8 دقیقه
دانههای ریز شیشهای پراکنده در جنوب استرالیا اثر انگشت یک برخورد شهاب‌سنگی ناشناخته را فاش می‌کنند — رخدادی که حدود یازده میلیون سال پیش اتفاق افتاده است. زمین‌شناسان با بازبینی تکتییت‌های غیرمعمول نگهداری‌شده در مجموعه‌های موزۀ طبیعی، نوع شیشهای متمایزی کشف کردند که اکنون آنانگویتها نامیده شده و نشان‌دهندۀ یک برخورد عظیم اما هنوز کشف‌نشده در گذشتهٔ دور زمین است.
دانههای شیشهای غیرعادی؛ سرنخی از یک رخداد کیهانی گمشده
برای دهه‌ها، بیابان‌های استرالیا تعداد زیادی تکتیت — قطرات شیشهای شکل‌گرفته وقتی برخورد شهاب‌سنگی سنگ‌های سطحی را ذوب و به هوا پرتاب میکند — تولید کردهاند. بیشتر این دانه‌ها متعلق به میدان پراکندگی معروف استرالازیایی (Australasian strewnfield) هستند که قدمت‌شان حدود 788 هزار سال برآورد می‌شود. با این حال، تعداد اندکی از استرالیت‌ها سال‌هاست پژوهشگران را دچار ابهام کردهاند زیرا ترکیب شیمیایی و ویژگی‌های فیزیکی آنها با بقیه مطابقت ندارد.
تیمی به سرپرستی آنا موزولینو از دانشگاه ایکس-مارسیل دوباره آن ناهنجاری‌ها را بررسی کرد. با استفاده از توصیفات شیمیایی منتشرشده در یک مطالعه ناسا در سال 1969 به‌عنوان راهنما، مجموعهٔ استرالیت‌های موزۀ جنوب استرالیا را غربالگری کردند و شش تکتیت را شناسایی کردند که ترکیب متمایزی دارند: دیاکسید سیلیکون کمتر، ولی اکسیدهای آهن، منیزیم و کلسیم بیشتر؛ چگالی بالاتر، حساسیت مغناطیسی قویتر و بافت حبابی و نسبت‌های عناصر ردیابی متفاوت.
این تفاوت‌ها به اندازه‌ای قابل توجه‌اند که احتمال می‌رود منشأ متفاوتی داشته باشند. تاریخگذاری رادیومتریک آرگون بر روی دو نمونه نتیجۀ سنی نزدیک به یازده میلیون سال نشان داد و این دانههای شیشهای را از نظر زمانی — و از نظر منشاء — از برخورد استرالازیایی جوانتر جدا میکند. پژوهشگران این قطعات شیشهای را آنانگویت نامیده‌اند تا ردپای منحصربه‌فردشان را مشخص کنند. نام‌گذاری و شناسایی این گروه جدید در مطالعات تکتیت‌شناسی (تکتیتهای منطقهای) و پژوهش‌های برخوردی اهمیت دارد و نشان میدهد که مجموعه‌های موزه‌ای چطور میتوانند شواهد ناگفته‌ای از تاریخ زمین ارائه دهند.
چرا گودال برخوردی هنوز پیدا نشده — و پیامدهای آن
یک نکتهٔ چشمگیر: هیچ گودال برخوردی قطعی به رخداد آنانگویت متصل نشده است. این موضوع حیرت‌آور است با توجه به وسعت و توزیع محصولات ذوب‌شده‌ای که برای تولید دانههای شیشهای حمل‌شده صدها تا هزاران کیلومتر لازم است. همان‌طور که فرد ژوردان، زمین‌شناس زمان‌شناسی در دانشگاه کرتین توضیح میدهد، این دانه‌ها مانند «کپسول‌های زمان» عمل می‌کنند که امضای یک برخورد خشن را مدت‌ها پس از آنکه زخم‌های توپوگرافی از بین رفته‌اند حفظ می‌کنند.
شش آنانگویت تازه‌کشف‌شده
چند دلیل معقول وجود دارد که چرا یک گودال ممکن است پنهان باشد. یازده میلیون سال زمان کافی برای فرسایش شدید، پوشش رسوبی یا فرایندهای تکتونیکی است تا شواهد سطحی را دفن یا محو کنند. در مناطق خشک مرکز استرالیا، دوره‌های خشک‌شدن و تغییر الگوی رسوب‌گذاری از حدود 33 میلیون سال پیش ممکن است مورفولوژی برخوردی را محو یا تخریب کرده باشد. از سوی دیگر، گودالی در نواحی گرمسیری یا کوهستانی — مانند بخش‌هایی از پاپوآ گینه نو — ممکن است به‌اشتباه به‌عنوان ساختار آتشفشانی شناسایی شده یا توسط زمینشناسی جوانتر پوشانده شده باشد.
موزولینو و همکارانش همچنین تفاوت‌های ژئوشیمیایی میان آنانگویت‌های غربی و شرقی در مجموعهٔ خود را یادداشت کردهاند؛ این تفاوت‌ها میتواند روزی به کمکی برای محدود کردن ناحیهٔ جستوجو تبدیل شود اگر نمونه‌های بیشتری پیدا و آنالیز شوند. با این حال، در حال حاضر منبع دقیق این شواهد باز است و یافتن آن گودال، جایزه‌ای بزرگ در علم دهانه‌های برخوردی خواهد بود. کشف گودال میتواند اطلاعاتی دربارۀ اندازهٔ جرم برخوردکننده، انرژی آزادشده و تأثیرات زیست‌محیطی محلی یا منطقه‌ایِ ناشی از برخورد فراهم کند.
زمینهٔ علمی: تکتیتها، میدان‌های پراکندگی و تاریخگذاری آرگون
تکتیتها شیشه‌های طبیعی هستند که از مواد زمینی ذوب‌شده در اثر برخوردهای پرسرعت شکل می‌گیرند. وقتی یک شهاب‌سنگ به زمین برخورد میکند، انرژی آزادشده میتواند صدها تا هزاران تن سنگ را ذوب کند؛ بخش‌هایی از این مواد ذوب‌شده به فضای بالای سطح پرتاب میشوند و سپس به‌صورت قطرات شیشهای سرد میشوند و سقوط می‌کنند. میدان‌های پراکندگی (strewnfields) نواحی‌ای هستند که این قطرات شیشهای در آنها به زمین بازمی‌گردند.
میدان پراکندگی استرالازیایی بزرگترین و گسترده‌ترین میدان شناخته‌شده بر روی زمین است و گودال منبع آن باوجود دهه‌ها جستوجو همچنان ناشناخته مانده است. تاریخگذاری آرگون-آرگون (40Ar/39Ar) ابزاری کلیدی برای تعیین سن تکتیتها است: هنگامی که سنگ مذاب سرد می‌شود، آرگون رادیواکتیو محبوس می‌شود که به دانشمندان اجازه میدهد با اندازهگیری فروپاشی پتاسیم-40 سن تشکیل را با دقت تعیین کنند. نتایج جدید آرگون که آنانگویتها را به سن حدود یازده میلیون سال پیوند میدهد، قطعهٔ تعیین‌کننده‌ای است که این دانه‌ها را از جمعیت جوانتر استرالیت متمایز می‌سازد.
علاوه بر تاریخگذاری، توزیع فضایی تکتیتها (پراکندگی جغرافیایی)، ویژگی‌های میکروسکوپی بافت حبابی و نسبت‌های عناصر نادر (trace elements) در نمونهها، مجموعه‌ای از سرنخ‌های ژئوشیمیایی فراهم می‌آورند که میتواند به بازسازی زاویه، سرعت و مکان برخورد کمک کند. ترکیب پایین‌تر SiO2 و نسبت‌های بالاتر اکسیدهای آهن، منیزیم و کلسیم همچنین میتواند نشان‌دهندهٔ ذوب‌شدن لایه‌ای از سنگ‌های میزبان با ترکیب مشخص یا حضور مواد هدف خاصی در ناحیهٔ برخورد باشد.
پیامدها و گام‌های بعدی در پژوهش برخوردها
کشف آنانگویتها بخشی از تاریخ برخوردی استرالیا را بازتعریف میکند. این کشف نشان میدهد که قاره میتواند آثار میکروسکوپی رخدادهایی را حفظ کند که از منظر ژئولوژی سطحی قابل مشاهده نیستند. این دانههای شیشهای ریز میتوانند به بازسازی اندازه، انرژی و اثرات زیست‌محیطی یک برخورد ناپیدا کمک کنند و به ما امکان بدهند تا اثرات اقلیمی، زلزله‌ای و رسوبی احتمالی را برآورد کنیم.
- استراتژی جستوجو: تکتیت‌هایی که با اثر انگشت ژئوشیمیایی تطبیق داده شدهاند میتوانند تیم‌های میدانی را به سمت نواحی منشأ احتمالی هدایت کنند؛ تعیین توزیع مکانی و غلظت نمونهها اطلاعات اولیهٔ مهمی فراهم می‌آورد.
- حس‌گرهای راه‌دور (Remote sensing): تصویرسازی ماهوارهای، آنالیز LIDAR، و پایش دادههای چندطیفی میتواند ساختارهای دایرهای مدفون را آشکار کند؛ همچنین بررسیهای ژئوفیزیکی مانند دادههای گرانشی و مغناطیسی میتواند به کشف اختلالات زیر سطح و شواهد دهانه‌ای کمک کند.
- مطالعات تطبیقی: مقایسهٔ آنانگویتها با دیگر تکتیتهای منطقهای و بررسی نمونه‌های موزه‌ای در مجموعه‌های دیگر ممکن است الگوهای توزیع را نشان دهد که به موقعیت گودال بازمی‌گردد؛ آنالیز ایزوتوپهای سنگ‌مادر و شاخص‌های ردیابی طلبِ اطلاعات بیشتری دربارهٔ سنگ هدف خواهد بود.
این کشف همچنین ارزش مجموعه‌های موزه‌ای را برجسته میکند. نمونه‌هایی که دهه‌ها پیش جمع‌آوری شدهاند میتوانند با ابزارهای تحلیلی مدرن و سؤالات تازه نتایج جدید و ارزشمندی ارائه دهند؛ دسترسی به بایگانی‌ها و مجموعه‌ها همراه با آنالیز ژئوشیمی پیشرفته و تاریخگذاری رادیومتریک، کلید کشف منابع ناشناختهٔ برخوردها است.
نکات تخصصی
«یافتن آنانگویتها شبیه آشکارسازی پاراگرافی گمشده در تاریخ برخوردهای زمین است،» می‌گوید دکتر لورا چن، زمین‌شناس سیاره‌ای و متخصص برخوردها (شخصیتی فرضی). «این دانههای شیشهای ما را قادر می‌سازند به رخدادهایی نفوذ کنیم که کمترین اثر توپوگرافی را برجای گذاشته‌اند. با غربالگری ژئوشیمیایی هماهنگ و ژئوفیزیک هدفمند، ممکن است بتوانیم گودال پنهان را بیابیم و پیامدهای محیطی منطقهای آن برخورد را بهتر درک کنیم.»
این پژوهش در مجلۀ Earth and Planetary Science Letters منتشر شده و مسیر جدیدی برای کار میدانی مشترک، نقشه‌برداری ژئوشیمیایی و کارزارهای حس‌گرهای راه‌دور برای یافتن گودال مرموز پشت جدیدترین نشان برخوردی استرالیا باز میکند. گسترش همکاری میان زمین‌شناسان میدانی، ژئوشیمیدان‌ها، متخصصان سن‌سنجی ماهوارهای و تیم‌های تاریخگذاری رادیومتریک میتواند سرعت و دقت کشف را افزایش دهد. افزون بر این، ترکیب دادههای زمینشناسی با شبیهسازیهای عددی برخورد میتواند بازه‌هایی از اندازه و انرژی برخورد را که منجر به پراکنش تکتیتها شده است محدود کند.
منبع: sciencealert
ارسال نظر