Γιατί λιώνουν οι τεκτονικές πλάκες που συγκλίνουν κάτω από τη Σαντορίνη

Χάρη σε μια σύγχρονη επιστημονική μέθοδο που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην Ελλάδα, Έλληνες και ξένοι γεωεπιστήμονες κατάφεραν να «φωτίσουν» τις διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα κάτω από τη Σαντορίνη, αλλά και γενικότερα στο σημείο σύγκρουσης της αφρικανικής με την ευρασιατική τεκτονική πλάκα. Η γεωχημική τεχνική επιτρέπει να βγουν χρήσιμα συμπεράσματα για το πώς λιώνουν οι πλάκες, καθώς η πρώτη καταβυθίζεται κάτω από τη δεύτερη.

Η διεθνής ομάδα επιστημόνων, με επικεφαλής τον επίκουρο καθηγητή Γιάννη Μπαζιώτη του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, που έκανε τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Lithos, εφάρμοσε την πρωτοποριακή γεωχημική μέθοδο έρευνας στα πετρώματα της Σαντορίνης.

«Σκοπός της μελέτης αυτής», όπως δήλωσε ο Γ. Μπαζιώτης στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων, «ήταν να έρθουν σε επαφή δύο μεγάλοι και συνάμα διαφορετικοί μεταξύ τους κλάδοι της επιστήμης της Γεωλογίας. Ο κλάδος της Πετρολογίας-Γεωχημείας, μέσω της μελέτης της χημείας των πετρωμάτων, μας οδήγησε στο να απαντήσουμε ερωτήματα που απασχολούν τον κλάδο της Γεωφυσικής-Σεισμολογίας».

Γιάννης Μπαζιώτης

Η Ελλάδα, κατεξοχήν σεισμογενής χώρα, οφείλει την υψηλή σεισμικότητά της κυρίως στη σύγκλιση δύο τεκτονικών πλακών, συγκεκριμένα στην υποβύθιση της αφρικανικής τεκτονικής πλάκας κάτω από την αντίστοιχη ευρασιατική. Γι’ αυτό, όπως λέει ο Έλληνας γεωεπιστήμονας, ο οποίος προ μηνών είχε συμμετάσχει σε αποστολή της NASA στην Ανταρκτική, «η κατανόηση του μηχανισμού ενός σεισμού στην πιο ενεργό σεισμικά περιοχή της Ευρώπης συνδέεται με την κατανόηση της συμπεριφοράς της ζώνης υποβύθισης της τεκτονικής πλάκας της Αφρικής μέσω της ανάλυσης των γεωφυσικών-σεισμολογικών δεδομένων».

Όπως τόνισε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ, «είναι εξαιρετικά σημαντικό ότι υπήρξε συμφωνία μεταξύ των εκτιμώμενων συνθηκών που υπολογίστηκαν από τα πετρολογικά-γεωχημικά μοντέλα της νέας εργασίας, με τα υφιστάμενα γεωφυσικά δεδομένα που έχουν ήδη προκύψει από τοπικές σεισμικές καταγραφές».

Η πλέον πρόσφατη μεγάλη έκρηξη της Σαντορίνης συνέβη τον 16ο ή 17ο αιώνα π.Χ.

Σύμφωνα με τον δρ Μπαζιώτη, «μέλημα των επιστημόνων ήταν ανέκαθεν η αποκρυπτογράφηση της “καρδιάς” του ηφαιστείου της Σαντορίνης, αυτής της καρδιάς που στην περίπτωση του ανθρώπινου σώματος τροφοδοτεί με αίμα όλα τα ζωτικά όργανα, ενώ στην περίπτωση του ηφαιστείου τροφοδοτεί με μάγμα την επιφάνεια της γης. Πού βρίσκεται όμως ο μαγματικός θάλαμος της Σαντορίνης στον οποίο αποθηκεύεται το μάγμα; Και ποιες διαδικασίες προηγούνται της συγκέντρωσης του μάγματος στο θάλαμο;».

Στα ερωτήματα αυτά επιχείρησε να απαντήσει η νέα μελέτη στην οποία συμμετείχαν ερευνητές από το Τμήμα Γεωχημείας της Υπηρεσίας της Ιαπωνίας για τις Επιστήμες της Γης και της Θάλασσας (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology), το Τμήμα Γεωλογικών και Πλανητικών Επιστημών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) των ΗΠΑ και το Ινστιτούτο Ορυκτολογίας του γερμανικού Πανεπιστημίου του Μίνστερ.

Ο δρ Μπαζιώτης στην Ανταρκτική

Οι επιστήμονες πήραν δείγματα από τα ηφαιστειακά πετρώματα στην επιφάνεια της Σαντορίνης και τα ανέλυσαν με πλήθος τεχνικών ως προς τα θεμελιώδη συστατικά τους (ορυκτά) και τη γεωχημεία τους (κύρια στοιχεία και ιχνοστοιχεία). Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας –για πρώτη φορά στην Ελλάδα– ένα ειδικό γεωχημικό μοντέλο που αναπτύχθηκε από τον Ιάπωνα καθηγητή Jun-Ichi Kimura, προχώρησαν σε προσομοίωση της συμπεριφοράς των κύριων στοιχείων και των ιχνοστοιχείων.

Με τον τρόπο αυτό προέκυψε η εκτίμηση ότι η τεκτονική πλάκα της Αφρικής απελευθερώνει ρευστά από βάθος περίπου 145 χλμ.

Αυτό το βάθος ταυτίζεται με εκείνο που προκύπτει από τη μελέτη των σεισμικών δεδομένων (σεισμοί ενδιάμεσου βάθους), σκιαγραφώντας έτσι την ανώτερη επιφάνεια της υποβυθιζόμενης τεκτονικής πλάκας της Αφρικής κάτω από την ευρασιατική.

Στη συνέχεια, τα ρευστά που απελευθερώνονται από το βάθος των 145 χλμ ακολουθούν σχεδόν κατακόρυφη πορεία προς τα πάνω σε μικρότερα βάθη, φθάνοντας μέχρι το βάθος περίπου των 56-69 χλμ. Αυτό το βάθος, το οποίο προέκυψε από τα γεωχημικά μοντέλα, βρίσκεται σε αρμονία με τη σεισμικότητα που παρατηρείται στα 70 χλμ (το κατώτερο όριο των σεισμών μικρού βάθους) και αποδίδεται στο όριο λιθόσφαιρας-ασθενόσφαιρας.

Σύμφωνα με τη μελέτη, από το βάθος των 56-69 χλμ ο μανδύας της Γης λιώνει, δημιουργώντας τήγματα που συγκεντρώνονται σε έναν προσωρινό μαγματικό θάλαμο. Κάποια στιγμή αυτά αρχίζουν να ανεβαίνουν σε μικρότερα βάθη και να συγκεντρώνονται στον μαγματικό θάλαμο κάτω από το ηφαίστειο της Σαντορίνης, ο οποίος βρίσκεται σε εκτιμώμενο βάθος 0,7 χλμ, πριν τελικά αυτά εξαχθούν στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης του ηφαιστείου. 

Ο δρ Μπαζιώτης τόνισε πως «με τη μελέτη μας, χρησιμοποιώντας πετρολογικά και γεωχημικά δεδομένα, συμβάλλουμε στη βαθύτερη κατανόηση της λειτουργίας της ζώνης υποβύθισης στον ελληνικό χώρο. Επιπλέον, η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε μπορεί να εφαρμοστεί γενικότερα σε οποιοδήποτε αντίστοιχο σύστημα ζώνης υποβύθισης και σύγκλισης τεκτονικών πλακών της Γης, με απώτερο σκοπό μια εν τω βάθει κατανόηση της δομής ενός συστήματος ζώνης υποβύθισης».

• Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ / Παύλος Δρακόπουλος.