Az Atlanti-óceán közepén, a JOIDES Resolution kutatóhajóval 2023 tavaszán 1268 méter mélyre fúrtak a Föld köpenyéből származó kőzetbe. A furatból kiemelt magminta az első ilyen hosszú, szinte folyamatos köpenyszelvény. Az eredményeket 2024 augusztusában a Science közölte, és a kutatók szerint több ponton sem azt mutatják a talált minták, mint amire számítottak.
Tektonikus ablak
A fúrás az Atlantis-masszívumnál zajlott, a Közép-atlanti-hátságon, nagyjából 850 méteres vízmélységben. Ez egy úgynevezett tektonikus ablak: a lemezek szétválása és a vetődések miatt itt a köpeny kőzete a tengerfenék közelébe került, így nem kell kilométereken át keresztülfúrni a kérget.
Ez is érdekelhetEzért esznek a spanyolok éjfélkor 12 szem szőlőt szilveszterkor
A Nemzetközi Óceánfúrási Program (IODP) „Az élet építőkövei” nevű 399. expedíciója 2023. április 12-én indult az Azori-szigeteki Ponta Delgadából, és nagyjából két hónapig tartott. A U1601C jelű furat végül 1267,8 méterig jutott le, a magminta kinyerési aránya 71 százalék volt.
A korábbi rekord 200,8 méter volt, az új furat ennél több mint hatszor mélyebb.
A tanulmány vezető szerzője, a Cardiffi Egyetem geológusa, Johan Lissenberg a Space.com által idézett nyilatkozatában azt mondta, a köpenykőzet ezen a helyen tökéletesen fúrható volt. A brit Leedsi Egyetem kutatója, Andrew McCaig szerint az új furat évtizedekig referenciaszelvény lehet.
A JOIDES Resolution hivatalos csatornájának angol nyelvű rövid videója arról, hogyan emelik ki a magmintákat a hajón:
Kevesebb piroxén és ferde olvadékcsatornák
A kiemelt kőzet nagyrészt szerpentinesedett peridotit, főként harzburgit és dunit. A peridotit a felső köpeny jellemző kőzete, fő ásványai az olivin és a piroxén. Lissenberg szerint az eredmények eltérnek attól, amit vártak: a kőzetben jóval kevesebb piroxén volt.
A harzburgit átlagosan 15,9 százalék ortopiroxént tartalmazott, miközben az óceáni köpenyre több mint 20 százalékot vártak. Sok mintából a klinopiroxén teljesen hiányzott. A kutatók ezt azzal magyarázzák, hogy a köpeny feláramlásakor a vártnál erősebb olvadás történt, az átáramló olvadék pedig feloldotta a piroxént.
A köpenykőzetben jóval kevesebb piroxén volt, mint amire a kutatók számítottak.
Meglepő volt az olvadék útja is. A dunitból álló sávok átlagosan mintegy 40 fokos szögben dőlnek, vagyis az olvadék ferdén haladt a köpeny feláramlásához képest, és nem függőlegesen, ahogy a megszokott modellek feltételezik. A hajón készült első jelentések még azt sugallták, hogy a mélyebb kőzetek kevésbé alakultak át, a részletes elemzés szerint viszont a szerpentinesedés a teljes szelvényben jelen van, és nem csökken a mélységgel.
Az Elveszett Város szomszédságában
A fúrás helye mindössze 800 méterre van az Elveszett Város (Lost City) hidrotermális mezőtől, amelyet 2000 decemberében fedeztek fel. A legnagyobb kürtője, a Poseidon nagyjából 60 méter magas, a feltörő folyadék 40-90 fokos. Itt az olivin a tengervízzel reagálva hidrogént és metánt termel. A kutatók szerint ez a folyamat az élet kialakulásának egyik lehetséges alapja lehetett, mert a mikrobák ilyen vegyületekből napfény nélkül is energiát nyerhetnek.
Mekkora darab ez a köpenyből
A köpeny nagyjából 2900 kilométer vastag, és a Föld térfogatának mintegy 84 százalékát adja. Az óceánok alatt a kéreg átlagosan 8 kilométer, a kontinensek alatt mintegy 32 kilométer vastag. Az 1268 méteres furat tehát a köpeny vastagságának alig 0,04 százaléka, mégis ez az eddigi leghosszabb folyamatos minta a köpeny kőzetéből.
A Kárpát-medencében a kéreg különösen vékony: a Magyarország Nemzeti Atlasza szerint a medencében a Dunántúli-középhegység központi részét leszámítva 30 kilométernél kevesebb, a kőzetburok a medence közepén 60 kilométer körüli. Mivel a forró köpenyanyag itt közelebb van a felszínhez, az Alföld mélymedencéiben magas a hőáram, és ez is magyarázza, hogy a mélységi vizeink ennyire melegek.
A köpeny és a kéreg határát ember még sehol nem fúrta át.
Mi lett a JOIDES Resolutionnel
A hajót 1978-ban olajfúró hajónak építették, 1985 óta szolgálta a tudományos óceánfúrást. Az amerikai Nemzeti Tudományos Alap (NSF) 2023. március 31-én bejelentette, hogy nem hosszabbítja meg az üzemeltetési megállapodást. Az utolsó, 403. expedíció 2024 augusztusában ért véget, utána a hajó Amszterdamban megkezdte a leszerelést.
A magminták megmaradnak: a texasi, a brémai és a japán Kócsiban lévő tárolókban őrzik őket, és az expedíció adatai bárki számára elérhetőek.
Források: Lissenberg et al., Science (2024), Cardiff University, WHOI / ScienceDaily, University of Leeds
