9 دقیقه
پژوهشگران دهانه برخوردی بزرگی را در دامنهای جنگلی در استان گوانگدونگ نزدیک شهر ژائوچینگ شناسایی کردهاند که اندازه و جوانی آن، توجه محققان ژئوساینس را جلب کرده است. این دهانه جدید که به نام جینلین شناخته میشود، نه تنها از نظر ابعاد — تقریباً در مقیاس یک شهر کوچک — قابل توجه است، بلکه شواهد زمینشناسی و رسوبشناسی نشان میدهد که در دوره هولوسن شکل گرفته، یعنی پس از پایان آخرین دوره یخبندان که حدود ۱۱۷۰۰ سال پیش رخ داد. کشف چنین ساختاری در یک منطقه مرطوب و جنگلی اهمیت دارد چرا که نشان میدهد فرآیندهای حفاظت و نگهداری زمینشناسی میتوانند دهانههای برخوردی را در شرایطی که معمولاً اثرات سطوحی را سریعاً محو میکنند حفظ کنند.
غول پنهان در منظرهای مرطوب
اندازهگیریها نشان میدهد قطر دهانه جینلین بین حدود ۸۲۰ تا ۹۰۰ متر است و عمق آن به حدود ۹۰ متر میرسد؛ این ابعاد آن را از بسیاری از دهانههای شناختهشده هولوسن بزرگتر میسازد و از جمله بزرگترینها نسبت به ساختار ۳۰۰ متری ماچا در روسیه پیشی میگیرد. وجود یک دهانه خوب حفظشده و نسبتاً بزرگ در گوانگدونگ — منطقهای که تحت تأثیر بادهای موسمی، بارش سنگین و رطوبت بالا قرار دارد — برای محققان غافلگیرکننده بود، زیرا این شرایط معمولاً آثار برخوردی سطحی را در بازههای زمانی بسیار کوتاهتری نسبت به هولوسن محو میکنند و تنها ردپاهای زمینشناسی ظریف باقی میمانند.
بخشی از دلیل بقای جینلین به ساختار زمینشناسی محلی مربوط است. این دهانه درون گرانیت فرسودهٔ ضخیمی قرار گرفته که مانند لحافی محافظ عمل کرده، فرسایش را کند کرده و شکل حوضچه را نگه داشته است. تیمهای میدانی که پروفیلهای خاک را نقشهبرداری و نرخهای فرسایش را اندازهگیری کردند، از این دادهها برای محدود کردن بازه زمانی تشکیل دهانه استفاده کردند؛ نتایج و مقایسهٔ لایههای رسوبی و الگوهای فرسایش نشان میدهد که دهانه احتمالاً در اوایل تا میانهٔ هولوسن پدید آمده است. برای تعیین دقیقتر سن ممکن است از روشهای تاریخگذاری همچون رادیوکربن در مواد ارگانیک زیر لایههای رسوبی یا تاریخگذاری نوری-تحریکشده (OSL) در رسوبات استفاده شود که مطالعات آتی میتواند پی بگیرد.
ردپاهای میکروسکوپی؛ چرا محققان میگویند این یک برخورد است
هر فرورفتگی دایرهای لزوماً دهانه برخوردی نیست. برای اثبات منشأ فرازمینی، پژوهشگران به بافتها و شاخصهای غیرمبهمی که تحت فشار شوکی ایجاد میشوند تکیه میکنند. در محل جینلین، زمینشناسان شاهد مقدار زیادی دانهٔ کوارتز بودند که دارای ویژگیهای تغییرشکل صفحهای یا planar deformation features (PDFs) بودند؛ لایههای میکروسکوپی و موازی داخل بلورهای کوارتز که تنها در حضور فشارهای شوکی فوقالعاده بالا تشکیل میشوند و نشاندهندهٔ عبور موجهای ضربهای شدید هستند.
مینگ چن، ژئوفیزیکدان و نویسندهٔ اصلی مطالعه از «مرکز تحقیقات علمی و فناوری فشار بالا» در شانگهای، ارزش تشخیصی این بافتها را برجسته میکند. او توضیح میدهد که شکلگیری PDFها در کوارتز در زمین تنها توسط موجهای ضربهای قوی ناشی از برخورد اجرام آسمانی رخ میدهد. فشارهای این شوکها معمولاً در بازهٔ حدود ۱۰ تا ۳۵ گیگاپاسکال قرار میگیرند، مقادیری که بسیار بالاتر از آن چیزی است که نیروهای تکتونیکی یا آتشفشانی معمول تولید میکنند. علاوه بر PDFها، پژوهشگران به دنبال سایر نشانگرهای متامورفیسم شوکی مانند مخروطهای شکستگی (shatter cones)، وجود فازهای با فشار بالا در سیلیکاتها (مثل استیشوویت و کوئزیت) یا شواهد ذوب موضعی و شیشههای برخوردی نیز میگردند تا ترکیب شواهد را تقویت کنند.
مشاهدات میدانی تکمیلی و مجموعهٔ قطعات سنگی در اطراف دهانه تفسیر برخوردی را تقویت کردند. ساختار فضایی، الگوی توزیع مواد بریچیا و مورفولوژی دهانه نشان داد که عامل حفرکننده احتمالاً یک شهابسنگ بوده است نه یک دنبالهدار؛ چرا که یک برخورد دنبالهدار با سرعت و چگالی مشابه معمولاً به دلیل جرم و انرژی متفاوت، دهانهای بسیار بزرگتر، در مرتبهٔ چند کیلومتر تا دهها کیلومتر، ایجاد میکرد. بررسی ترکیب شیمیایی و ایزوتوپی مواد بیرونریخته و رگباری نیز میتواند به تفکیک بین ماهیت آسمانی جسم برخوردکننده — سنگی یا آهنی — کمک کند.
بخش زمینشناسی در کف دهانه؛ نشاندهندهٔ تجمع ترکیبی از خاک گرانیتی فرسوده و قطعات گرانیتی.
چرا جینلین تصویر برخوردهای اخیر زمین را تغییر میدهد
در حال حاضر تنها حدود ۲۰۰ دهانه برخوردی روی زمین بهطور قطع تأیید شدهاند و این شمار تا حد زیادی تحت تأثیر شرایط حفاظت ژئومورفولوژیک و گسترهٔ فعالیتهای میدانی و نقشهبرداری است. چشماندازهای سنگ سخت، اقلیمهای خشک و مناطقی که برنامهٔ زمینشناسی فعال دارند، معمولاً دهانهها را بهتر حفظ و آشکار میکنند. کشف جینلین روی دامنهٔ جنگلی و دورافتاده نکتهٔ مهمی را نشان میدهد: احتمالاً دهانههای بزرگِ قابلتوجهِ بیشتری در نقاطی مخفی شدهاند که فرسایش، پوشش گیاهی و فقدان کار میدانی متمرکز، ردپایشان را پنهان کرده است.
فراتر از پر کردن فاصلهای در فهرست برخوردهای هولوسن، جینلین یک آزمایشگاه طبیعی برای مطالعه فرآیندهای نگهداری و فرسایش فراهم میکند. مقایسهٔ سرعت محو شدن نشانههای برخورد در سطوح مختلف زمینشناسی و شرایط اقلیمی به پژوهشگران کمک میکند تا سوگیریهای مشاهدهای را هنگام برآورد نرخ برخوردها و ارزیابی خطرات اصلاح کنند. این مقایسهها شامل اندازهگیری نرخهای فرسایش، مطالعهٔ توسعهٔ خاک، بررسی رشد پوشش گیاهی و تحلیل رسوبات تهنشینشده در دهانه میشود؛ همهٔ اینها به تخمین دقیقتر اینکه چه مقدار از ثبت برخوردها بهدلیل عوامل محیطی از بین رفته یا مخفی شده است، کمک خواهد کرد.
از نظر عملی، این یافته نشان میدهد که فناوریهای نوین — مانند تصاویر پهپادی با وضوح بالا، مطالعات سیستماتیک نقشهبرداری فرسایش، دادههای لیدار (LiDAR) و آنالیزهای میکروسکوپی هدفمند — در حال تغییر نحوهٔ کاوش و تأیید دهانهها هستند. با ارائهٔ تصاویر توپوگرافی دقیق و مدلهای ارتفاعی، لیدار و پهپادها میتوانند الگوهای مورفولوژیک ظریف را آشکار کنند که در تصاویر ماهوارهای یا چشماندازهای پوشیده از گیاه قابل رؤیت نیستند. اگر پژوهشگران این ابزارها را بهصورت گسترده بر روی دامنههای دورافتاده در سراسر جهان بهکار گیرند، بخش قابلتوجهی از «زخمهای پنهان» برخوردهای کیهانی ممکن است روشن شود و تصویر تاریخ بمباران اخیر زمین را بازنوشت کند.
تحقیقات ادامهدار — از جمله آنالیزهای ژئوشیمیایی برای تعیین اینکه آیا شهابسنگ از نوع سنگی (استاندارد) بوده یا آهنی — میتواند برآوردهایی از جرم و سرعت جسم برخوردکننده ارائه دهد و مدلهای اثرات محلی و منطقهای این رویدادها را بهبود دهد. نمونهبرداری از بریچیاها، آنالیز عناصر بسپارنده مانند نیکل و ایریدیوم، و بررسی نسبتهای ایزوتوپی میتواند سرنخهایی از نوع و منشاء جسم آسمانی فراهم کند؛ برای مثال افزایش ایریدیوم میتواند نشانگر منشاء فرازمینی باشد.
در مقیاس انرژی، دهانهای به قطر نزدیک به یک کیلومتر معمولاً ناشی از جسمی با اندازهٔ دهها متر است؛ با این حال پارامترهای دقیق همچون زاویهٔ برخورد، سرعت و چگالی اجسام، خواص رسوبات محلی و وضعیت پوستهٔ هدف همگی در تعیین اندازهٔ نهایی دهانه نقش دارند. برآوردهای اولیه، با احتیاط علمی، نشان میدهند که جرم و انرژی آزادشده ممکن است به اندازهای باشد که آثار محیطی محلی مانند آتشسوزیهای گسترده یا تغییرات موقت در اکوسیستمهای محلی را سبب شده باشد؛ اما برای اثبات چنین پیامدهایی لازم است شواهد رسوبشناسی و ترکیبی پیدا شود که لایههای نابسامانی در رسوبات همعصر با برخورد را نشان دهد.
بهطور خلاصه، جینلین نه تنها یک مورد تازه به لیست دهانههای تأییدشده اضافه میکند، بلکه چارچوبی را برای ارزیابی بهتر نرخ برخوردها و سنجش مخاطرات ناشی از شهابسنگها فراهم میآورد. همچنین نمونهای است که میگوید چگونه فرآیندهای زمینساختی محلی و ساختار سنگی میتوانند بقای آثار شوکی را حتی در اقلیمهای مرطوب تضمین کنند.
دهانهٔ شهابسنگی در آریزونا که شاید یکی از شناختهشدهترین دهانههای برخوردی روی زمین باشد.
نکتهٔ دیگر این است که بررسی چگونگی حفظ نشانههای برخورد در شرایط مختلف زمینشناسی، به مدلسازی خطرات محلی و جهانی کمک میکند. اطلاعات بهدستآمده از جینلین میتواند به الگوسازی بهتر نرخهای برخورد در دورهٔ هولوسن کمک کند، که برای برنامهریزی مخاطرات سیارهای و سنجش تهدیدات احتمالی در آینده اهمیت دارد. علاوه بر آن، این کشف محرکی برای تقویت همکاریهای بینالمللی در زمینهٔ پایش و شناسایی دهانهها خواهد بود؛ چرا که شناسایی دهانهها به دسترسی میدانی، فناوری ریموت سنسینگ و کارشناسی در مقیاسهای متعدد نیازمند است.
در نهایت، یافتهٔ جینلین نشان میدهد که تاریخ بمباران زمین در زمانهای اخیر ممکن است ثروتمندتر و پیچیدهتر از آنچه فهرستهای فعلی نشان میدهند باشد. با تلفیق روشهای نوین تصویربرداری، مدلسازی فرسایش و آزمایشهای میکروسکوپی، پژوهشگران میتوانند تصویر جامعتری از نحوهٔ تأثیر رویدادهای برخوردی بر محیطهای محلی و تغییرات زیستمحیطی ارائه دهند و سوگیریهای مشاهدهای را اصلاح کنند.
منبع: sciencealert
نظرات
آرش
بچسبن به ایریدیوم و نیکل، بعد حرف بزنن؛ فعلا گزارش یکمی بزرگنمایی داره، نمونهها و دادههای شیمیایی بیشتر لازمه
سیتیلین
نکته جالب اینه که ساختار سنگ و فرسایش محلی تونسته اثر شوک رو حفظ کنه؛ فرصت خوبیه برای بهبود مدلهای نرخ برخورد
لابکور
من قبلا یه پروژه میدانی داشتم که لایههای مشابهی دیدیم، اما تا نمونهبرداری شیمیایی نباشه نمیشه قطعی گفت، اگر سریع نمونهبرداری کنن خوبه..
کوینپایلوت
به نظرم منطقیه؛ استفاده از لیدار و OSL لازمه تا بفهمیم چندتا دهانه دیگه هم ممکنه پنهان باشه.
دیتاپالس
وااای، تو یک جنگل در نزدیکی شهر؟ فکرنمیکردم همچین چیزایی تو این اقلیم مرطوب باقی بمونن، هیجانزدهم!
ارسال نظر