson-ciklus egyes fázisaira napjainkban is találunk élő példákat; a nagyobbrészt még a szárazföldön terpeszkedő kelet-afrikai nagy hasadékvölgy egyelőre még keskeny tengervályúja, a Vörös-tenger oceanográfiai értelemben máris egy friss, születő óceánnak tekintendő. Az Atlanti-óceán képviseli a „legszebb korában” lévő, intenzíven táguló óceáni medencetípust, még a „nagy öreg” a Csendes-óceán már a bezáródás, megsemmisülés fázisában áll. A tágulás motorjai a középóceáni hátságok. Ezek a föld leghatalmasabb egybefüggő hegyláncai, melyek rifthasadékaiból folyamatosan a tengerfenékre áramlik a magma.

Fagyos vulkanizmus

A koromsötét és fagyos mélytengeri világban a  vulkanizmus lassú, csendes folyamat. A tengerfenékre kiömlő tűzforró magma a hideg vízben megdermed, és hatalmas, vánkosszerű tömbökben halmozódik fel, ezek a jellegzetes párnaláva formációk. A középóceáni hátságok mentén, az olvadt kőzetanyagnak a vékony óceáni kéreg alatti hőáramlásai lassan, de biztosan eltolják egymástól az óceáni aljzatot, ez az erő tágítja egyre szélesebbre a kifejelődési szakaszában álló óceáni medencét.

Párnaláva formáció az óceán mélyénForrás: University of Washington/Deborah Kelley

E hatalmas tengeralatti hegyláncok mentén a hőkonvekciós húzóerők hatására töredezett az óceáni aljzat; a jellegzetes egymásra merőleges szurdokok rendszer alkotja az úgynevezett transzformvetők rendszerét. Amikor a vékony ám sűrű bazalt alapanyagú óceáni kéreg a sokkal vastagabb, de „könnyebb” kontinentális kéreggel ütközik, alábukva felemésztődik a felső köpeny cseppfolyósra olvadt anyagában.

A nagy csendes-óceáni tűzgyűrű, az óceáni medence bezáródásának, az óceáni kőtelemez alábukásának helyszíneForrás: Wikimedia Commons

Az óceáni kéreg alábukási zónájában alakulnak ki a világtenger legnagyobb mélységeit rejtő óceáni árkok. Az alábukási folyamatot, az úgynevezett szubdukciót az ütköző lemezszegélyek mentén aktív szigetív-vulkanizmus kíséri, és ezek a vidékek szeizmikusan is különösen aktívak. Napjainkban ilyen területnek számít az úgynevezett pacifikus tűzgyűrű, az Aelut-szigetektől Japánon, a Fülöp-szigeteken és Indonézián át egészen az Új-Zélandig nyúló szubdukciós övezet.