Pe 26 aprilie 2024, a avut loc o ruptură majoră sub Oceanul Indian, când două plăci tectonice s-au îndepărtat cu mai mult de un metru. Fundul oceanului s-a scufundat la aproximativ patru metri, magma a spart prin scoarța terestră și lava s-a răspândit pe fundul mării. Secvența cutremurului s-a deplasat înainte și înapoi de-a lungul a aproximativ 17 kilometri de Southeast Indian Ridge, dar activitatea seismică nu a explicat întreaga amploare a mișcării. O mare parte din divergența plăcilor s-a produs fără cutremure suficient de puternice pentru a dezvălui ceea ce se întâmplă dedesubt.
Evenimentul a avut loc în apropiere de insula Amsterdam, unde plăcile australian și antarctic converg de-a lungul unei secțiuni a sistemului global de creasta mijlocie a oceanului. Acest lanț imens de munți submarini, de aproximativ 65.000 de kilometri lungime, înconjoară planeta și marchează granițele în care plăcile tectonice se depărtează și se formează noi cruste oceanice. Oamenii de știință au studiat rămășițele unor astfel de evenimente de zeci de ani, dar nu au măsurat niciodată în mod direct un episod complet de răspândire a fundului oceanului pe măsură ce se dezvoltă la adâncime.
Descoperirea a fost posibilă datorită unei rețele de monitorizare numită OHA-GEODAMS – Observator cu Hidroacustică și Geodezie din apropierea insulei Amsterdam. Sistemul a fost instalat pe fundul mării cu doar două luni înainte de ruptură. Include microfoane subacvatice, balize acustice, senzori de deplasare și un manometru. Acest echipament a permis cercetătorilor să urmărească cutremurele, mișcarea orizontală a plăcilor și schimbările în adâncimea fundului oceanului în timpul aceluiași eveniment.
Când a început ruptura, hidrofoanele au înregistrat cutremure răspândite de-a lungul crestei pe o distanță de aproximativ 17 kilometri. În același timp, balizele acustice au înregistrat divergența celor două laturi ale limitei plăcii. Deplasarea a depășit un metru, mult mai mare decât ratele anuale lente care sunt de obicei folosite pentru a descrie mișcarea plăcilor. Instrumentele au înregistrat apoi scufundarea fundului mării în următoarele șase zile, până când acesta a scăzut cu aproximativ patru metri.
Studiile ulterioare au comparat forma fundului mării înainte și după eveniment. Ei au confirmat că un volum mare de lavă a erupt pe fundul oceanului. Cercetătorii au combinat aceste măsurători cu modele de mișcare și deformare a magmei. Rezultatele au arătat că foile magmatice au fost forțate în sus prin fisuri aproape verticale din crustă. Magma a împins plăcile în afară, în timp ce faliile din jur s-au deplasat și au întins roca.
Taparea de patru metri a fost asociată cu drenarea unui rezervor de magmă sub creastă. Pe măsură ce magma a părăsit rezervorul și a intrat în fisuri mai înalte în crustă, solul de deasupra și-a pierdut suportul și s-a scufundat. Manometrul a înregistrat această scădere, deși doar într-un singur loc. Mărimea și forma adevărată a zonei afectate rămân incerte, deoarece hărțile disponibile ale fundului mării nu au avut o rezoluție suficientă pentru a măsura cu precizie fiecare modificare.
Activitatea seismică a oferit una dintre cele mai puternice constatări ale studiului. Cutremurele înregistrate nu au fost suficient de puternice pentru a produce deplasarea orizontală măsurată. Plăcile s-au deplasat cu mai mult de un metru, dar numai semnalele seismice nu ar fi suficiente pentru a dezvălui această discrepanță. Astfel, o parte semnificativă a evenimentului de răspândire a fost aseismic, adică a avut loc fără nivelul de activitate seismică care ar fi de așteptat în mod normal cu o mișcare atât de mare.
Acest lucru dezvăluie un defect grav în modul în care este detectată activitatea de sub oceane. Rețelele seismice pot arăta când roca se rupe brusc, dar nu înregistrează orice formă de mișcare a crustei. Magma poate deschide fisuri, plăcile se pot depărta, iar fundul mării se poate atenua, în timp ce înregistrarea seismică arată doar o parte a evenimentului. În acest caz, instrumentele subacvatice au măsurat mișcarea care altfel ar rămâne ascunsă.
Mișcarea plăcilor este adesea descrisă în termeni de viteze medii anuale, măsurate în milimetri. De-a lungul crestelor care se mișcă rapid, plăcile se pot despărți cu o viteză de peste 70 de milimetri pe an, magma crescând între ele și creând o crustă nouă. Pe crestele mai lente, unde ratele de mișcare pot fi sub 20 de milimetri pe an, deformarea devine mai importantă, deoarece magma nu poate umple golul în creștere suficient de repede.
Aceste viteze pot da falsa impresie că fundul oceanului se mișcă uniform pe tot parcursul anului. Evenimentul de pe insula Amsterdam a arătat că tensiunea se poate acumula de-a lungul deceniilor și apoi poate fi eliberată într-o explozie concentrată. În timpul unui episod de răspândire, a existat o divergență de peste un metru. La limitele mai lente ale plăcilor, stresul similar poate rămâne blocat mult mai mult timp, poate secole, înainte ca erorile să se schimbe sau să erupă magma.
Amplasarea observatorului a fost de asemenea importantă. Insula Amsterdam se află deasupra unui punct fierbinte unde căldura crescută și magma din adâncul Pământului afectează o creasta din apropiere. Fundul mării de acolo este mai puțin adânc decât multe alte părți ale oceanului adânc, iar zona primește un aflux mai mare de magmă. Astfel, volumul eliberat în timpul evenimentului din 2024 poate să fi fost aproape de limita superioară a ceea ce se întâmplă în răspândirea fundului mării în altă parte.
Chiar și cu această limitare, comparațiile cu producția globală de magmă sugerează că între 125 și 160 de astfel de evenimente de răspândire ar putea avea loc de-a lungul crestelor oceanice de mijloc ale lumii în fiecare an. Aceasta înseamnă aproximativ un eveniment la fiecare două până la trei zile. Cele mai multe dintre ele nu sunt măsurate direct, deoarece nu există suficiente instrumente pe fundul oceanului pentru a le înregistra.
Unele pot fi identificate mai târziu prin roiuri de cutremur, câmpuri de lavă proaspătă, modificări chimice în apa de mare sau gurile hidrotermale modificate. Alții pot lăsa doar dovezi limitate până când o navă de inspecție reinspectează accidental aceeași zonă. Fără manometre și balize acustice instalate, nu există o înregistrare de încredere a cât de departe s-au deplasat plăcile, cât de repede s-a scufundat fundul mării sau cât de multă magmă a intrat în crustă.
Oceanul adânc rămâne una dintre cele mai mari lacune în monitorizarea geologică globală. Scoarta oceanică acoperă aproximativ 60% din suprafața Pământului, dar puține zone au instrumente directe capabile să măsoare deformarea. Sateliții pot urmări mișcarea pe uscat folosind semnale radar și de navigație, dar aceste metode nu pot pătrunde câțiva kilometri de apă de mare. Cel mai activ sistem geologic de pe planetă este în mare măsură inaccesibil instrumentelor folosite pe continente.
Anterior, oamenii de știință au înregistrat deja fragmente din evenimente similare. În 2006, echipamentele de pe East Pacific Rise au fost îngropate sub un flux de lavă. În Islanda, unde o parte din creasta mijlocie a oceanului se extinde deasupra nivelului mării, cercetătorii au observat răspândirea și activitatea vulcanică pe uscat. Aceste cazuri au oferit dovezi puternice, dar evenimentul de pe insula Amsterdam a oferit primele măsurători directe in situ ale unui episod complet de răspândire oceanică la adâncime.
Momentul a fost pură coincidență. Observatorul fusese instalat cu doar două luni mai devreme. Dacă ruptura ar fi avut loc înainte ca echipamentul să fie desfășurat, oamenii de știință ar fi descoperit fundul mării modificate și material vulcanic proaspăt fără o înregistrare completă a procesului. Dacă echipamentul ar fi fost instalat mai târziu, diferența de contor și căderea de 4 metri nu ar fi fost niciodată măsurate direct.
Rețeaua a lăsat încă multe întrebări fără răspuns. Senzorii seismici au determinat locul unde avea loc activitatea de-a lungul crestei, dar nu au putut determina adâncimea exactă a fiecărui cutremur. Doar un manometru a măsurat mișcarea verticală. Cartografierea fundului mării înainte și după eveniment a fost prea brută pentru a determina amploarea completă a tasării sau a calcula volumul de lavă cu orice siguranță.
De asemenea, cercetătorii nu știu cât timp a durat rezervorul de magmă pentru a se umple înainte de a se rupe. Observatorul a început să funcționeze cu doar câteva săptămâni înainte de eveniment, așa că nu a înregistrat acumulare din anii sau deceniile precedente. Nu există o imagine completă a modului în care s-a schimbat presiunea, dacă s-au produs mai devreme intruziuni de magmă mai mici sau dacă a existat o mișcare vizibilă pe fundul mării înainte de a începe ruptura principală.
Evenimentul a schimbat structura fizică a limitei plăcii în mai puțin de o săptămână. O crustă nouă s-a format când magma s-a răcit între plăci. Greșelile s-au schimbat. Fundul mării s-a scufundat. Lava a acoperit o parte a crestei. Plăcile au eliberat tensiune care s-ar fi putut construi de zeci de ani, în timp ce cutremure au înregistrat doar o parte a mișcării.
De-a lungul oceanelor lumii, același proces continuă de-a lungul a zeci de mii de kilometri de granițe de plăci. Estimările date în lucrare indică faptul că mai mult de o sută de evenimente mari de răspândire pot avea loc în fiecare an, de obicei fără observare directă. Cel mai mare sistem geologic din lume se fracturează, erupe și se rearanjează în mod repetat sub apă suficient de adânc pentru a ascunde aproape toate caracteristicile de suprafață.
Pe 26 aprilie 2024, o rețea de monitorizare era în vigoare când crusta s-a deschis. Ea a înregistrat cum cele două plăci s-au îndepărtat cu mai mult de un metru, fundul oceanului a scăzut cu patru metri, iar magma a creat un nou fund sub Oceanul Indian. Fără aceste instrumente, amploarea rupturii ar rămâne în mare parte necunoscută.
