6 دقیقه
دانشمندان اکنون تشکیل پوسته اقیانوسی را بهصورت زنده مشاهده کردند
در اعماق امواجی که نور خورشید هرگز به آنها نمیرسد، رویدادی ۱۶ روزه رخ داد که زمینشناسان پیشتر فقط آن را تصور کرده بودند. در اواخر آوریل ۲۰۲۴، بخشی از پشته جنوبشرقی هند ناگهان شکافته شد، ماگما با فشار بالا آمد و پوسته اقیانوسی تازهای در برابر دیدگان پژوهشگران، هرچند در نقطهای دورافتاده، متولد شد. آنچه زمانی فقط یک فرضیه کند و تدریجی درباره چگونگی رشد پوسته زمین بود، اکنون به یک پدیده مشاهدهشده و شگفتانگیز تبدیل شده است.
چگونه تیم پژوهشی یک رویداد نادر را به دام انداخت
پشتههای میاناقیانوسی خطوط مونتاژ زیرآبی سیارهاند. در امتدادی حدود ۶۵ هزار کیلومتر از کف اقیانوس، لبههای صفحات تکتونیکی از هم دور میشوند و ماگما بالا میآید تا پوسته جدید بسازد. بیشتر این فرایند بسیار پایینتر از سطح آب و خارج از دید مستقیم انسان رخ میدهد. برای اینکه پژوهشگران شانسی برای ثبت یکی از فورانهای کمتکراری داشته باشند که پوسته تازه را شکل میدهند، صبر و انتظار را در دل تجهیزات خود طراحی کردند.
در فوریه ۲۰۲۴، آزمایش رصدخانه هیدروآکوستیک و ژئودزی نزدیک جزیره آمستردام، اوها-ژئودامز، در فلات آتشفشانی سنپل-آمستردام روی پشته جنوبشرقی هند، میان استرالیا و جنوبگان، مستقر شد. این رصدخانه ترکیبی از پنج هیدروفون خودکار، فرستنده گیرندههای کف دریا برای فاصلهسنجی صوتی و حسگرهای ژئودتیک بود که برای اندازهگیری جابهجاییهای کف اقیانوس با دقتی از چند سانتیمتر تا چند متر طراحی شده بودند.
جایگاه تکتونیکی رویداد گسترش کف اقیانوس که مشاهده شد.
این تیم سالها در انتظار اندازهگیری کرنشهای کوچک بود، همان کشیدگیهای تدریجی که طی دههها تنش ایجاد میکنند. اما آنچه ثبت کردند فراتر از هر انتظار بود: چندین متر جابهجایی، نفوذهای خشن دایک، خوشههای زمینلرزهای و فوران گدازه روی کف دریا، همه ظرف چند روز. ژان ایو رویه، ژئوفیزیکدان دریایی و سرپرست پروژه، اینگونه توضیح داد: «ما حتی رؤیای ثبت چنین رویداد عظیمی را هم نداشتیم و امیدوار بودیم دستکم کشیدگی پیوسته پشته را اندازه بگیریم، شاید فقط چند سانتیمتر، همان فرایندی که اجازه میدهد تنشها میان رویدادها مانند فنری فشرده انباشته شوند.»
طرح شماتیک رصدخانه کامل در اوایل سال ۲۰۲۵.
در رویداد ماه آوریل چه اتفاقی افتاد
از اواخر آوریل ۲۰۲۴، محور پشته از هم گسیخت و ماگما بهصورت جانبی درون پوسته اقیانوسی پیشروی کرد. نفوذهای گسترده و ورقهای موسوم به دایک، در کمتر از دو ساعت پوسته را شکافتند و برآورد میشود حدود ۱۵۰ میلیون متر مکعب ماگما را به درون آن تزریق کردند. این حجم تقریبا معادل خروجی یک رویداد بزرگ آتشفشانی قارهای است که در محیط کف اقیانوس رخ داده باشد.
با پیشروی دایکها، زمینلرزهها تحریک شدند و گسلهای حاشیه دره پشته فعال شدند. کف اقیانوس در بالای مخزن تخلیهشده ماگما بهسرعت فرونشست و کف دره مرکزی حدود ۴.۲ متر پایین رفت. در نهایت، نفوذها به بستر دریا رسیدند، فورانهای گدازهای ایجاد کردند و همزمان با خالی شدن مخزن ماگما، فرونشست بیشتری رخ داد.
یکی از شاخصهای شگفتانگیز این بود که در اوج فعالیت، پشته با سرعتی حدود ۵ سانتیمتر در دقیقه باز میشد. برای درک مقیاس، این مقدار نزدیک به نیم میلیون برابر سریعتر از نرخ میانگین بلندمدت گسترش، یعنی حدود ۶.۳ سانتیمتر در سال است. جابهجاییهای افقی اندازهگیریشده، میان ۲ تا ۴ متر، معادل چند دهه گسترش آرام بودند که در چند ساعت فشرده شده بودند. به نظر میرسد این رویدادهای بهاصطلاح «کوانتومی»، گسسته و پرقدرت، بخش بزرگی از شیوه واقعی رشد کف اقیانوس را توضیح میدهند.
چرا این یافته یک ناهماهنگی دیرینه را حل میکند
سالها یک تناقض ذهن ژئوفیزیکدانان دریایی را درگیر کرده بود. حرکت صفحات تکتونیکی که در مقیاسهای بزرگ اندازهگیری میشد، نرخ مشخصی از ایجاد کف اقیانوس را نشان میداد، اما زمینلرزههای ثبتشده نمیتوانستند همه جابهجایی لازم را توضیح دهند. لغزش گمشده کجا بود؟
اوها-ژئودامز پاسخ را فراهم میکند: بخش بزرگی از حرکت بهصورت بیلرزه رخ میدهد. یعنی پوسته جابهجا شد بدون آنکه امواج لرزهای نیرومندی تولید کند که معمولا با زمینلرزههای بزرگ همراهاند. گسلها خاموش لغزیدند، نفوذهای دایک حرکت را جبران کردند و فهرستهای لرزهای، جابهجایی کامل را کمتر از واقعیت نشان دادند. این مطالعه با اندازهگیری مستقیم هر دو مؤلفه لرزهای و بیلرزه، دادههای میدانی قابل اتکایی در اختیار پژوهشگران میگذارد تا مدلهای واگرایی صفحات و انتقال ماگما زیر پشتهها را بهبود دهند.
نقاشی آبرنگی یکی از فرستنده گیرندههای کف دریا اثر ژان آرتور اولیو، نویسنده دوم مقاله.
پیامدهای این یافته فقط نظری نیست و جنبه عملی نیز دارد. محاسبه دقیقتر لغزش بیلرزه، ارزیابی خطر در استانهای آتشفشانی میاناقیانوسی را بهبود میدهد، تفسیر شبکههای پایش لرزهای را دقیقتر میکند و به مدلسازی پر و خالی شدن اتاقکهای ماگمایی کمک میکند. این کشف همچنین مقیاس زمانی مورد توجه زمیندانان را تغییر میدهد: دههها کرنش انباشتهشده آرام میتواند در یک رویداد کوتاهمدت آزاد شود و دهها کیلومتر از کف اقیانوس را دگرگون کند.
دیدگاه کارشناسی
دکتر آمینا کاستیلو، ژئوفیزیکدان و متخصص رصدخانههای اقیانوسی در مؤسسه پژوهشهای اقیانوسی، چنین دیدگاهی ارائه کرد: «این مشاهده یک نقطه عطف است. تا امروز بهترین برآوردهای ما بر شاخصهای غیرمستقیم تکیه داشت. داشتن دادههای ژئودتیک و صوتی هممکان و تفکیکشده در زمان، به ما اجازه میدهد مؤلفههای لرزهای حرکت صفحه را از مؤلفههای خاموش آن جدا کنیم. برای رصدخانههای آینده، این نمونه نشان میدهد که حتی آرایههای کمتراکم هم میتوانند با هدفگذاری دقیق طراحی شوند و همچنان فرایندهای بنیادی را ثبت کنند.»
توانایی مشاهده این رویدادهای کوانتومی در زمان وقوع، به دانشمندان امکان میدهد فرضیههای مربوط به پویایی اتاقکهای ماگمایی، برهمکنش گسلها و سازوکار پیشروی دایکها را آزمایش کنند. همچنین این رویداد الگویی برای استقرار رصدخانهها در بخشهای دیگر پشتههای میاناقیانوسی فراهم میکند، جاهایی که گسترش دورهای شاید قاعده باشد، نه استثنا.
زمینه فنی و علمی
فناوریهای کلیدی در اوها-ژئودامز شامل هیدروفونهای بلندمدت برای آشکارسازی رویدادهای صوتی، شبکههای فرستنده گیرنده برای اندازهگیری دقیق فاصله و حسگرهای ژئودزی کف دریا برای ثبت جابهجایی عمودی و افقی بود. دادههای صوتی زمانبندی و نحوه پیشروی دایکها و فورانها را در گستره صدها کیلومتر ثبت میکنند، در حالی که اندازهگیریهای ژئودتیک، حرکت را با دقت در حد متر مشخص میسازند. ادغام این دو مجموعه داده، نویز را به روایتی روشن از چگونگی تشکیل پوسته تبدیل میکند.
جمعبندی یکجملهای: گسترش کف اقیانوس همیشه با آهنگی ثابت پیش نمیرود؛ این فرایند میتواند در تپشهای ناگهانی و قدرتمندی رخ دهد که معادل چند دهه حرکت صفحه را در چند ساعت رقم میزنند.
نتیجهگیری
مشاهده تولد بخشی از پوسته اقیانوسی زمین فقط یک اتفاق تازه و جالب نیست. این رویداد شیوه اندازهگیری و مدلسازی رفتار تکتونیکی سیاره را تغییر میدهد. ثبت دادههای اوها-ژئودامز نشان میدهد کف اقیانوس از ترکیبی از رویدادهای خشن و قابل اندازهگیری و لغزشهای آرامتر و بیلرزه رشد میکند که تا حد زیادی از دید شبکههای لرزهای پنهان ماندهاند. اکنون که کارایی ابزارها در این محیط سخت اثبات شده است، گام بعدی استقرار گستردهتر، ثبت دادههای طولانیتر و بهکارگیری این درسها در مرزهای تکتونیکی دیگر است. اگر میخواهیم پوست زمین را بشناسیم، گاهی باید در زمان و مکان درست حاضر باشیم و راههای هوشمندانهای بسازیم تا وقتی سیاره سرانجام سخن میگوید، بتوانیم به آن گوش دهیم.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات (5)
قصد ندارم بیادب باشم اما یه خورده اغراق تو لحن هست. خوبه اما همه پشتهها ممکنه اینقدر کوانتومی رفتار کنن؟ شک دارم
من تو یه همایش یه نظریه شبیه شنیده بودم، اما رصد هممکانه و صوتی؟ این یعنی داستان جدیه. سریع، خشن و غیرقابل انتظار
واقعاً ۱۵۰ میلیون متر مکعب؟! اینو چطور حساب کردن، خطا چنده؟ اگه درست باشه یعنی کلی اتفاق تو چند روز...؟
معقول به نظر میاد، یعنی به جای جریان همیشگی، تپشهای کوتاه و قدرتمند مهمن؛ ولی باید دادههای بیشتری دید
وای.. تو اعماق که نور هم نمیرسه، یه پوسته تازه زاده شده؟! شگفتانگیز، کاش فیلم یا صدا بیشتر بود تا حسش کنیم