Duboko ispod Novog Engleskog područja u Sjedinjenim Američkim Državama krije se golema masa neuobičajeno vruće stijene koja već godinama zbunjuje geologe. Nazvana Sjevernoapalačkim anomalijom, odnosno Northern Appalachian Anomaly (NAA), ta struktura široka je približno 400 kilometara, a prema novijim istraživanjima polako se pomiče prema jugozapadu.

Znanstvenici su sada, koristeći seizmičke valove izazvane potresima koji su se dogodili na velikim udaljenostima, izradili dosad najdetaljnije trodimenzionalne prikaze anomalije i okolnog Zemljina plašta. Rezultati su otkrili nešto što istraživači nisu očekivali: uz vruću masu nalazi se uzak, gotovo okomit stup stijene koji se proteže stotinama kilometara dublje u Zemljinu unutrašnjost.

Još je zanimljivije što se dvije strukture ponašaju potpuno različito prema seizmičkim valovima. Dok ih vruća anomalija usporava, kroz novootkriveni stup valovi putuju neuobičajeno brzo, što upućuje na hladniji i gušći materijal.

Vruća masa široka oko 400 kilometara polako putuje prema New Yorku

Sjevernoapalačka anomalija nalazi se duboko ispod Novog Engleskog područja, a procjenjuje se da je široka oko 250 milja, odnosno približno 400 kilometara. Riječ je o području izrazito vruće stijene smještene duboko u gornjem plaštu.

Studija objavljena 2025. godine pokazala je da se NAA kreće prema jugozapadu brzinom od približno 12 milja, odnosno oko 19 kilometara, u milijun godina.

Ako se njezino kretanje nastavi sadašnjom brzinom, anomalija bi za otprilike 10 do 15 milijuna godina mogla proći ispod New Yorka.

To zvuči dramatično, ali riječ je o geološkim vremenskim razmjerima i strukturi koja trenutačno ne predstavlja opasnost za stanovništvo.

Najnovije istraživanje predvodili su znanstvenici sa Sveučilišta Yale i Sveučilišta Minnesota, a rezultati su objavljeni u časopisu Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Znanstvenici su „snimili“ Zemlju poput pacijenta na CT-u

Kako bi zavirili duboko ispod površine, istraživači su koristili seizmičku tomografiju. Metoda uvelike podsjeća na medicinsku računalnu tomografiju, odnosno CT.

Razlika je u tome što liječnici kod CT-a koriste rendgenske zrake kako bi dobili sliku ljudskog tijela, dok geolozi analiziraju seizmičke valove koji prolaze kroz Zemlju.

Kada potresi nastanu na udaljenim područjima, njihovi seizmički valovi putuju kroz unutrašnjost planeta. Ovisno o temperaturi, gustoći i sastavu stijena kroz koje prolaze, ti se valovi mogu ubrzati ili usporiti.

Mjerenjem vremena potrebnog da valovi stignu do seizmoloških postaja znanstvenici mogu rekonstruirati strukture koje se nalaze duboko ispod površine, iako ih nikada ne mogu izravno vidjeti.

Za novo istraživanje kombinirana su mjerenja američke mreže USArray, Kanadske nacionalne seizmografske mreže i drugih stalnih seizmoloških postaja. U istraživanje su uključeni i podaci iz triju privremenih mreža postavljenih diljem Novog Engleskog područja.

Te su privremene postaje bile međusobno udaljene samo oko tri do 16 milja, odnosno približno pet do 26 kilometara. Gusta mreža omogućila je istraživačima da uoče manje strukture koje su ranija istraživanja mogla zamagliti ili potpuno propustiti.

Anomalija se nalazi desecima kilometara ispod površine

Nove snimke pokazuju da se NAA proteže od približno 60 do 200 kilometara ispod Novog Engleskog područja i da je ograničena na gornji plašt.

Na najizraženijem području kroz anomaliju su P-valovi, najbrži tip seizmičkih valova koje stvaraju potresi, putovali približno četiri posto sporije nego što bi se očekivalo.

Upravo to usporavanje podupire zaključak da je riječ o toplijem ili na neki drugi način izmijenjenom materijalu gornjeg plašta.

Važno je naglasiti da znanstvenici nisu pronašli golemu podzemnu šupljinu niti jezero rastaljene magme. NAA je čvrsta stijena čija svojstva omogućuju znanstvenicima da je prepoznaju na temelju načina na koji kroz nju prolaze seizmički valovi.

Uz vruću anomaliju pronađen je potpuno drugačiji stup

Najveće iznenađenje novog istraživanja nije sama NAA, nego struktura koja se nalazi pokraj nje.

Ispod Connecticuta znanstvenici su identificirali uski, gotovo okomiti stup koji se proteže mnogo dublje od vruće anomalije. Za razliku od NAA-e, kroz taj materijal seizmički valovi putuju neuobičajeno brzo.

To znači da je stup vjerojatno sastavljen od hladnijeg i gušćeg materijala.

Istraživači ga opisuju kao malu, gotovo okomitu trodimenzionalnu strukturu koja se nalazi uz anomaliju, a ne unutar nje. Prema rezultatima modeliranja, stup seže kroz gornji plašt sve do dna prijelazne zone plašta i potencijalno doseže dubinu od približno 410 milja, odnosno oko 660 kilometara.

Drugim riječima, riječ je o strukturi koja seže stotinama kilometara ispod površine Zemlje.

No riječ „stup“ može biti pomalo varljiva. Znanstvenici nisu otkrili tunel, otvor ili šupljinu unutar planeta. Riječ je o volumenu stijene koji je prepoznat zato što seizmički valovi kroz njega prolaze brže nego kroz okolni materijal.

Odakle je došao taj neobični materijal?

Istraživači imaju nekoliko mogućih objašnjenja, ali nijedno zasad nije potvrđeno.

Prema vodećoj teoriji, stup bi mogao predstavljati komad kontinentalne litosfere, krutog sloja koji obuhvaća Zemljinu koru i najgornji dio plašta.

Taj se komad mogao odvojiti od podloge kontinenta i početi tonuti prema dubljim dijelovima Zemlje pod vlastitom težinom.

Ako se takav proces doista dogodio, vrući i lakši materijal iz dubine mogao se podići kako bi nadomjestio dio koji je nedostajao. Na taj je način taj proces možda stvorio ili barem pridonio nastanku obližnje vruće anomalije.

Geolozi taj proces nazivaju delaminacijom litosfere, odnosno gubitkom dijela litosfere.

Postoji i druga mogućnost. NAA i hladni stup mogli bi predstavljati suprotne strane goleme konvekcijske ćelije uzrokovane rubom kontinentalne strukture.

U takvom scenariju vrući bi se materijal dizao ispod anomalije, dok bi hladnija i gušća stijena tonula kroz stup. Proces bi nalikovao golemom pokretnom transporteru koji se vrlo sporo kreće milijunima godina.

Ipak, znanstvenici upozoravaju da istraživanje nije dokazalo da su dvije strukture međusobno povezane niti da je jedna od njih stvorila drugu.

Jesu li znanstvenici mogli biti zavarani podacima?

Istraživači su proveli i dodatna testiranja kako bi utvrdili može li novootkriveni stup biti umjetni rezultat nedostataka ili praznina u seizmičkim podacima.

Rezultati nisu jednostavno objasnili strukturu kao posljedicu takvih ograničenja, ali njezin točan sastav i podrijetlo i dalje ostaju nepoznati.

Upravo zato znanstvenici zasad govore o mogućim objašnjenjima, a ne o konačnom odgovoru.

Zašto je vruća anomalija uopće toliko neobična?

NAA je geolozima zanimljiva zbog svoje lokacije.

Područja neuobičajeno vrućeg plašta najčešće se povezuju s vulkanskom aktivnošću ili aktivnim granicama tektonskih ploča. Novi Engleski prostor nema ni jedno ni drugo.

Štoviše, taj se dio Sjeverne Amerike približno 180 milijuna godina nalazi daleko od aktivne granice tektonskih ploča.

Zbog toga prisutnost ovako velikog područja vrućeg materijala predstavlja svojevrsnu geološku zagonetku.

„Ovo toplinsko uzdizanje već je dugo zagonetna pojava u geologiji Sjeverne Amerike“, rekao je nakon studije iz 2025. godine profesor Tom Gernon, znanstvenik koji se bavi Zemljom sa Sveučilišta Southampton.

Gernon i njegovi suradnici iz Helmholtzova centra za geoznanosti u Njemačkoj tada su predložili da je anomalija dio sporo pokretljivog „vala plašta“ koji je pokrenuo drevni raspad kontinenta.

Sve bi moglo biti povezano s događajima od prije 80 milijuna godina

Računalne simulacije koje su proveli Gernon i njegovi suradnici sugerirale su da je proces mogao započeti prije približno 80 milijuna godina, u vrijeme kada su se Kanada i Grenland počeli razdvajati, a između njih se otvorilo Labradorsko more.

Taj je događaj mogao destabilizirati stjenoviti donji dio tektonske ploče.

Gušći materijal tada se mogao početi odvajati u svojevrsne „kapljice“ koje su tonule prema dubljem plaštu. Dok su se one spuštale, lakša i toplija stijena kretala se prema gore kako bi zauzela njihov prostor.

Na taj su način nastajale spore anomalije u plaštu koje mogu podsjećati na mjehuriće koji se dižu i spuštaju unutar lava-lampe.

Geolozi taj proces nazivaju Rayleigh-Taylorovom nestabilnošću.

Prema modelu iz 2025. godine, Sjevernoapalačka anomalija mogla je nastati približno 1100 milja, odnosno oko 1770 kilometara, od mjesta na kojem se danas nalazi. Od tada se, prema tom modelu, vrlo sporo pomiče prema jugozapadu ispod Sjeverne Amerike.

Neobična masa možda objašnjava i visinu Apalača

Istraživanje ne pokušava objasniti samo ono što se događa duboko ispod površine. Proces bi mogao biti povezan i s izgledom krajolika koji poznajemo danas.

Jedna od mogućnosti jest da bi Rayleigh-Taylorova nestabilnost mogla objasniti zašto su Apalačke planine i dalje neuobičajeno visoke, iako su stotinama milijuna godina izložene eroziji.

Toplina koja se nalazi pri dnu kontinenta može oslabiti i ukloniti dijelove guste korijenske strukture kontinenta. Kada se taj gusti materijal izgubi, stijene iznad njega postaju relativno lakše i uzgon ih može podići.

Takav proces mogao je tijekom posljednjih nekoliko milijuna godina podignuti pojedine dijelove drevnog planinskog lanca i djelomično poništiti učinke dugotrajne erozije.

To znači da događaji koji se odvijaju stotinama kilometara ispod naših nogu mogu imati posljedice vidljive na površini Zemlje.

Nema razloga za strah u New Yorku ili Connecticutu

Iako zvuči dramatično kada se kaže da se golema vruća masa kreće prema New Yorku, njezino je kretanje toliko sporo da se mjeri kilometrima po milijunima godina.

Ni Sjevernoapalačka anomalija ni novootkriveni stup stoga ne predstavljaju neposrednu opasnost za Connecticut, New York ili okolne savezne države.

Ono što su znanstvenici otkrili mnogo je važnije za razumijevanje duboke unutrašnjosti našeg planeta. Nova seizmička istraživanja pokazuju da se ispod relativno mirnog dijela Sjeverne Amerike i danas mogu pronaći tragovi drevnih geoloških procesa koji su započeli desecima milijuna godina u prošlosti.

Misteriozni stup ispod Connecticuta pritom otvara novo pitanje: je li riječ o ostatku kontinentalne litosfere koji tone prema dubini ili o dijelu golemog sustava konvekcije u Zemljinu plaštu?

Zasad nema konačnog odgovora. No činjenica da se u neposrednoj blizini već poznate vruće anomalije pojavila potpuno drugačija struktura pokazuje koliko toga još uvijek ne znamo o Zemlji ispod vlastitih nogu.