![ربما تكون تكتونيات الصفائح قد بدأت قبل 400 مليون سنة مما كنا نعتقد ربما تكون تكتونيات الصفائح قد بدأت قبل 400 مليون سنة مما كنا نعتقد](https://www.sciencenews.org/wp-content/uploads/2020/04/042120_CG_tectonic_feat-1028x579.jpg)
تشير المعادن إلى أن كتلًا كبيرة من قشرة الأرض تتحرك منذ 3.2 مليار سنة مضت
ربما تكون تكتونيات الصفائح الحديثة قد بدأت في العمل منذ 3.2 مليار سنة مضت ، أي قبل 400 مليون سنة تقريبًا مما اعتقد العلماء. وهذا بدوره يشير إلى أن حركة قطع كبيرة من قشرة الأرض يمكن أن تلعب دورًا في جعل الكوكب أكثر ملاءمة للحياة.
قام الجيولوجي أليك برينر من جامعة هارفارد وزملاؤه بقياس التوجهات المغناطيسية للمعادن الحاملة للحديد في هونيتيتر بازلت ، وهي طبقة من الصخور تشكلت قبل 3.19 مليار و 3.18 مليار سنة مضت. البازلت هو جزء من شرق Pilbara Craton ، جزء قديم من القارة في غرب أستراليا يتضمن صخورًا يبلغ عمرها 3.5 مليار سنة.
ووجد الباحثون أن هذا الكراتون كان يتنقل بين 3.35 مليار و 3.18 مليار سنة مضت ، وهو ينجرف حول الكوكب بمعدل 2.5 سم على الأقل في السنة. هذه سرعة مماثلة لحركات الألواح الحديثة ، أفاد الفريق في 22 أبريل في Science Advances.
تحتوي طبقة البازلت ، التي تصدت على شكل حمم وتصلب أثناء الرحلة ، على معادن حاملة للحديد يمكن أن تكون بمثابة علامات صغيرة تشير إلى الطريق نحو أقطاب الأرض المغناطيسية. بينما كانت الحمم لا تزال منصهرة ، تدور المعادن ، وتوجه نفسها لتتماشى مع القطب المغناطيسي الشمالي أو الجنوبي. من خلال تتبع التغييرات في الاتجاه داخل الحمم البركانية حيث تشكل المزيد من البازلت خلال الرحلة ، تمكن الباحثون من تحديد مدى سرعة تحرك الكراتون.
قام الجيولوجي أليك برينر من جامعة هارفارد وزملاؤه بقياس التوجهات المغناطيسية للمعادن الحاملة للحديد في هونيتيتر بازلت ، وهي طبقة من الصخور تشكلت قبل 3.19 مليار و 3.18 مليار سنة مضت. البازلت هو جزء من شرق Pilbara Craton ، جزء قديم من القارة في غرب أستراليا يتضمن صخورًا يبلغ عمرها 3.5 مليار سنة.
ووجد الباحثون أن هذا الكراتون كان يتنقل بين 3.35 مليار و 3.18 مليار سنة مضت ، وهو ينجرف حول الكوكب بمعدل 2.5 سم على الأقل في السنة. هذه سرعة مماثلة لحركات الألواح الحديثة ، أفاد الفريق في 22 أبريل في Science Advances.
تحتوي طبقة البازلت ، التي تصدت على شكل حمم وتصلب أثناء الرحلة ، على معادن حاملة للحديد يمكن أن تكون بمثابة علامات صغيرة تشير إلى الطريق نحو أقطاب الأرض المغناطيسية. بينما كانت الحمم لا تزال منصهرة ، تدور المعادن ، وتوجه نفسها لتتماشى مع القطب المغناطيسي الشمالي أو الجنوبي. من خلال تتبع التغييرات في الاتجاه داخل الحمم البركانية حيث تشكل المزيد من البازلت خلال الرحلة ، تمكن الباحثون من تحديد مدى سرعة تحرك الكراتون.
استخدم العلماء منذ فترة طويلة مثل هذه العلامات المغناطيسية المحفوظة لإعادة بناء حركات الألواح ، متتبعين خطوات القطع المنجرفة للقارة. لكن الطحن والتحول المستمر للصفائح التكتونية للأرض على مدى المليارات القليلة الماضية أعاد صياغة سطح الأرض عدة مرات ، تاركًا القليل من النتوءات التي تجاوزت 3 مليارات سنة.
ومع ذلك ، فإن Honeyeater Basalt هو موقع نادر ، قديم وغير مشغول نسبيًا من خلال التحول ، حيث يمكن للحرارة والضغط الذي يمكن أن يغير المعادن وإعادة ضبط اتجاههما المغناطيسي. قام الفريق بفحص 235 عينة من البازلت باستخدام أداة تسمى مجهر الماس الكم الذي يمكن أن يكشف عن آثار المغناطيسية على مقياس الميكرومتر. من هذه التحليلات ، أنشأ الباحثون خريطة عالية الدقة للتوجهات المغناطيسية داخل الصخور.
استنادًا إلى الخريطة ، يقدر الفريق أنه قبل حوالي 3.2 مليار سنة ، كان شرق Pilbara Craton عند خط عرض يبلغ 45 درجة ، ولكن ما إذا كان الشمال أو الجنوب غير مؤكد ، قال برينر في 21 أبريل في مؤتمر صحفي بالفيديو. وذلك لأن الباحثين غير متأكدين مما إذا كانت الأقطاب المغناطيسية للأرض في ذلك الوقت في اتجاهها الحالي أو عكسها. في كلتا الحالتين ، تحرك هذا الجزء من القشرة القديمة بحركة تدريجية ثابتة - وهي سمة مميزة لتكتونية الصفائح الحديثة ، كما يقول الباحثون. اليوم ، يقع الكراتون في حوالي 21 درجة جنوباً ، شمال مدار الجدي.
يُعتقد عمومًا أن تكتونية الصفائح أصبحت عملية عالمية راسخة على الأرض في وقت لا يتجاوز 2.8 مليار سنة مضت. قبل ذلك ، كان الجزء الداخلي من الأرض يُعتبر ساخنًا جدًا بحيث لا تتشكل الصفائح الباردة والصلبة على السطح ، أو يحدث الاندساس العميق ، حيث تغوص صفيحة قشرة تحت أخرى.
وقال برينر للصحافيين إن البداية المبكرة للصفائح التكتونية سيكون لها آثار على تطور الحياة على الأرض. وقال ما إذا كانت العملية كانت سارية عندما ظهرت أول كائنات وحيدة الخلية ، والتي يعتقد حاليًا أنها كانت منذ 3.45 مليار سنة على الأقل ، غير واضحة.
لكنه أضاف أنه من الواضح أن تكتونيات الصفائح مرتبطة حاليا ارتباطا وثيقا بالمحيط الحيوي. إنها تعزز التفاعلات الكيميائية بين الصخور المدفونة مرة والغلاف الجوي الذي يمكن أن يعدل مناخ الكوكب على مدى ملايين إلى مليارات السنين. قال برينر: "إذا حدثت [تكتونية الصفائح] على الأرض المبكرة ، فمن المحتمل أن تؤدي هذه العمليات دورًا في تطور الحياة".
ويقول الباحثون إن تكتونية الصفائح النشطة والحديثة هي التفسير الأكثر احتمالاً للبيانات. لكنهم يقرون أنه لا يمكن استبعاد التفسيرات المحتملة الأخرى ، بما في ذلك أسلوب مبكر ، عرضي ، ملائم وبدء لتكتونية الصفائح.
اقترح بعض الباحثين أنه خلال أرشون إيون التي استمرت من حوالي 4 مليارات إلى حوالي 2.5 مليار سنة مضت ، كانت هناك عملية تكتونية من الصفائح الأولية حيث تحركت قطع من القشرة في نوبات وبدأت عندما بدأ الكوكب يبرد بعد تكوينه (SN: 4/9/12). ربما ساعدت الرواسب المتآكلة من القارات الأولى للأرض على تشحيم العجلات ، مما مهد الطريق لتكتونية الصفائح الحديثة.
ومع ذلك ، فإن Honeyeater Basalt هو موقع نادر ، قديم وغير مشغول نسبيًا من خلال التحول ، حيث يمكن للحرارة والضغط الذي يمكن أن يغير المعادن وإعادة ضبط اتجاههما المغناطيسي. قام الفريق بفحص 235 عينة من البازلت باستخدام أداة تسمى مجهر الماس الكم الذي يمكن أن يكشف عن آثار المغناطيسية على مقياس الميكرومتر. من هذه التحليلات ، أنشأ الباحثون خريطة عالية الدقة للتوجهات المغناطيسية داخل الصخور.
استنادًا إلى الخريطة ، يقدر الفريق أنه قبل حوالي 3.2 مليار سنة ، كان شرق Pilbara Craton عند خط عرض يبلغ 45 درجة ، ولكن ما إذا كان الشمال أو الجنوب غير مؤكد ، قال برينر في 21 أبريل في مؤتمر صحفي بالفيديو. وذلك لأن الباحثين غير متأكدين مما إذا كانت الأقطاب المغناطيسية للأرض في ذلك الوقت في اتجاهها الحالي أو عكسها. في كلتا الحالتين ، تحرك هذا الجزء من القشرة القديمة بحركة تدريجية ثابتة - وهي سمة مميزة لتكتونية الصفائح الحديثة ، كما يقول الباحثون. اليوم ، يقع الكراتون في حوالي 21 درجة جنوباً ، شمال مدار الجدي.
يُعتقد عمومًا أن تكتونية الصفائح أصبحت عملية عالمية راسخة على الأرض في وقت لا يتجاوز 2.8 مليار سنة مضت. قبل ذلك ، كان الجزء الداخلي من الأرض يُعتبر ساخنًا جدًا بحيث لا تتشكل الصفائح الباردة والصلبة على السطح ، أو يحدث الاندساس العميق ، حيث تغوص صفيحة قشرة تحت أخرى.
وقال برينر للصحافيين إن البداية المبكرة للصفائح التكتونية سيكون لها آثار على تطور الحياة على الأرض. وقال ما إذا كانت العملية كانت سارية عندما ظهرت أول كائنات وحيدة الخلية ، والتي يعتقد حاليًا أنها كانت منذ 3.45 مليار سنة على الأقل ، غير واضحة.
لكنه أضاف أنه من الواضح أن تكتونيات الصفائح مرتبطة حاليا ارتباطا وثيقا بالمحيط الحيوي. إنها تعزز التفاعلات الكيميائية بين الصخور المدفونة مرة والغلاف الجوي الذي يمكن أن يعدل مناخ الكوكب على مدى ملايين إلى مليارات السنين. قال برينر: "إذا حدثت [تكتونية الصفائح] على الأرض المبكرة ، فمن المحتمل أن تؤدي هذه العمليات دورًا في تطور الحياة".
ويقول الباحثون إن تكتونية الصفائح النشطة والحديثة هي التفسير الأكثر احتمالاً للبيانات. لكنهم يقرون أنه لا يمكن استبعاد التفسيرات المحتملة الأخرى ، بما في ذلك أسلوب مبكر ، عرضي ، ملائم وبدء لتكتونية الصفائح.
اقترح بعض الباحثين أنه خلال أرشون إيون التي استمرت من حوالي 4 مليارات إلى حوالي 2.5 مليار سنة مضت ، كانت هناك عملية تكتونية من الصفائح الأولية حيث تحركت قطع من القشرة في نوبات وبدأت عندما بدأ الكوكب يبرد بعد تكوينه (SN: 4/9/12). ربما ساعدت الرواسب المتآكلة من القارات الأولى للأرض على تشحيم العجلات ، مما مهد الطريق لتكتونية الصفائح الحديثة.
يقول مايكل براون ، الجيولوجي بجامعة ميريلاند في كوليدج بارك ، إن بيانات الباحثين يمكن أن تدعم حركة الصفائح العرضية بدلاً من الحركة التدريجية ، ربما باعتبارها مقدمة لتكتونية الصفائح الحديثة. تشير هذه البيانات إلى أنه بعد الاندفاع الأولي للسرعة ، تباطأ تقدم Honeyeater Basalt بشكل كبير ، من 2.5 سم في السنة إلى 0.37 سم في السنة ، على حد قوله.
لا يزال من غير الواضح كيف كانت تكتونية الصفائح الأولية المماثلة للعملية الحديثة. يقول عالم الجيوفيزياء ستيفان سوبوليف من جامعة بوتسدام في ألمانيا: "نحن نعرف القليل جدًا للإجابة على هذا السؤال بثقة". اقترح سوبوليف سابقًا أنه ، لمدة مليار عام تقريبًا خلال القوس ، حدثت تكتونية الصفائح على المستوى الإقليمي: كان من الممكن أن تتفكك الصفائح بسبب تأثيرات نيزكية كبيرة أو أعمدة قوية ترتفع من الوشاح ، وتولد خلايا إقليمية تشكلت فيها قارات قديمة وكتل صغيرة من تقشر القشرة.
ويقترح سوبوليف أن مثل هذه الخلية الإقليمية ربما تكون قد شكلت شرق بيلبارا كراتون في أستراليا. ولكن لكي يسافر هذا الجزء من القارة القديمة حتى الآن بسرعة كبيرة ، كما يقول ، "يجب أن يكون هناك اندماج على نطاق واسع" - وهو احتمال مدهش لتاريخ الأرض المبكر.
ويقترح سوبوليف أن مثل هذه الخلية الإقليمية ربما تكون قد شكلت شرق بيلبارا كراتون في أستراليا. ولكن لكي يسافر هذا الجزء من القارة القديمة حتى الآن بسرعة كبيرة ، كما يقول ، "يجب أن يكون هناك اندماج على نطاق واسع" - وهو احتمال مدهش لتاريخ الأرض المبكر.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق