Apie 2000 kilometrų į rytus nuo Filipinų salų yra vienas garsiausių vandenynų topografinių ypatumų: Marianos griovys. Iki 11 000 metrų žemiau jūros lygio pasiekęs gylis yra giliausias pasaulio vandenyno taškas. Ši 4000 kilometrų ilgio tranšėja tęsiasi nuo Marianų salų pietuose per Izu-Bonin salas iki Japonijos šiaurėje. Čia Ramiojo vandenyno plokšte yra po Filipinų jūros plokšte, todėl vyksta intensyvi vulkaninė veikla ir daug žemės drebėjimų. Visa teritorija yra „Ramiojo vandenyno ugnies žiedo“dalis."
Bet kada ir kaip tiksliai prasidėjo Ramiojo vandenyno plokštės subdukcija? Tai prieštaringa tema tarp mokslininkų. Tarptautinė komanda, vadovaujama Kylio vandenyno tyrimų centro GEOMAR Helmholtz, Japonijos jūrų žemės mokslo ir technologijų agentūros (JAMSTEC) ir Australijos nacionalinio universiteto, ištyrė šį ankstyvą subdukcijos fazę palei Izu-Bonin-Mariana tranšėją, o išvados buvo paskelbtos m. kovo mėnesio mokslo žurnalo „Earth and Planetary Science Letters“leidimas.
Tyrimas pagrįstas gręžimo šerdimi, kurią 2014 m. Tarptautinė vandenynų atradimų programa (IODP) gavo su JAV mokslinių tyrimų gręžimo laivu JOIDES RESOLUTION maždaug 600 kilometrų į vakarus nuo dabartinės Izu-Bonin tranšėjos. „Pirmą kartą mums pavyko gauti uolienų, kilusių iš pirmųjų subdukcijos stadijų, pavyzdžius“, – sako dr. Philippas Brandlas iš GEOMAR, pirmasis tyrimo autorius. „Žinoma, kad aktyvioji subdukcijos zona per visą savo istoriją judėjo į rytus ir migracijos metu paliko svarbius geologinius pėdsakus jūros dugne. Dabar išsiaiškinome, kur prasidėjo procesas."
JOIDES RESOLUTION komanda sugebėjo išgręžti daugiau nei 1600 metrų gylį jūros dugne, pradedant nuo maždaug 4700 metrų žemiau jūros lygio vandens gylio. „Tai jau pasiekė techniškai įmanomų galimybių ribą“, – pabrėžia dr. Brandlas. Remdamiesi šios grąžto šerdies analize, mokslininkai sugebėjo sluoksnis po sluoksnio atsekti subdukcijos zonos istoriją iki maždaug 50 milijonų metų senumo uolienų šerdies apačioje, kurios būdingos subdukcijos zonos atsiradimui.. „Tokios išsamios apžvalgos dar nebuvo“, – sako dr. Brandl.
Brandlas ir jo kolegos dabar sugebėjo gauti ir išanalizuoti mikroskopinius atvėsusios magmos inkliuzus iš uolienų. Gauti duomenys suteikia mokslininkams įžvalgų apie vulkaninės veiklos istoriją Ramiojo vandenyno ugnies žiede prieš 30–40 mln. Tyrėjai rado įrodymų, kad vulkanizmas tik pradeda įsibėgėti. Vulkaninis aktyvumas sustiprėjo slenkant subdukcijos zonai į rytus ir susiformavo didžiuliai sprogūs stratovulkanai, panašūs į esamus šiais laikais, pavyzdžiui, palei Ramiojo vandenyno ugnies žiedo vakarinį pakraštį.
Tačiau norint patikrinti šių stebėjimų pagrįstumą, būtina atlikti tolesnį gręžimą. „Kuo daugiau grąžtų šerdies galime gauti iš tokių senų sluoksnių, tuo geriau išmoksime suprasti savo planetą“, – sako dr. Brandlas. Klausimas, kaip vystosi subdukcijos zonos, yra ne tik įdomus norint suprasti žemės istoriją. Subdukcijos zonos yra cheminių mainų tarp žemės paviršiaus ir žemės vidaus variklis. „Todėl subdukcijos zonos dinamika taip pat gali turėti įtakos pasaulinių elementų ciklų greičiui“, – apibendrina dr. Brandl.
