Llifoedd lafa gweithredol yn arllwys allan o'r llosgfynydd Erta Ale yn Afar, Ethiopia, yn 2010. Llun: Dr Derek Keir, Prifysgol Southampton / Prifysgol Florence
Mae gwyddonwyr y ddaear, gan gynnwys ymchwilydd o Brifysgol Abertawe, wedi darganfod tystiolaeth o ymchwyddiadau rhythmig o graig fantell dawdd yn codi yn ddwfn yn y Ddaear o dan Affrica.
Mae'r ymchwil, dan arweiniad Prifysgol Southampton ac a gyhoeddwyd yn Nature Geoscience, yn datgelu bod pluen o fantell boeth sy'n pylsio i fyny fel calon sy'n curo o dan ranbarth Afar yn Ethiopia - gan rwygo'r cyfandir ar wahân yn raddol a ffurfio cefnfor newydd.
Mae darganfyddiad y tîm yn datgelu sut mae llif esgynnol deunydd poeth o'r fantell ddofn yn cael ei ddylanwadu'n gryf gan y platiau tectonig - slabiau solet enfawr cramen y Ddaear - sydd uwchben.
Dros filiynau o flynyddoedd, wrth i blatiau tectonig gael eu tynnu ar wahân mewn parthau hollt fel Afar, maent yn ymestyn ac yn teneuo—bron fel plastisin meddal—nes eu bod yn torri. O ganlyniad i'r rhwyg hwn, daw basn cefnfor newydd.
Meddai'r prif awdur Dr Emma Watts, a gynhaliodd yr ymchwil ym Mhrifysgol Southampton ac sydd bellach ym Mhrifysgol Abertawe: "Gwnaethom ddarganfod nad yw'r fantell o dan Afar yn unffurf nac yn llonydd – mae'n pylsio, ac mae'r pylsiau hyn yn cario arwyddiannau cemegol gwahanol. Mae'r pylsiau esgynnol hyn o fantell rannol dawdd yn cael eu sianelu gan y platiau uchod sy'n rhwygo. Mae hynny'n bwysig ar gyfer sut rydyn ni'n meddwl am y rhyngweithio rhwng y tu mewn i'r Ddaear a'i hwyneb."
Roedd y prosiect yn cynnwys arbenigwyr o 10 sefydliad, gan gynnwys Prifysgol Southampton, Prifysgol Abertawe, Prifysgol Caerhirfryn, Prifysgolion Fflorens a Pisa, GEOMAR yn yr Almaen, Sefydliad Astudiaethau Uwch Dulyn, Prifysgol Addis Ababa, a Chanolfan Ymchwil yr Almaen GFZ ar gyfer y Geowyddorau.
Mae rhanbarth Afar yn lle prin ar y Ddaear lle mae tri hollt tectonig yn cydgyfeirio: Prif Hollt Ethiopia, Hollt y Môr Coch, a Hollt Gwlff Aden.
Mae daearegwyr wedi amau ers tro bod ymchwydd poeth o fantell, y cyfeirir ato weithiau fel pluen, yn gorwedd o dan y rhanbarth, gan helpu i ysgogi estyniad y gramen a chreu basn cefnfor yn y dyfodol. Ond hyd yn hyn, ychydig oedd yn hysbys am strwythur yr ymchwydd hwn, neu sut mae'n ymddwyn o dan blatiau rhwyg.
Casglodd y tîm fwy na 130 o samplau creigiau folcanig o bob cwr o ranbarth Afar a Phrif Hollt Ethiopia.
Gwnaethant ddefnyddio'r rhain, ynghyd â data presennol a modelu ystadegol uwch, i ymchwilio i strwythur y gramen a'r fantell, yn ogystal â'r toddiannau sydd ynddo.
Mae eu canlyniadau'n dangos bod un bluen anghymesur o dan ranbarth Afar, a bandiau cemegol gwahanol sy'n ailadrodd ar draws y system hollt, megis codau bar daearegol. Mae'r patrymau hyn yn amrywio o ran y bylchau rhyngddynt, gan ddibynnu ar yr amodau tectonig ym mhob braich rwyg.
Meddai Tom Gernon, Athro Gwyddor y Ddaear ym Mhrifysgol Southampton a chyd-awdur yr astudiaeth: "Mae'r stribedi cemegol yn awgrymu bod y bluen yn pylsio, fel curiad calon. Mae'n ymddangos bod y pylsiau hyn yn ymddwyn yn wahanol gan ddibynnu ar drwch y plât, a pha mor gyflym y mae'n tynnu ar wahân. Mewn rhwygiadau sy'n lledaenu'n gyflymach fel y Môr Coch, mae'r pylsiau'n teithio'n fwy effeithlon ac yn rheolaidd fel pwls drwy rydweli cul."
Mae'r ymchwil newydd hon yn dangos nad yw'r bluen fantell o dan ranbarth Afar yn statig, yn hytrach mae'n ddeinamig ac yn ymatebol i'r plât tectonig uwchben.
Meddai Dr Derek Keir, Athro Cysylltiol mewn Gwyddor y Ddaear ym Mhrifysgol Southampton a Phrifysgol Fflorens, a chyd-awdur yr astudiaeth: "Rydym wedi darganfod bod esblygiad ymchwyddiadau mantell ddofn yn gysylltiedig yn agos â symudiad y platiau uchod. Mae gan hyn oblygiadau dwfn ar sut rydym yn dehongli folcanigrwydd yr arwyneb, gweithgarwch daeargrynfâu, a'r broses o chwalu cyfandirol."
"Mae'r gwaith yn dangos y gall ymchwyddiadau mantell ddofn lifo o dan waelod platiau tectonig a helpu i ganolbwyntio gweithgarwch folcanig yn rhannau teneuaf y plât tectonig. Mae ymchwil ddilynol yn cynnwys deall sut daw mantell i lifo o dan blatiau ac ar ba gyfradd" ychwanegodd Keir.
Ychwanegodd Dr Watts: "Mae gweithio gydag ymchwilwyr sydd ag arbenigedd gwahanol ar draws sefydliadau, fel y gwnaethom ar gyfer y prosiect hwn, yn hanfodol i ddatrys y prosesau a geir o dan wyneb y Ddaear a chysylltu hynny â folcanigrwydd ddiweddar. Heb ddefnyddio amrywiaeth o dechnegau, mae'n anodd gweld y darlun cyfan, megis rhoi pos at ei gilydd pan nad oes gennych yr holl ddarnau."