Dyphavet – geodynamiske prosesser

De geodynamisk mest aktive områdene av Jorden ligger i dyphavene. Havbunnskorpe dekker omkring 60 % av jordens overflate, og mens det "kun" har tatt 180 millioner år å danne denne skorpen, har det tatt nærmere 3 milliarder år å danne kontinentalskorpen.

I dag er det skolelærdom at havbunnskorpen dannes langs spredningsryggene. Herfra strømmer det årlig ut omkring 25 milliarder tonn med magma fra mantelen, og langs ryggene samler det seg vanligvis til et seks km tykt lag som størkner og blir til havbunnskorpe. Detaljkartlegging av havbunnen langs disse ryggene har avdekket at det samtidig dannes en myriade vulkaner, og et grovt anslag viser at havbunnskorpen er bygd opp av 10-100 millioner utdødde og aktive vulkaner. Men dyphavene er en vanskelig tilgjengelig verden, og forskerne undersøker hvert år kun noen få kilometer av den 60.000 km lange undersjøiske fjellkjeden med sine spesialbygde undervannsfarkoster. Til nå har faktisk ingen mennesker vært til stede på rett sted til rett tid og observert et undersjøisk vulkanutbrudd i dyphavet.

Dagens spredningsrygger strekker seg gjennom Stillehavet, Det indiske hav, Atlanterhavet og videre inn i våre havområder – til Norskehavet og Polhavet. Norge er ett av få land som har spredningsrygger innen sine egne territorialgrenser. Spredningshastigheten langs Mohnsryggen og Knipovichryggen, som er navnet på de “norske ryggene”, er usedvanlig lav – under 1,5 cm per år. Det er hele ti ganger lavere enn spredningshastigheten til de hurtigspredende ryggene på jorden. Den lave spredehastigheten fører til lav vulkansk aktivitet og til at oseanskorpen blir uvanlig tynn. I noen områder kan den til og med forsvinne slik at mantelen blottlegges.

Kombinasjonen av vulkansk og tektonisk aktivitet fører til omfattende hydrotermal sirkulasjon. Sjøvann trenger ned i havbunnen langs sprekker og forkastningssoner og varmes opp i dypet av varme vulkanske bergarter, eller av 1200 ºC varmt magma. På grunn av det høye trykket kan vannet varmes opp til over 400 ºC uten å koke, og temperaturen kan overstige det kritiske punktet slik at en får superkritisk vann. Superkritisk vann har unike egenskaper – det er både gass og væske samtidig. Det har gassens evne til å trenge inn overalt og vannets evne til å løse opp.  Det superkritiske vannet løser opp mineraler og metaller 2-3 km nede i skorpen, strømmer til overflaten, og feller ut metallene som sulfider, sulfater og hydroksider rundt de varme kildene.

De hydrotermale sirkulasjonene er en svært viktig prosess på jorden. Vanngjennomstrømningen i skorpen er anslått å være 5000 km3/år, som tilsvarer omkring 1/7 av den årlige ustrømningen av vann fra jordens elver. Sirkulasjonen bidrar til omkring 25 % av det totale varmetapet fra jordens indre, og kontrollerer havenes innhold av en rekke elementer.

Vi kjenner i dag til to hovedtyper hydrotermale systemer: basaltbaserte og peridotittbaserte (peridot = olivin).

I de basaltbaserte systemene sirkulerer vannet gjennom vulkanske, basaltiske bergarter. Dette resulterer i hydrotermale væsker som er rik i svovel, jern, kopper og sink. Der slike hydrotermale væsker når havbunnsoverflaten strømmer det surt, 300-400 ºC varmt, svart, sulfidrikt vann ut fra opptil 30 meter høye sulfidskorsteiner – derav navnet “black smokers”.

I peridotittbaserte systemer sirkulerer sjøvann ned i olivinrike mantelbergarter hvor det reagerer med olivin og danner serpentin. Reaksjonen skjer under så reduserende forhold at vann er ustabilt og det dannes hydrogen. Hydrogenet kan reagere med karbondioksid (CO2) som er oppløst i sjøvannet, og danne metan (CH4). Fluider fra peridotittbaserte hydrotermale systemer inneholder og andre lette hydrokarboner. Disse kan være dannet ved uorganisk syntese katalysert av nikkelholdige mineraler. Baserte på slike funn spekuleres det i dag på om serpentinisering av peridotitt og olivinstein kan være en vesentlig kilde for hydrokarboner.

Skorsteiner av kalsiumkarbonat dannes der fluider fra peridotittbaserte hydrotermale systemer strømmer ut fra havbunnen. Denne type felt kan være vanlig langs ultrasakte spredningsrygger hvor mantelen blottlegges, men de er vanskelig å finne og kun ett felt er oppdaget til nå. Det ble funnet på Den midtatlantiske midthavsryggen i et område som kalles “Atlantis bank” – og fikk navnet “Lost City” etter Platons sagn om byen som forsvant i havet.
711x681_ID167_1

Snitt gjennom en spredningsakse hvor spredningen foregår svært sakte, ned mot 0,5 cm per år. Illustrasjon: Senter for geobiologi

Det viktigste fra de siste dagene

PGS to collect plastic

Sjødeponi bedre enn landdeponi

Kan ikke sprenges bort


geo365 Nyhetsbrev



0 Comments