Maankuoren kierrätys saattoi käynnistää suurimmat laavapurkaukset

Luonnontieteellisen keskusmuseon Luomuksen, Carnegien tiedeinstituutin ja Britannian Etelämanner-tutkimuslaitoksen tutkijat ovat löytäneet todisteita laakiobasalttien syntyyn liittyvästä maapallon vaippaan kierrätetystä merellisestä kuoriaineksesta . Tämän kierrätetyn kuoriaineksen kemialliset jäljet ovat tallentuneet 180 miljoonaa vuotta sitten jähmettyneisiin laavapurkausten syöttökanaviin joita löytyy Etelämantereen kalliopaljastumilta.

Ikivanhoja laakiobasalttimuodostumia tunnetaan kaikilta mantereilta. Muutamia vuosimiljoonia jatkuneet ja maankuorta repineet rakopurkaukset ovat syösseet ilmoille tuhkaa ja laavaa jopa miljoonien kuutiokilometrien verran. Määrä vastaa monisatakertaisesti Itämeren vesitilavuutta.

Kansainvälisen ryhmän tutkimat Karoo-laakiobasaltit purkautuivat Etelämantereen ja Afrikan väliseen repeämävyöhykkeeseen jurakaudella 180 miljoonaa vuotta sitten. Tuohon aikaan molemmat mantereet olivat vielä osa eteläistä pallonpuoliskoa hallinnutta Gondwana-jättiläismannerta.

– Kivistä analysoimamme alkuainepitoisuudet ja isotooppikoostumukset tukevat näkemystä, että vaippaan uponnut merellinen kuori on yksi lähtöaineista Karoon laakiobasalttien syntyprosessissa. Aikaisemmissa tutkimuksissa kierrätetystä kuoriaineksesta on löytynyt lähinnä vain epäsuoria viitteitä, kertoo tutkijatohtori Jussi Heinonen Luomuksesta.

Maanpinnan laattatektoninen liike johtaa siihen, että merellistä kuorta uppoaa maapallon vaippaan alityöntövyöhykkeillä, kuten nykyisin esimerkiksi Japanin ja Andien vuoriston edustalla. Tämän niin kutsutun kierrätetyn kuoren lopullinen kohtalo on epäselvä, mutta se voi alhaisen sulamislämpötilansa vuoksi olla hyvää sytykettä muun muassa suurille laavapurkauksille.

Jättiläismanner oli kuin kattilan kansi

Seuraavaksi Luomuksen tutkimusryhmä selvittää, oliko nyt löydetty kierrätetty maankuori merkittävä kivisulan lähtöaines kaikissa vai vain joissakin Karoon laakiobasalttipurkauksissa. Eräät ryhmän aiemmat tutkimukset viittaavat siihen, että valtaviin laavapurkauksiin on todennäköisesti vaadittu myös vaipan yläosien voimakasta kuumenemista. Gondwana-jättiläismanner olisi saattanut estää maan sisältä kohoavan lämmön virtausta kuin kattilan kansi, jonka alle kasautuu valtava määrä lämpöenergiaa.

– Jättiläismantereen merkittävä rooli ylävaipan lämmittäjänä olisi ihmiskunnalle hyvä uutinen. Silloin valtavien laavapurkausten todennäköisyys olisi pienempi nyt, kun mantereet ovat erillään toisistaan ja vaippa pääsee jäähtymään tasaisesti valtamerten keskiselänteiden kautta, toteaa Heinonen lopuksi.

Tutkimus kuuluu Suomen Akatemian rahoittamaan MARZ (Magmatism in the Africa-Antarctica Rift Zone) -projektiin ja sen tulokset on julkaistu Earth and Planetary Science Letters -julkaisusarjassa.

Julkaisu: Heinonen, J.S., Carlson, R.W., Riley, T.R., Luttinen, A.V. & Horan, M.F., 2014: Subduction-modified oceanic crust mixed with a depleted mantle reservoir in the sources of the Karoo continental flood basalt province. – Earth and Planetary Science Letters 394:229–241.

Aiempi julkaisu: Heinonen, J.S., Carlson, R.W. & Luttinen, A.V., 2010: Isotopic (Sr, Nd, Pb, and Os) composition of highly magneisan dikes of Vestfjella, western Dronning Maud Land, Antarctica: A key to the origins of the Jurassic Karoo large igneous province?– Chemical Geology 277:227–244.

Lisätietoja:

Tutkijatohtori Jussi Heinonen, Luonnontieteellinen keskusmuseo LUOMUS, puh. 050 318 5304, jussi.s.heinonen@helsinki.fi

Yli-intendentti Arto Luttinen, Luonnontieteellinen keskusmuseo LUOMUS, puh. 050 518 4686, arto.luttinen@helsinki.fi

• Maapallon suurimmat laavapurkaukset (LUOMUS)
• Maailman suurimmat laavapurkaukset (geologia.fi)