Hvað gerist þegar heitur reitur fæðist?

Við höfum engar rannsóknir á þessu sviði, en sennilega berst mikið gas upp á yfirborð jarðar þegar heitir reitir fæðast. Það getur því haft afgerandi áhrif á lífríki og valdið útdauða. Heitir reitir á jörðu eru af ýmsum aldri. Sennilega er íslenski heiti reiturinn elsti virki returinn, en hann er um 250 milljón ára. Hér er fæðingaraldur nokkurra heitra reita: Yellowstone 18 milljón, Samoa 23, Reunion (Deccan) 66, Galapagos 90, Hawaii 87 milljón ár. Við vitum að efni í möttulstróknum sem myndar heita reitinn á yfirborði kemur af miklu dýpi í jörðu. Jarðskjálftabylgjur sýna að heiti reiturinn nær niður fyrir 660 km undir Íslandi og sennilega langleiðina niður af mörkum möttuls og kjarna (2900 km). Sönnun um mikið dýpi möttulstróksins kemur frá mælingum á hlutfalli á ísótópunum af vetni: basalt í heitum reitum hefur óvenju hátt hlutfall af 3He/4He sem bendir á uppruna á miklu dýpi.

Hiti í venjulegum möttulstrók er talinn um 300oC hærri en í möttlinum umhverfis. Myndin sýnir líkan fræðimanna af hegðun möttulstróks í jörðu. Hann rís upp eins og sveppur, sem breiðir úr sér nálægt yfirborði jarðar. Ummál á haus möttulstróksins er talið vera um 200 til 400 km. Möttulstrókurinn er heitur, en þrýstingur í möttlinum er svo mikill, að hann byrjar ekki að bráðna fyrr en nálægt yfirborði jarðar, eða á um 100 km dýpi. Þá verður partbráðnun við um 1300 stig, þannig að bráðin eða kvikan er aðeins um 1 til 3% af möttulstróknum. Þessi bráð er basalt kvika, en ekki er vitað hver efnasamsetning hennar er á því augnabliki þegar möttulstrókurinn kemur fyrst upp á yfirborð, rins og þegar heiti reiturinn fæddist í Síberíu. Það er hægt að færa nokkrar líkur á því að þessi fyrsta basaltkvika sé mjög rík af reikulum efnum, eins og koltvíoxíði, vatnsgufu, brennisteinsgasi og öðrum reikulum efnum.

Það er því líklegt að eldvirkni sé allt önnur og gas-ríkari í upphafi heita reitsins, þegar möttulstrókurinn kemur fyrst upp á yfirborðið, en að gasmagn minnki hratt með tímanum. Nýlegar greiningar á gömlum basalt hraunum Síberíu styrkja þetta. Benjamin A. Black og félagar hafa sýnt fram á að basalt hraunin sem gusu í Síberíu fyrir um 250 milljón árum eru óvenju rík af brennisteini, klór og flúor gasi. Þeir telja að útgösun á hraununum í Síberíu hafi losað um 6300 til 7800 Gt brennisteinsgas, 3400 til 8700 Gt klórgas, og 7100 til 13,600 Gt flúorgas (eitt GT er einn milljarður tonna). Í viðbót verður útlosun af miklu magni af CO2. Ef þetta reynist rétt, þá er hér hugsanlega skýring á útdauðanum á mörkum Perm og Trías í jarðsögunni.

Athugasemdir

[G. Þorkell Guðbrandsson (IP-tala skráð) 18.9.2016 kl. 13:01]

Takk fyrir þennan fróðleik. Varðandi aldur heitra reita dettur fávísum almúgamanni í hug að spyrja um Hawaii-reitinn, en skv. mælingum má sjá leifar af fyrri tilvistarskeiðum hans á botni Kyrrahafsins í bogadreginni línu til VNV í átt að Kamtsjatka-skaga ef sjónminni mitt er ekki að bregðast mér. Þá er freistandi að bera upp spurningu um hvort aldur reitsins miðast við núverandi staðsetningu, eða samanlagðar fyrri "afrekaskrár" hans?  Mig minnir að ég hafi lesið í tímariti Bandaríska landfræðifélagsins (National Geographic Society) að þarna megi lesa hreyfingu Kyrrahafsflekans, sem hafi rekið yfir nokkurn veginn "constant" staðsetningu heita möttulstróksins. Er þetta kannski misskilningur minn?

[Sumarliði Einar Daðason, 18.9.2016 kl. 14:33]

Takk fyrir þennan góða pistil.

[Guðjón Pálsson (IP-tala skráð) 19.9.2016 kl. 08:00]

Bloggið minnir stöðugt á mikilvægi vísindamiðlunar. Þakka Haraldi fyrir sitt innlegg. Efst í huga er viðbúnaður, hvað gera skal ef heiti reiturinn opnaði sig að fullu. Hvað ætti hver maður að gera til undirbúnings að þínu áliti Haraldur?