Untuk pertama kalinya, para ilmuwan memiliki bukti bahwa lapisan jauh di bawah permukaan bumi dapat menciptakan gunung berapi.
Lapisan, yang dikenal sebagai zona transisi, bersembunyi di mantel bumi antara 250 dan 400 mil (400 hingga 640 kilometer) di bawah kerak bumi. Zona ini kaya akan air, kristal, dan batuan yang meleleh.
Studi ini menemukan bahwa bahan superhot ini dapat meresap ke permukaan untuk membentuk gunung berapi.
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa gunung berapi muncul ketika lempeng tektonik di atas mantel bumi bertemu atau ketika bulu mantel membentuk titik-titik panas di kerak bumi, seperti halnya jerawat yang meletus di wajah seseorang. Tetapi sampai sekarang, para ilmuwan tidak tahu bahwa zona transisi - wilayah terjepit antara mantel atas dan bawah - terlibat, kata para peneliti.
"Kami menemukan cara baru untuk membuat gunung berapi," kata peneliti senior studi Esteban Gazel, seorang profesor di Departemen Ilmu Bumi dan Atmosfer di Universitas Cornell, dalam sebuah pernyataan. "Ini adalah pertama kalinya kami menemukan indikasi yang jelas dari zona transisi jauh di mantel bumi bahwa gunung berapi dapat terbentuk dengan cara ini."
Para ilmuwan membuat penemuan dengan mempelajari sampel inti sepanjang 2.600 kaki (790 meter) yang dibor di Bermuda pada tahun 1972. Inti ini sekarang ditempatkan di Universitas Dalhousie di Nova Scotia, di mana ia diperiksa oleh rekan penulis studi Sarah Mazza, seorang peneliti planetologi di Universitas Münster di Jerman.
Dia berharap inti untuk menunjukkan bahwa gunung berapi yang membuat Bermuda muncul dari bulu mantel, yang merupakan bagaimana Hawaii terbentuk. Tetapi dalam menganalisis isotop tanda tangan inti, atau versi elemen; kandungan air; dan senyawa lain, dia menemukan sesuatu yang sama sekali berbeda.
Tampaknya tempat khusus ini di zona transisi - yang terletak jauh di bawah Samudra Atlantik - sebagian diciptakan oleh peristiwa subduksi selama pembentukan Pangaea superkontinen. Sekitar 30 juta tahun yang lalu, gangguan di zona transisi, kemungkinan terkait dengan aliran mantel, menyebabkan magma dari zona tersebut melonjak ke permukaan bumi, Mazza dan rekan-rekannya menemukan. Magma yang bergelombang ini, pada gilirannya, membentuk gunung berapi yang sekarang tidak aktif di bawah Samudra Atlantik yang membuat Bermuda.
"Saya pertama kali curiga bahwa masa lalu gunung berapi Bermuda adalah istimewa ketika saya mencicipi inti dan memperhatikan beragam tekstur dan mineralogi yang tersimpan dalam aliran lava yang berbeda," kata Mazza dalam pernyataan itu. "Kami dengan cepat mengkonfirmasi pengayaan ekstrim dalam komposisi elemen jejak. Sangat mengasyikkan melihat hasil pertama kami ... misteri Bermuda mulai terungkap."
Enigma inti
Ketika mempelajari inti, Mazza dan rekan-rekannya menemukan tanda tangan geokimia yang cocok dengan orang-orang dari zona transisi. Petunjuk ini termasuk jumlah air terbungkus kristal yang lebih tinggi dibandingkan dengan zona subduksi, atau daerah di mana satu lempeng tektonik menyelam di bawah yang lain, katanya.
Ada begitu banyak air di zona transisi, itu bisa membentuk setidaknya tiga lautan, kata Gazel. Tetapi alih-alih mempertahankan kehidupan laut seperti air di atas kerak bumi, air di zona transisi membantu mencairkan batuan.
Sekarang para peneliti tahu bahwa gangguan di zona transisi dapat menyebabkan penciptaan gunung berapi, mereka mungkin akan menemukan lebih banyak contoh dari fenomena geologis di Bumi ini, kata para ilmuwan.
"Dengan pekerjaan ini, kami dapat menunjukkan bahwa zona transisi Bumi adalah reservoir kimia ekstrem," kata Gazel. "Kami sekarang baru mulai menyadari pentingnya dalam hal geodinamika global dan bahkan vulkanisme."
