Structuri uriaşe descoperite sub Marea Nordului "contrazic cunoştinţele noastre geologice"

Adânc sub Marea Nordului, cercetătorii au cartografiat movile uriaşe îngropate şi „sinkite” care răstoarnă o regulă de bază a geologiei, potrivit Earth.com.

Un nou studiu revizuit de colegi arată că nisipurile grele, mai tinere, s-au scufundat în jos, în timp ce straturile mai vechi, dar mai uşoare, s-au ridicat, formând dealuri ascunse sub fundul mării.

Echipa a îmbinat un set uriaş de date seismice tridimensionale cu dovezi provenite din numeroase foraje pentru a arăta că aceste movile ocupă o zonă de aproximativ 49.200 de kilometri pătraţi.

Cercetarea indică un proces care poate încurca ordinea obişnuită a straturilor şi poate schimba modul în care oamenii de ştiinţă evaluează siguranţa locurilor destinate stocării carbonului capturat.

Movilele misterioase din Marea Nordului

Geologii se bazează de obicei pe legea conform căreia straturile mai vechi se află sub cele mai tinere, cu excepţia cazului în care rocile au fost răsturnate.

În cazul Mării Nordului, această regulă este încălcată local deoarece nisipul dens a fost împins în jos, în timp ce materialul mai uşor s-a ridicat.

Stratul mai uşor este un nămol rigid, cu densitate scăzută, cunoscut sub numele de „ooze”, format din rămăşiţele vieţuitoarelor marine microscopice. Stratul mai greu este un nisip mai tânăr, afânat, care s-a prăbuşit prin fisuri şi apoi s-a răspândit, creând suport de dedesubt pentru „plutele” de nămol.

Rezultatul este o inversiune stratigrafică – o răsturnare a ordinii aşteptate a straturilor. Echipa a numit corpurile de nisip care s-au scufundat sinkite, iar blocurile de nămol care au plutit în sus floatite.

Aceste structuri nu seamănă cu simple alunecări submarine sau cu intruziuni obişnuite de nisip. Dimensiunea, forma şi relaţia lor cu fisurile din nămol indică un mecanism diferit.

Fizica de bază în acţiune

În timpul unor mişcări seismice puternice, nisipul umed îşi poate pierde rezistenţa şi se poate comporta ca un fluid – un proces numit lichefiere. Dacă acest nisip lichefiat se află deasupra unui strat mai rigid, dar mai uşor, suspensia densă se scufundă, iar stratul mai uşor se ridică.

Această împingere şi tragere creează o instabilitate determinată de flotabilitate. Nămolul, tăiat de modele poligonale naturale de mici falii, se fragmentează în „plute” care se ridică, în timp ce nisipul se scurge în jos de-a lungul fisurilor.

Cutremurele din regiune, produse în urmă cu milioane de ani, au declanşat probabil mai multe episoade de mişcare. Fiecare impuls ar fi permis căderi suplimentare de nisip şi ridicarea mai multor plute de nămol, până când energia s-a epuizat, iar sistemul s-a stabilizat.

Cum au observat oamenii de ştiinţă acest tipar

Reflecţiile seismice dezvăluie limite clare între nămol şi intruziunile de nisip. Zonele ridicate se regăsesc doar într-un interval specific al înregistrării geologice, în timp ce straturile de deasupra şi dedesubt rămân în mare parte nedisturbate.

În unele locuri, fisuri subţiri umplute cu nisip leagă intruziunile de dedesubt cu nisipurile de deasupra – un semn al mişcării descendente, nu al injectării de nisip din adâncime.

Chimia şi compoziţia granulelor din unele nisipuri îngropate se potrivesc, de asemenea, cu nisipurile aflate deasupra lor, confirmând aceeaşi concluzie.

Movilele formează creste şi aglomerări care reflectă dimensiunea şi orientarea falierilor poligonale din jur. Această geometrie corespunde ideii că nisipul s-a scufundat de-a lungul reţelelor de fisuri, în timp ce plutele de nămol s-au ridicat între ele.

Movilele din Marea Nordului şi stocarea carbonului

Inginerii injectează deja dioxid de carbon într-un strat de gresie vast din Marea Nordului, cunoscut sub numele de Utsira, parte a proiectului de lungă durată Sleipner.

Orice proces nou care deplasează fluide sau modifică straturile subterane este important atunci când se aleg locaţii sigure şi durabile pentru stocare.

Înţelegerea modului în care nisipurile s-ar putea mişca şi a modului în care sigiliile geologice rămân etanşe îi ajută pe planificatori să estimeze comportamentul pe termen lung. De asemenea, indică zonele de evitat pentru injectare şi cele care necesită monitorizare atentă.

Rezervele de spaţiu poros din Marea Nordului sunt uriaşe, dar siguranţa depinde de detaliile rocilor din fiecare sit. Descoperiri ca aceasta rafinează lista de criterii folosită pentru evaluarea securităţii stocării.

Mai multe teste şi răspunsuri necesare

„Această descoperire dezvăluie un proces geologic pe care nu l-am mai observat până acum la o asemenea scară. Cercetarea arată cum fluidele şi sedimentele se pot mişca prin scoarţa Pământului în moduri neaşteptate”, a declarat Mads Huuse, geofizician la Universitatea din Manchester, care a condus studiul.

Datele susţin un model în care nisipul s-a scufundat sub formă de suspensie, în timp ce nămolul s-a ridicat sub formă de plute rigide. Totuşi, oamenii de ştiinţă vor să testeze cât de des are loc o astfel de inversiune, cât de mari pot deveni aceste structuri şi ce nivel de vibraţii este necesar pentru a declanşa mişcarea.

O altă întrebare priveşte cronologia. Dovezile sugerează că activitatea s-a concentrat în Miocenul târziu şi Pliocen, dar succesiunea exactă a fazelor de mişcare şi repaus diferă în diverse zone ale bazinului.

Movilele din Marea Nordului şi o nouă perspectivă geologică

Geologii care cartografiază peisaje îngropate folosesc forma, textura şi contextul pentru a decide dacă un corp este un canal, o alunecare de teren sau o intruziune.

Sinkitele adaugă o nouă categorie, cu propriile trăsături distinctive, precum marginile zimţate unde nisipul umple fracturile poligonale.

Pentru industrie şi proiectele de stocare, cercetarea oferă indicii noi pentru identificarea zonelor în care contrastele de densitate au rearanjat cândva straturile. De asemenea, avertizează împotriva presupunerii că toate straturile groase de nisip s-au format acolo unde se află în prezent.

Viitoarele studii pot viza şi alte margini continentale unde nămolul biogenic densitate scăzută se află sub nisipuri mai tinere. Dacă structuri similare apar şi în alte regiuni, procesul nu este o particularitate a Mării Nordului, ci parte a unui tipar mai larg.

Teste de laborator suplimentare şi modele computerizate pot explora modul în care nisipul lichefiat se deplasează prin straturile fisurate. Acest lucru ajută la transformarea unei observaţii remarcabile din teren în reguli care prezic când şi unde va avea loc inversiunea.

Studiul a fost publicat în revista Communications Earth and Environment.