Gwyddonwyr yn darganfod system blymio ddwfn ei gwreiddiau o dan losgfynyddoedd cefnforol

Gwyddonwyr o Brifysgol Caerdydd wedi datgelu gwir raddau’r ‘system blymio’ fewnol sy’n sbarduno gweithgarwch folcanig ar draws y byd.

Mae ymchwiliad i bocedi o fagma a geir mewn crisialau wedi datgelu bod y siambrau mawr o garreg dawdd sy’n bwydo llosgfynyddoedd yn gallu estyn i dros 16km o dan arwyneb y Ddaear.

Mae’r astudiaeth newydd, a gyhoeddir heddiw yn Nature, wedi herio ein dealltwriaeth o strwythur llosgfynyddoedd cefnforol, gydag amcangyfrifon blaenorol yn awgrymu bod siambrau magma hyd at 6km o dan yr arwyneb.

Siambrau a chronfeydd magma cydgysylltiedig yw prif yrrwr dynameg systemau folcanig ledled y byd. Felly, mae deall eu natur yn gam pwysig tuag at ddeall sut mae llosgfynyddoedd yn cael eu cyflenwi â magma, ac, yn y pen draw, sut maent yn echdorri.

Yn benodol, mae cefnenau cefnfor canol yn cwmpasu’r system folcanig fwyaf sylweddol ar ein planed, gan ffurfio rhwydwaith tua 80,000km o hyd o fynyddoedd tanfor lle mae 75 y cant o folcanigrwydd y Ddaear i’w gael.

Fodd bynnag, oherwydd bod y llosgfynyddoedd hyn o dan filoedd o fetrau o ddŵr, ac iâ môr parhaus weithiau, nid ydym ond megis dechrau deall sut mae strwythur is-wynebol y llosgfynyddoedd hyn yn edrych.

Rydym yn gwybod bod systemau plymio magma o dan arwyneb y Ddaear. Gellir ystyried hyn yn gyfres o gwndidau a chronfeydd cydgysylltiedig, yn debyg i’r pibelli a’r tanciau sy’n gwneud systemau plymio mewn tai, ond un gwahaniaeth yw nad oes tap ar gefnenau canol cefnfor, ond llosgfynydd.

Yn eu hastudiaeth, dadansoddodd y tîm fwynau cyffredin fel olifin a phlagioclas, sy’n tyfu’n ddwfn yn y llosgfynyddoedd, yna’n cael eu hechdorri o Gefnen Gakkel o dan Gefnfor yr Arctig rhwng yr Ynys Las a Siberia.

Mae’r mwynau hyn yn gweithredu fel recordwyr tâp y gellir eu defnyddio i fesur newidiadau yn amodau ffisegol a chemegol yr amgylchedd y maent wedi tyfu ynddo. Yn hollbwyisg, roedd y tîm yn gallu recordio pa brosesau a ddigwyddodd ac ar ba ddyfnderoedd y dechreuodd y mwynau hyn grisialu mewn cronfeydd magma.

Meddai Emma Bennet, myfyriwr PhD a phrif awdur yr astudiaeth o Ysgol Gwyddorau'r Ddaear a’r Amgylchedd: “Er mwyn cyfrifo dyfnderoedd y cronfeydd o fagma, defnyddion ni gynhwysion tawdd, sy’n bocedi bach o fagma sy’n cael eu dal mewn crisialau sy’n tyfu ar wahanol ddyfnderoedd yn y system fagmatig. Mae’r pocedi tawdd hyn yn cynnwys CO₂ a H₂O hydoddedig.

“Gan nad yw’r pocedi tawdd yn gallu hydoddi cymaint o CO₂ dan wasgedd isel ag y maent dan wasgedd uchel, gallwn ganfod ar ba wasgedd y cafodd y cynhwysion tawdd eu dal ac, o ganlyniad i hynny, ar ba ddyfnder digwyddodd y crisialu, drwy fesur maint y CO₂ yn y cynhwysion tawdd.

“Yn syml, mae twf crisialau mewn amgylchedd magmatig yn debyg i gylchoedd twf coeden; er enghraifft, bydd newid yn yr amgylchedd cemegol yn arwain at dyfu haen newydd gyda chyfansoddiad crisialog gwahanol.

“Drwy ddadansoddi cynhwysion tawdd lluosog, gallwn ddechrau ailadeiladu strwythur y system fagmatig.”

Yr astudiaeth yw’r un gyntaf i ddefnyddio’r mwyn plagioclas i ddehongli dyfnderoedd cronfeydd magma, gydag astudiaethau blaenorol yn defnyddio’r mwyn olifin.

Mae’r canlyniadau’n dangos bod systemau plymio magma mewn cefnenau cefnfor canol yn estyn i ddyfnderoedd llawer mwy na’r hyn yr oeddem yn ei gredu’n flaenorol. Fel arfer, dim ond 6km o drwch sydd i’r gramen gefnforol, ac yn gonfensiynol, roedd gwyddonwyr yn credu mai yno yr oedd siambrau magma.

Fodd bynnag, mae’r data newydd wedi dangos bod y system blymio’n estyn hyd at 16km o ddyfnder, sy’n golygu bod y siambrau magma a fwydodd losgfynyddoedd Gakkel Ridge i’w cael llawer ymhellach i lawr yn y fantell.