تم العثور على آثار محيط الصهارة القديمة في جرينلاند

بالعربي/ توصلت دراسة جديدة إلى أن الصخور التي تم جمعها في جرينلاند قد تحتوي على آثار لمحيط الصهارة القديم الذي فقاعات فوق جزء كبير من سطح الأرض بعد وقت قصير من ولادة الكوكب.

جمع العلماء الصخور من حزام Isua supracrustal ، وهي منطقة تقع في جنوب غرب جرينلاند حيث يتراوح عمر الصخور المكشوفة بين 3.7 مليار و 3.8 مليار سنة ؛ يحتوي الحزام على أقدم الصخور المعروفة على الأرض ، والتي لا تزال غير مضطربة نسبيًا بسبب تكتونية الصفائح والحرارة والتغيرات الكيميائية ، وفقًا لمجلة Science Magazine . 

الآثار الكيميائية لمحيطات الصهارة المبكرة أقدم حتى من الصخور نفسها ، والتي يعود تاريخها إلى ما يقرب من 4.5 مليار سنة ، عندما اصطدم جسم بحجم المريخ بالأرض ، مما تسبب في حدوث كتلة ضخمة من الصخور التي أصبحت فيما بعد القمر ، وفقًا لـ دراسة جديدة.

عندما تصطدم الأجرام السماوية بحجم الأرض والمريخ ، فإن “الذوبان شبه الكامل للكوكب بأكمله هو نتيجة حتمية لذلك” ، كما قال المؤلف الرئيسي هيلين ويليامز ، أستاذ الكيمياء الجيولوجية في جامعة كامبريدج ، لـ Live Science. وقالت إنه عندما بردت تلك الصخور المنصهرة وتبلورت ، أصبحت الأرض تدريجيًا تشبه الرخام الأزرق الذي نعرفه اليوم. 

لكن على الرغم من قبول معظم العلماء بنظرية الأرض المنصهرة ، “إلا أن التحدي الكبير هو أنه من الصعب جدًا العثور على … دليل جيولوجي لشيء حدث في وقت مبكر جدًا من تاريخنا ،” قال ويليامز. أظهرت الدراسة الجديدة ، التي نُشرت في 12 مارس في مجلة Science Advances ، أن صخور حزام Isua لا تزال تحمل “بصمات” كيميائية خلفتها عملية التبريد البدائية هذه.

بدأت ويليامز البحث عن هذه البصمات بعد أن التقت هي وشريكتها في تأليفها هانيكا ريزو ، الأستاذة المساعدة في جامعة كارلتون في كندا ، في اجتماع الخريف للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي (AGU) ، وهو حدث سنوي اجتذب العشرات في أوقات ما قبل الجائحة. من آلاف العلماء من جميع أنحاء العالم. 

كان Rizo قد استخرج سابقًا عينات صخرية من حزام Isua supracrustal وكتب عنها في دراسة عام 2011 نُشرت في مجلة Earth and Planetary Science Letters . في الورقة ، أشارت إلى أن الصخور تحمل بصمات كيميائية معينة ، وهي نظائر فريدة ، أو عناصر كيميائية بأعداد متفاوتة من النيوترونات. قرأت ويليامز التقرير لاحقًا ، وأثارت هذه التوقيعات الكيميائية اهتمامها.

وقالت ويليامز: “لا تحتوي ورقتها على دليل جيولوجي مباشر على وجود محيط الصهارة فيه. لكن الكثير من المواد الكيميائية التي تناقشها … تشير حقًا إلى هذا الاتجاه العام”. يعتقد ويليامز أنه إذا قاموا بدراسة العينات أكثر ، فقد يكشفون عن لقطة من الماضي المنصهر للأرض . لذلك عندما رصدت ريزو عبر قاعة المؤتمرات الواسعة في جامعة الخليج العربي ، “ركضت أساسًا نحوها ، لأنني أردت حقًا التحدث … عن إمكانية التعاون ،” قال ويليامز.

لبدء تعاونهم ، توجه العلماء إلى المختبر. لقد اختاروا مجموعة فرعية من الصخور البركانية من عينات Isua ، واختاروا فقط أكثرها نقاءً ، من حيث مقدار التآكل والتلف الذي تعرضوا له بعد اندلاع السطح والتعرض للعناصر. ثم قاموا بقطع الأسطح المكشوفة للصخور ، وصقلها بالرمل ، وسحقها إلى مسحوق ناعم وأذابوا المسحوق في أحماض قوية.محتوى ذو صلة

قال ويليامز: “بحلول الوقت الذي تنتهي فيه ، إنه أمر لا يصدق نوعًا ما ، أن شيئًا ما كان صخرة صلبة وكثيفة حقًا في يدك ، أصبح الآن في الواقع قنينة صغيرة من السائل في مختبرك”. سمحت معالجة الصخور بهذه الطريقة للفريق بفحص النظائر أو العناصر الكيميائية بأعداد مختلفة من النيوترونات داخل العينات. 

على وجه التحديد ، كان الفريق يبحث عن النظائر التي قد تكونت عندما تتبلور محيطات الصهارة. تشير النماذج إلى أن بعض بقايا هذه البلورات كانت ستظل محتجزة في الوشاح السفلي ، بالقرب من نواة الأرض ، وتم الحفاظ عليها لمليارات السنين. وقال ويليامز إنهم سوف يهاجرون بمرور الوقت عبر الوشاح السفلي إلى الوشاح العلوي حاملين معهم “بصمات النظائر” لمحيط الصهارة. 

تتضمن بصمات الأصابع هذه نظائر الهافنيوم والنيوديميوم ، والتي تتكون عندما تتحلل النظائر الأم ؛ قال ويليامز إن هذا الانهيار يحدث في نمط معين عندما توضع النظائر الأم تحت ضغوط عالية للغاية ، مثل تلك الموجودة في أعماق الوشاح السفلي. وجد الفريق هذه النظائر الفريدة في عينات Isua ، جنبًا إلى جنب مع شكل نادر من عنصر التنجستن . قال ويليامز إن نظائر التنغستن غير المعتادة هذه ، المعروفة باسم “شذوذ التنجستن” ، تنبع من نظير أصل قديم لم يكن موجودًا إلا في أول 45 مليون سنة من تاريخ الأرض. Advertisement

عندما تحركت هذه البقايا البلورية لأعلى من الجزء السفلي إلى الوشاح العلوي ، فإنها تذوب وتختلط مع الصخور المنصهرة الأخرى ، مما يخلق تأثيرًا رخاميًا. وبمجرد أن اخترقت تلك الصخرة المختلطة القشرة ، حملت بصمات النظائر جنبًا إلى جنب مع الصخور من كل من الوشاح العلوي والسفلي ؛ كان هذا صحيحًا بالنسبة لعينات Isua. قال ويليامز إن هناك العديد من النظريات حول كيف ولماذا هاجرت البلورات إلى أعلى عبر طبقات الأرض ، إحداها أن البلورات تذوب بشكل متكرر وأعيد بلورتها ، وتصبح أكثر تركيزًا مع تقدمها ببطء. 

قال ويليامز ، بعد الكشف عن الآثار الكيميائية لمحيطات الصهارة ، “السؤال الذي أطرحه هو ما إذا كانت الصخور القديمة الأخرى على الأرض قد حافظت على نفس التوقيعات”. بدأت هي وفريقها في البحث عن هذه التوقيعات في مواقع في جميع أنحاء العالم ، والبحث في مواقع ذات صخور قديمة للغاية وفي النقاط الساخنة الحديثة للنشاط البركاني ، مثل هاواي وأيسلندا. 

قال ويليامز: “العديد من الأدلة … تشير إلى أن هذه النقاط الساخنة الحديثة مشتقة من ذوبان المواد في أعماق الأرض بالفعل ، وربما نشأت من بالقرب من الحدود بين وشاح الأرض ولبها”. وهذا يعني أن الآثار الكيميائية لمحيط الصهارة قد تكون كامنة أيضًا في هذه النقاط الساخنة ، على الرغم من أننا لا نعرف ذلك على وجه اليقين حتى الآن ، على حد قولها.  

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com