Manoma, jog visas šis procesas vyksta dėl subdukcijos. Subdukcija – tai geologinis procesas, kai viena Žemės litosferos plokštė slenka po kita litosferos plokšte. Paprastai šis procesas stebimas okeaninės plokštės ir kontinentinės plokštės sandūroje. Okeaninė plokštė, kuri yra tankesnė (ji yra sudaryta iš tankesnių uolienų), palenda po kontinentine plokšte. Šioje sandūroje, vadinamoje subdukcijos zonoje, formuojasi giliavandenis lovys, dar vadinamas įduba.
Seisminis modeliavimas
Per visą Žemės egzistavimą vien Japonijos subdukcijos zona galėjo transportuoti apie trečdalį visos Žemės dabartinių vandenynų vandens masės.
Liverpulio seismologai paskaičiavo, jog per visą Žemės egzistavimą vien Japonijos subdukcijos zona galėjo transportuoti apie trečdalį visos Žemės dabartinių vandenynų vandens masės tiesiai į vandenyninę plutą.
Naudojant seisminio modeliavimo metodus mokslininkai išanalizavo žemės drebėjimų duomenis, kurie vyko 100 km žemiau žemės paviršiaus Wadati-Benioff zonoje.
Šių žemės drebėjimų seisminių bangų analizė rodo, jog drebėjimai plito 1-2 km spinduliu mažu seisminiu greičiu. Šioje plyšio zonoje seisminės bangos keliavo lėčiau nei visoje subdukcijos zonoje, nes jūros vanduo, kuris filtravosi per plyšio zoną, reagavo su vandenyninės plutos uolienomis ir suformavo serpentinitą – mineralą, savo sudėtyje talpinantį vandenį.
Dalis vandens, patekusio į mantiją per šias hidratuotų plyšių zonas, yra išlaisvinamas kuomet tektoninė plokštė dėl nirimo įkaista. Kartu įkaitęs vanduo sukelia mantijos uolienų tirpimą, kas savo ruožtu sukelia ugnikalnių kūrimąsi virš subdukcijos zonos. Kita dalis vandens keliauja giliau į mantiją.
„Jau seniai buvo žinoma, kad subdukcijos zonose vandenynų vanduo patenka giliau į mantiją“, – sakė Tomas Garthas, žemės drebėjimų mokslinių tyrimų grupės narys, vadovaujamas prof. Andreaso Rietbrocko.
Dideli kiekiai vandens giliai žemėje
„Mes ištyrėme, jog plyšių zonų, susidariusių vandenyninėje įduboje, esančioje netoli šiaurinės Japonijos pakrantės, gyliai gali siekti net 150 km. Per šias hidratuotas plyšių zonas gali patekti dideli vandens kiekiai iš vandenyno tiesiai į mantijos gilumą. Tai patvirtina teoriją, kad po žeme gali būti susikaupę milžiniški kiekiai vandens“, – sako T. Garthas.
Suvokimas, kiek vandens galėtų būti ten prisikaupę, galėtų padėti išsiaiškinti kaip vyksta konvekcija mantijoje (medžiagų mainai), kaip ji tirpsta. Po to galbūt būtų galima išsiaiškinti kaip prasidėjo plokščių tektonika bei kaip susiformavo visa kontinentinė pluta.
