“ซูเปอร์พลูม หรือกลุ่มหินร้อนที่ซ่อนตัวอยู่ใต้ดินลึกลงไปใต้ผิวโลก
กำลังทำให้ทวีปแอฟริกาแยกออกเป็นสองส่วน”
ระบบรอยแยกแอฟริกาตะวันออก (EARS) นั้นถือเป็นระบบรอยแยกที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งยังคงมีพลังอยู่ มันพาดผ่านทวีปแอฟริกาเป็นระยะทางประมาณ 3,500 กิโลเมตร แต่ปัญหาคือนักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่ากระบวนการทางธรณีวิทยาใดเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดรอยแยกนี้ที่ดูจะ ‘ปริ’ ออกเรื่อย ๆ
คำอธิบายส่วนใหญ่นั้นเชื่อกันว่าน่าจะเกิดจากวัสดุของชั้นเนื้อที่พุ่งขึ้นมาจากรอยทวีปใต้มหาสมุทรแอตแลนติกตอนใต้ สักแห่งหนึ่ง หรืออาจเป็นชั้นหินบางชั้นที่อยู่ตื้นกว่าแตกออก ไม่ก็เกิดจากจุดร้อนใต้แผ่นดินที่ค่อย ๆ ดันออกมา สิ่งเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ยังคงสับสน
“เราสนใจมานานแล้วว่า ชั้นหินใต้พื้นโลกเคลื่อนขึ้นมาที่พื้นผิวโลกได้อย่างไร มีการเคลื่อนตัวไปมากเพียงใด และมีบทบาทอย่างไรในกาสร้างลักษณะภูมิประเทศขนาดใหญ่บนพื้นผิวโลก” ศาสตราจารย์ ฟิน สจวร์ต (Fin Stuart) จากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ และผู้เขียนงานวิจัยอาวุโส กล่าว
ดังนั้นการทำความเข้าใจรอยเลื่อนนี้จึงเป็นสิ่งสำคัญยิ่งเนื่องจากมันสามารถส่งผลกระทบต่อผู้คนในทวีปทั้งปัจจุบันและอนาคต งานวิจัยก่อนหน้านี้เผยให้เห็นว่ามีสัญญาณของกลุ่มก๊าซเฉื่อยในบรรยายกาศบริเวณ EARS เช่น ฮีเลียม และนีออน ซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อยที่หายากบนพื้นโลก
ทว่ากลับมีข้อดีอย่างหนึ่งคือ ก๊าซเฉื่อยเหล่านี้ไม่ทำปฏิกิริยากับสารอื่น (มันจึงถูกเรียกว่าเฉื่อย หรือขี้เกียจที่จะมีปฏิสัมพันธ์กับธาตุอื่น) ดังนั้นก๊าซจึงคงอยู่เป็นเวลานาน ด้วยประโยชน์นี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ก๊าซเหล่านี้ติดตามกระบวนการทางธรณีวิทยาในระยะยาวได้
เพื่อไขความลับทางธรณีวิทยาของ EARS ศาสตราจารย์ สจวร์ต ละเพื่อนร่วมงานจึงได้ติดตามอัตราส่วนไอโซโทป (อะตอมของธาตุชนิดเดียวกันที่มีจำนวน โปรตอน เท่ากัน แต่มีจำนวน นิวตรอน ต่างกัน) ของก๊าซเฉื่อย ที่ติดอยู่ในแมกมาด้านล่าง
ก๊าซเฉื่อยเหล่านี้สามารถเผยให้เห็นพฤติกรรมในส่วนลึกของโลกได้ เนื่องจากอัตราส่วนไอโซโทปที่อยู่ในชั้นเนื้อโลกที่ลึกลงไปนั้นมีความคล้ายคลึงกับตอนที่โลกก่อตัวขึ้น มากกว่าไอโซโทปที่หลุดรอดออกมาสู่ด้านบนมานานหลายพันล้านปีซึ่งส่วนใหญ่แล้วเป็นไอโซโทปที่เบากว่า
“ลายเซ็นของชั้นแมนเทิลที่สังเกตพบในส่วนต่าง ๆ ของ EARS นั้นมีความคล้ายคลึงกันอย่างน่าทึ่ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าลายเซ็นเหล่านี้ทั้งหมดมีต้นกำเนิดจากแหล่งลึกเดียวกัน” ปี้อิ๋ง เฉิน (Biying Chen) ผู้เขียนคนแรกของงานวิจัย จากคณะธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยเอดินบะระ สกอตแลนด์ กล่าว
ซึ่งหมายความว่ารอยแยก EARS น่าจะเกิดจากแรงผลักดันข้างใต้ที่เรียกกันว่า ซูเปอร์พลูม (Superplum) หรือก็คือกลุ่มหินร้อนขนาดยักษ์ที่อยู่ระหว่างขอบเขตแกนโลก-เนื้อโลกใต้แอฟริกตะวันออก กำลังไหลขึ้นมาและแยกแผ่นเปลือกโลกออกจากกัน พร้อมค้ำยันทวีปแอฟริกาให้สูงขึ้นกว่าปกติหลายร้อยเมตร
อย่างไรก็ตามทีมวิจัยต้องการยืนยันผลลัพธ์อีกครั้งว่า EARS ได้รับการขับเคลื่อนด้วยซูเปอร์พลูมจริงหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์จึงต้องวิเคราะห์ไอโซโทปนีออนที่ไม่ได้ปนเปื้อนจากแหล่งที่อยู่ใต้โลกจริง ๆ ทั้งนี้วิธีการเจาะลงไปโดยตรงยังมีราคาแพงสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
แต่สำหรับการเจาะเพื่อวัตถุประสงค์เชิงพาณิชย์แล้ว ทีมวิจัยสามารถขอติดรถไปกับทีมจากบริษัทขุดเจาะด้านพลังงานความร้อนใต้โลก ตัวอย่างที่ยืนยันถูกเก็บจากแหล่งความร้อนใต้พิภพเมเนไก (Menegai) พร้อมกับตัวอย่างบางส่วนจากแหล่งน้ำพุใกล้เคียงที่มีแนวโน้มจะปนเปื้อนได้ง่ายกว่า (เพื่อนำมาเปรียบเทียบ)
ก๊าซเหล่านี้จะถูกนำไปเทียบกับก๊าซที่ได้จากปลายด้านเหนือของ EARS รอบ ๆ ทะเลแดงและทางใต้กว่าในมาลาวี สิ่งที่น่าประทับใจก็คือ ก๊าซเหล่านี้แสดงอัตราส่วนไอโซโทปที่คล้ายคลึงกันมา ซึ่งชี้ให้เห็นว่ามาจากแหล่งที่คล้ายคลึงกัน หรือกล่าวอีกอย่างมากพวกมันมาจากแหล่งเดียวกัน
เพื่อเปรียบเทียบเพิ่มเติม อัตราไอโซโทปนี้แตกต่างจากไอโซโทปที่ได้จากหินภูเขาไฟในฮาวาย ซึ่งเป็นตัวอย่างที่ได้รับการศึกษาดีที่สุดของก๊าซจากชั้นแมนเทิลลึก โดยก๊าซจากแอฟริกาใต้เป็น นีออน-21 น้อยกว่านีออน-22 ซึ่งบ่งชี้ว่ามีแหล่งกำเนิดที่แตกต่างกัน
“เราตื่นเต้นมากที่ได้เห็นข้อมูลไอโซโทปนีออนเบื้องต้น ซึ่งแสดงให้เห็นสัญญาณของพื้นผิวในยุคดึกดำบรรพ์” เฉิน กล่าว “แต่ลายเซ็นของแมนเทิลชั้นลึกนี้มีขนาดเล็ก และเราต้องทำงานอย่างหนักเพื่อคลื่คลายมันออกมา จริง ๆ แล้วเราตั้งคำถามเกี่ยวกับผลลัพธ์อยู่บ่อยครั้ง และใช้เวลาหลายชั่วโมงในการตรวจสอบซ้ำแล้วซ้ำเล่า”
เมื่อทีมงานได้ประเมินข้อมูลอย่างเข้มงวดแล้ว พวกเขาก็มั่นใจว่าลายเซ็นนั้นเป็นของแท้และตรงกับลายเซ็นที่พบในส่วนอื่น ๆ ของรอยแยก เฉินตั้งข้อสังเกตว่ากลุ่มก๊าซ EARS นั้นน่าจะมีต้นกำเนิดที่อยู่ลึกลงไปราว 2,900 กิโลเมตรใต้พื้นโลก
“มีแนวโน้มว่ามวลขนาดใหญ่ของวัสดุร้อนที่ลอยตัวขึ้นจากส่วนลึกภายในโลก ได้เข้ามาแทนที่เนื้อโลกที่เดิมอยู่ใต้ EARS” เฉิน กล่าว “เมื่อมันลอยตัวขึ้นและไปพบกับเปลือกโลกที่เย็นกว่า มันก็จะแผ่ขยายออก ทำให้เกิดแรงมากพอที่จะทำให้เปลือกโลกบาง ๆ แตกออก ส่งผลให้เกิดกิจกรรมของภูเขาไฟอย่างรุนแรงในบริเวณนั้น”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://www.popularmechanics.com
อ่านเพิ่มเติม : ศ.ดร.สันติ ภัยหลบลี้ เจ้าของเพจมิตรเอิร์ธ-mitrearth
ถอดรหัสโลกจากแผ่นดินไหวและพิบัติภัย
