เหตุใดมหาสมุทรแอตแลนติกจึงกว้างขึ้นทุกปี

มหาสมุทรแอตแลนติกกำลังขยายตัว 4 ซม. ทุกปีเนื่องจากมวลสารในชั้นแมนเทิลที่ลึกขึ้นดันแผ่นเปลือกโลกให้แยกออกจากกัน

สันเขา Mid-Atlantic (สีส้มเข้ม) ในแผนที่ความลึกของน้ำจากหอสังเกตการณ์โลกของ NASA ภาพ: NASA — สันเขา Mid-Atlantic (สีส้มเข้ม) ในแผนที่ความลึกของน้ำจากหอสังเกตการณ์โลกของ NASA ภาพ: *NASA*

แผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปอเมริกากำลังแยกออกจากใต้ทวีปยุโรปและทวีปแอฟริกา แต่เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นได้อย่างไรและทำไมจึงเกิดขึ้นยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์ เนื่องจากมหาสมุทรแอตแลนติกไม่มีแผ่นเปลือกโลกที่มุดตัวลงอย่างหนาแน่นเหมือนมหาสมุทรแปซิฟิก การศึกษาวิจัยในปี 2021 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature แสดงให้เห็นว่าปัจจัยสำคัญที่ผลักดันการขยายตัวของมหาสมุทรแอตแลนติกอยู่ใต้เทือกเขาใต้น้ำขนาดใหญ่ใจกลางมหาสมุทร

แนวเทือกเขาใต้น้ำที่เรียกว่าสันเขามิดแอตแลนติก (MAR) แบ่งแผ่นเปลือกโลกอเมริกาเหนือออกจากยูเรเซีย และแบ่งแผ่นเปลือกโลกอเมริกาใต้ออกจากแอฟริกา ทีมวิจัยพบว่าสสารจากส่วนลึกภายในโลกลอยขึ้นมาที่พื้นผิวผ่าน MAR และผลักแผ่นเปลือกโลกทั้งสองข้างของเส้นแบ่งให้แยกออกจากกัน

ชั้นเนื้อโลกหนา 2,896 กม. ซึ่งส่วนใหญ่เป็นของแข็ง ล้อมรอบแกนโลก เปลือกโลกแบ่งออกเป็นแผ่นเปลือกโลกหลายแผ่นซึ่งต่อกันพอดีเหมือนปริศนา พวกมันโต้ตอบกันในหลายวิธี เช่น เคลื่อนที่ไปด้วยกัน เคลื่อนตัวออกจากกัน หรือไถลลงมา การขยายตัวของพื้นทะเล ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกแยกออกจากกัน เป็นวิธีหนึ่งที่แมกมาจากใต้ดินจะมาถึงพื้นผิว อีกวิธีหนึ่งคือก้อนหินร้อนที่อ่อนนุ่มจะลอยขึ้นมาจากชั้นเนื้อโลกและกระแสพาความร้อนจะผลักก้อนหินเหล่านั้นขึ้นมายังพื้นผิว

วัสดุใดๆ ที่ถูกผลักขึ้นไปต่ำกว่าขอบแผ่นเปลือกโลก เช่น MAR มักจะเริ่มต้นจากชั้นแมนเทิลที่อยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกมาก ซึ่งอยู่ต่ำกว่าเปลือกโลกไป 4.8 กม. วัสดุจากชั้นแมนเทิลตอนล่างซึ่งอยู่ใกล้แกนโลกมากที่สุดไม่ถูกตรวจพบที่นั่น แต่การศึกษาวิจัยในปี 2021 พบว่า MAR เป็นจุดร้อนจากการพาความร้อน นักวิจัยวัดกิจกรรมแผ่นดินไหวในพื้นที่ 1,000 ตารางกิโลเมตร พวกเขาได้ทิ้งเครื่องวัดแผ่นดินไหว 39 เครื่องลงในมหาสมุทรในปี 2559 และทิ้งไว้ที่นั่นเป็นเวลา 1 ปีเพื่อรวบรวมข้อมูลแผ่นดินไหวทั่วโลก

คลื่นไหวสะเทือนที่สะท้อนออกจากวัตถุในแกนโลกทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์ได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในชั้นแมนเทิลใต้ MAR ทีมวิจัยพบว่าแมกมาและหินที่อยู่ใต้ชั้นแมนเทิลประมาณ 660 กิโลเมตรอาจถูกผลักขึ้นมายังพื้นผิวตรงนั้นได้ การเคลื่อนตัวขึ้นของวัสดุเป็นสาเหตุที่ทำให้แผ่นเปลือกโลกและทวีปด้านบนแยกออกจากกันด้วยอัตรา 4 ซม./ปี

แมทธิว อากีส นักแผ่นดินไหวจากมหาวิทยาลัย Roma Tre และผู้เขียนร่วมของการศึกษาในปี 2021 กล่าวว่า “การเคลื่อนตัวขึ้นจากชั้นแมนเทิลด้านล่างไปยังชั้นแมนเทิลด้านบนและไปยังพื้นผิวโลกมักเกิดขึ้นในพื้นที่เฉพาะบางแห่ง เช่น ไอซ์แลนด์ ฮาวาย และเยลโลว์สโตน ไม่ใช่สันเขาใต้ท้องทะเล นั่นทำให้ผลลัพธ์น่าสนใจมาก เพราะเป็นสิ่งที่คาดไม่ถึงโดยสิ้นเชิง”

โดยปกติ วัสดุที่เคลื่อนตัวจากชั้นแมนเทิลด้านล่างไปยังชั้นบนจะถูกขัดขวางโดยแถบหินหนาแน่นในเขตเปลี่ยนผ่านที่ความลึก 410 และ 660 กม. แต่ Agius และเพื่อนร่วมงานประเมินว่าต่ำกว่า MAR อุณหภูมิในส่วนที่ลึกที่สุดของเขตเปลี่ยนผ่านจะสูงกว่าที่คาดไว้ ทำให้ภูมิภาคนี้บางลง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมวัสดุจึงสามารถลอยขึ้นสู่พื้นทะเลได้ง่ายกว่าที่อื่นบนโลก

โดยปกติแผ่นเปลือกโลกจะเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เนื่องจากแรงโน้มถ่วงดึงส่วนที่หนาแน่นกว่าของแผ่นเปลือกโลกเข้ามาสู่โลก แต่แผ่นเปลือกโลกที่ล้อมรอบมหาสมุทรแอตแลนติกไม่ได้แข็งแกร่งขนาดนั้น ทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าอะไรคือสิ่งที่ขับเคลื่อนแผ่นเปลือกโลกนี้นอกจากแรงโน้มถ่วง ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าการเคลื่อนตัวขึ้นของวัสดุในส่วนลึกของเสื้อคลุมอาจเป็นกลไกเบื้องหลังการแพร่กระจายของมหาสมุทรแอตแลนติก แคทเธอรีน รีเชิร์ต นักธรณีฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตัน กล่าวว่ากระบวนการดังกล่าวเริ่มต้นเมื่อ 200 ล้านปีก่อน และอัตราการขยายตัวอาจเพิ่มขึ้นในอนาคต

อัน คัง (ตามรายงานของ Business Insider )

ลิงค์ที่มา