سيدني:
الأرض هي الكوكب الوحيد المعروف الذي يمتلك اليوم تكتونية اللوحات. الحركة المستمرة لهذه الألواح الصخرية العملاقة على صهارة الكوكب تخلق قارات – و ربما ساعدت في خلق الحياة.
في صحيفة نُشر في Nature Today ، وكشف وزملاؤه وزملاؤه عن أسرار قشرة الأرض قبل 4.5 مليار سنة. في هذه العملية ، نقدم أيضًا طريقة جديدة للاقتراب من واحدة من أعظم الألغاز العلمية المستدامة: متى بدأت اللوحات التكتونية؟
مرتبط ارتباطًا وثيقًا بتطور الحياة
الأرض حوالي 4.5 مليار سنة. يجادل بعض العلماء أنه في شكله المبكر ، كان الكوكب يفتقر إلى اللوحات التكتونية وربما كان بالأحرى تتميز بقشرة راكدة (تخيل غطاء ثابت) – على غرار ذلك على المريخ.
يقول آخرون أنه قد يكون قد تميزت بعرض ، ابدأ -التكتونيات. كان من الممكن أن يكون هذا الأخير قد نجم عن تأثيرات النيزك الرئيسية التي كانت حالية في وقت مبكر ، ولكنها انخفضت مع مرور الوقت.
اللوحة التكتونية هي مرتبط ارتباطا وثيقا إلى تكوين المحيطات والجو لأن الحركة المستمرة للألواح تنقل أيضًا الكربون والعناصر الأخرى حولها. كما يرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ كيف يتم إطلاق الحرارة من داخل الأرض.
لهذا السبب ، يُعتقد أيضًا أن اللوحات التكتونية مرتبط ارتباطًا وثيقًا بتطور الحياة على الأرض.
بصمة كيميائية مميزة
تنتج حركة اللوحات التكتونية نشاطًا بركانيًا عند حدودها. ولكن مع أقواس الجزيرة ، مثل ما يسمى بخاتم النار الذي يحيط بالمحيط الهادئ ، فإن هذا البركانية لها بصمة كيميائية مميزة متطابقة تقريبًا مع القشرة القارية المتوسطة اليوم. على سبيل المثال ، هناك استنفاد لعنصر النيوبيوم مقارنة بعناصر الأرض النادرة.
لهذا السبب ، ظن العلماء منذ فترة طويلة أن مفتاح تحديد متى بدأت التكتونيات من اللوحات هو العثور على المظهر الأول لهذا البصمة في الصخور القديمة.
لسوء الحظ ، فإن تصرفات اللوحات تكتونيات ، وتذوب وتتقاعد من صخور قشرة الأرض. ونتيجة لذلك ، فإن الصخور القديمة نادرة جدًا وربما لا يوجد الآن Hadean Eon (منذ 4.5 إلى 4 مليارات سنة).
ومن المثير للاهتمام ، على الرغم من الكثير من الجهود في عدة عقود ، فإن نتائج هذه المحاولات لتحديد لحظة ظهور التكتونات من اللوحات أدت إلى تقديرات العمر من 800 مليون إلى 4.5 مليار سنة.
مثل هذا النطاق يشير إلى مشكلة كبيرة في النهج.
نهج جديد
منذ بداية عام 2024 ، جرب فريق البحث الذي قادته مقاربة جديدة. كان الفريق يتكون من أربعة باحثين آخرين من جامعة أكسفورد ، جامعة كورتين ، وجامعة التكنولوجيا في كوينزلاند وجامعة ليون.
استخدمنا النماذج الرياضية لمحاكاة الفترة الزمنية التي تشكلت فيها نواة الأرض وشمل سطحها محيطًا من الصخور المذابة. وبشكل أكثر تحديداً ، درسنا درجة انصهار الوشاح المبكر للأرض – وسلوك العناصر الكيميائية خلال هذه العملية.
أظهرت نتائجنا أن القشرة الأولى للأرض – المعروفة باسم Protocrust – والتي تشكلت خلال Eon Hadian ، سيكون لها تكوين كيميائي مماثل لتلك الموجودة في القشرة القارية المتوسطة الحديثة.
على سبيل المثال ، يتم استخراج النيوبيوم في المعدن ويتم إزالته في قلب الأرض ، في حين ترتفع عناصر الأرض النادرة إلى السطح في الصهارة التي تتبلور لتشكيل القشرة.
كانت البصمة الكيميائية لا تزال موجودة
هذا الاكتشاف له آثار كبيرة على الطريقة التي نفكر بها في التاريخ الأول للأرض. وهذا يعني أن بصمة كيميائية مميزة للقشرة القارية لا تزال هناك – ولم يتم إعادة تدويرها إلا في أقواس الجزيرة منذ ذلك الحين.
ويترتب على ذلك أنه لا يمكن استخدام هذا التوقيع لتحديد متى بدأت اللوحات التكتونية ، موضحة لماذا لا يمكن للدراسات السابقة الوصول إلى أي إجماع.
على الرغم من أن تأثيرات النيزك الرئيسية كانت ستؤدي إلى ذوبان القشرة الأولى وإعادة معالجتها ، إلا أن هذه العمليات كانت ستعيد تدويرها فقط بصمة الوجبات الكيميائية القارية ، التي لم يتم إنشاؤها.
قد تكون بعض هذه التأثيرات المهمة الأولى قد بدأت أيضًا في الانتشار الدوري – الحركة الهابطة واللوحات التكتونية التي سقطت في نهاية المطاف في النموذج المستمر والمستقلي الذي نلاحظه اليوم. ومع ذلك ، توضح دراستنا أن تحديد اللحظة التي حدث فيها هذا الانتقال أكثر تعقيدًا من التفكير منذ فترة طويلة وسيتطلب طرق بحث جديدة.
النمذجة الإضافية للديناميكا الجيولوجية للقشرة المبكرة للأرض ضرورية لفهم بشكل أفضل متى أصبحت غير مستقرة وبدأت تحت -duc. وينطبق الشيء نفسه على إعادة تقييم الآثار المترتبة على ذلك لتطور الأرض والتطور النهائي للحياة.
يعطينا هذا العمل أيضًا طريقة جديدة للتفكير في كيفية تشكيل القارات والحياة على كواكب صخرية أخرى.
(مؤلف: سيمون تيرنرأستاذ ، كلية العلوم الطبيعية ، جامعة ماكواري
(إعلان عدم المسؤولية: سيمون تيرنر لا يعمل ، يستشير ، لا يتلقى أو لا يتلقى تمويلًا من شركة أو منظمة ستستفيد من هذه المقالة ولم تكشف عن أي انتماء ذي صلة بتعيينهم الأكاديمي.)
تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة Communs Communs الإبداعية. اقرأها المقالة الأصلية.
(باستثناء العنوان ، لم يتم نشر هذه القصة من قبل موظفي NDTV ويتم نشرها من تدفق نقابي.)
