เหตุใดมหาสมุทรแอตแลนติกจึงกว้างขึ้นทุกปี

มหาสมุทรแอตแลนติกกำลังขยายตัว 4 ซม. ทุกปีเนื่องจากมวลสารในชั้นแมนเทิลที่ลึกขึ้นดันแผ่นเปลือกโลกให้แยกออกจากกัน

สันเขามิดแอตแลนติก (สีส้มเข้ม) ในแผนที่ความลึกของน้ำจากหอสังเกตการณ์โลกของ NASA ภาพ: NASA — สันเขามิดแอตแลนติก (สีส้มเข้ม) ในแผนที่ความลึกของน้ำจากหอสังเกตการณ์โลกของ NASA ภาพ: *NASA*

แผ่นเปลือกโลกที่รองรับทวีปอเมริกากำลังแยกตัวออกจากใต้ทวีปยุโรปและแอฟริกา แต่สาเหตุและที่มาของเหตุการณ์นี้ยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์ เนื่องจากมหาสมุทรแอตแลนติกไม่มีแผ่นเปลือกโลกแข็งที่มุดตัวลงเหมือน มหาสมุทรแปซิฟิก งานวิจัยในปี 2021 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ชี้ให้เห็นว่ากุญแจสำคัญของการขยายตัวของมหาสมุทรแอตแลนติกอยู่ใต้เทือกเขาใต้น้ำขนาดมหึมากลางมหาสมุทร

ยอดเขาที่จมอยู่ใต้น้ำหลายลูกที่เรียกว่าสันเขามิดแอตแลนติก (MAR) คั่นระหว่างแผ่นเปลือกโลกอเมริกาเหนือและยูเรเซีย และแผ่นเปลือกโลกอเมริกาใต้และแอฟริกา ทีมวิจัยพบว่าสสารจากส่วนลึกของโลกลอยขึ้นสู่พื้นผิวผ่าน MAR ดันแผ่นเปลือกโลกทั้งสองข้างของสันเขาให้แยกออกจากกัน

ชั้นแมนเทิลแข็งส่วนใหญ่มีความหนา 2,896 กิโลเมตร ล้อมรอบแกนโลก เปลือกโลกแบ่งออกเป็นแผ่นเปลือกโลกซึ่งเชื่อมต่อกันเหมือนจิ๊กซอว์ พวกมันมีปฏิสัมพันธ์กันในหลายวิธี ทั้งเคลื่อนที่ไปด้วยกัน แยกออกจากกัน หรือเลื่อนลง การขยายตัวของพื้นทะเล ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแผ่นเปลือกโลกถูกดึงออกจากกัน เป็นวิธีหนึ่งในการดึงแมกมาจากส่วนลึกของโลกขึ้นสู่พื้นผิว อีกวิธีหนึ่งคือการที่หินร้อนและอ่อนตัวจะลอยขึ้นจากชั้นแมนเทิลและกระแสพาความร้อนจะดันหินขึ้นสู่พื้นผิว

วัสดุใดๆ ที่ถูกดันขึ้นมาใต้ขอบแผ่นเปลือกโลก เช่น MAR มักจะเริ่มต้นที่ชั้นแมนเทิล ซึ่งอยู่ใกล้กับพื้นผิวโลกมาก ลึกลงไป 3 ไมล์ (4.8 กิโลเมตร) จากเปลือกโลก วัสดุจากชั้นแมนเทิลตอนล่าง ซึ่งอยู่ใกล้กับแกนโลกมากที่สุด ยังไม่พบในบริเวณนั้น แต่การศึกษาในปี 2021 พบว่า MAR เป็นจุดร้อนจากการพาความร้อน นักวิจัยได้วัดกิจกรรมแผ่นดินไหวในพื้นที่ 1,000 ตารางกิโลเมตร พวกเขาได้ทิ้งเครื่องวัดแผ่นดินไหว 39 เครื่องลงในมหาสมุทรในปี 2016 และทิ้งไว้ที่นั่นเป็นเวลาหนึ่งปีเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับแผ่นดินไหวทั่ว โลก

คลื่นไหวสะเทือนที่สะท้อนออกจากวัสดุในแกนโลกทำให้ นักวิทยาศาสตร์ เข้าใจถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในชั้นแมนเทิลใต้ชั้น MAR ทีมวิจัยพบว่าแมกมาและหินจากความลึก 660 กิโลเมตรใต้ชั้นแมนเทิลสามารถถูกผลักขึ้นสู่พื้นผิวที่นั่นได้ การยกตัวขึ้นของวัสดุเป็นสาเหตุที่ทำให้แผ่นเปลือกโลกและทวีปที่อยู่ด้านบนแยกออกจากกันในอัตรา 4 เซนติเมตรต่อปี

“การเคลื่อนตัวขึ้นจากชั้นแมนเทิลล่างขึ้นสู่ชั้นแมนเทิลบนและขึ้นสู่พื้นผิวโลกมักเกิดขึ้นในพื้นที่เฉพาะบางแห่ง เช่น ไอซ์แลนด์ ฮาวาย และเยลโลว์สโตน ไม่ใช่สันเขากลางมหาสมุทร” แมทธิว อากีส นักแผ่นดินไหววิทยาจากมหาวิทยาลัยโรมาเทร และผู้เขียนร่วมของการศึกษาในปี 2021 กล่าว “นั่นทำให้ผลลัพธ์น่าสนใจมาก เพราะเป็นสิ่งที่คาดไม่ถึงเลย”

โดยปกติแล้ว วัตถุที่เคลื่อนตัวจากชั้นแมนเทิลล่างขึ้นบนจะถูกขัดขวางโดยแถบหินหนาแน่นในเขตเปลี่ยนผ่านที่ระดับความลึก 410 และ 660 กิโลเมตร แต่ Agius และเพื่อนร่วมงานประเมินว่าอุณหภูมิที่ต่ำกว่า MAR ในบริเวณที่ลึกที่สุดของเขตเปลี่ยนผ่านจะสูงกว่าที่คาดไว้ ทำให้พื้นที่บางลง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมวัตถุจึงสามารถลอยขึ้นสู่พื้นทะเลได้ง่ายกว่าที่อื่นบนโลก

โดยปกติ แผ่นเปลือกโลกจะเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เนื่องจากแรงโน้มถ่วงดึงส่วนที่หนาแน่นกว่าของแผ่นเปลือกโลกลงสู่พื้นโลก แต่แผ่นเปลือกโลกที่ล้อมรอบมหาสมุทรแอตแลนติกกลับไม่หนาแน่นเท่า ทำให้นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าอะไรเป็นสาเหตุอื่นที่ขับเคลื่อนแผ่นเปลือกโลกนี้ หากไม่ใช่แรงโน้มถ่วง การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าการพุ่งขึ้นของสสารจากชั้นแมนเทิลลึกอาจเป็นกลไกเบื้องหลังการแพร่กระจายของมหาสมุทรแอตแลนติก แคทเธอรีน ไรเชิร์ต นักธรณีฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตัน กล่าวว่ากระบวนการนี้เริ่มต้นขึ้นเมื่อ 200 ล้านปีก่อน และอัตราการแพร่กระจายอาจเพิ่มขึ้นในอนาคต

อัน คัง (ตามรายงานของ Business Insider )

ลิงค์ที่มา