6 دقیقه
زمين‌شناسان مي‌گويند يک فرآيند پنهان و بسيار کند در اعماق زير پاهای ما در حال جدا کردن ريشههای قارهای و انتقال آن مواد به گوشته اقيانوسی است — و اين جابه‌جايی، به توليد فعاليت‌های آتشفشانی در فاصله‌های دور از مرزهای صفحات زمينی کمک میکند. شبيه‌سازی‌های جديد و تحليل‌های ژئوشيميايی نشان میدهد که «امواج گوشته»ی غلتان مقصر اين پديده‌اند و توضيحی يکپارچه برای شيمي آتشفشانی مرموز و فوران‌های طولانی‌مدت اقيانوسی ارائه می‌دهند.
کَندن قارهها از پايين: ايدهٔ موج گوشته
وقتی قارهها از هم جدا میشوند و حوضه‌های اقيانوسی جديد تشکيل می‌گردد، فعاليت تنها در سطح متوقف نمیشود. براساس تحقيقاتی که رهبری آن را دانشگاه ساوث‌همپتون بر عهده داشته است، آغاز شکاف قارهای ناپايداریهای ظريفی را در گوشتهٔ فوقانی ايجاد میکند که در امتداد پايهٔ صفحه‌های قارهای حرکت میکنند. اين امواج کندِ گوشته که در عمق تقريباً ۱۵۰ تا ۲۰۰ کيلومتری زير سطح رخ می‌دهند مانند رندهٔ زمين‌شناختی عمل کرده و قطعاتی از ريشهٔ عميق قاره را خرد و جدا میسازند و به سمت کنار و درون گوشتهٔ اقيانوسی می‌برند.
اين تکه‌های جداشده از مادهٔ قارهای سپس گوشتهٔ اطراف را از نظر شيميايی غنی میکنند. در طول ميليون‌ها سال، اين مواد مي‌توانند ناحيه‌های منشا برای مذابهای آتشفشانی را فراهم کنند که بعدها بر کف دريا فوران میکنند يا زنجيرههای جزيرهای را در نقاطی دور از مرزهای قارهای مدرن میسازند.
چرا اين فرضيه يک معماي قديمی را حل میکند
ژئوشيميدانان و پتروژيست‌ها از مدت‌ها پيش الگوی عجيب و غريبی را مشاهده کرده‌اند: جيب‌هايی از گوشتهٔ اقيانوسی که به نظر «آلوده» به امضاهای قارهای باستانی می‌آيند، اما در فاصله‌ای دور از مناطق زيرآويزی يا فوران پلاوم‌های واضح قرار دارند. توضيحات پيشين شامل رسوبات بازیافتی کشيده‌شده به گوشته توسط زيرآويزی يا مواد غنی‌شدهٔ بالا رونده از پلاوم‌های عميق بودند. اما هيچ‌کدام از اين فرآيندها تمام مجموعهٔ مشاهدات را پوشش نمی‌دهند — به‌ويژه در جاهايی که نواحی غنیشده مجموعه‌ای از سنين سنگی مختلف را نشان می‌دهند يا نشانه‌ای از فعاليت پلاومی وجود ندارد.
مدل موج-گوشته اين ناسازگاری‌ها را توضيح میدهد. شبيه‌سازی‌ها همراه با تحليل‌های شيميايی نشان میدهد که هنگام ريفت قارهها، ناپايداریهای حاصل میتوانند مادهٔ ريشهٔ قاره را تا بيش از ۱۰۰۰ کيلومتر به صورت جانبی جاروب کنند. آن ماده در گوشتهٔ اقيانوسی مخلوط میشود و برای دهها ميليون سال — حتی بعد از اينکه خود قارهها از هم دور شده‌اند — فعاليت آتشفشانی را تغذيه میکند.
توماس گرنون، نويسندهٔ اصلی و زمين‌شناس دانشگاه ساوث‌همپتون، اشاره میکند: «دهه‌هاست که می‌دانيم بخش‌هايی از گوشته زير اقيانوس‌ها به‌طرز عجيبی به نظر آلوده می‌آيند، انگار قطعاتی از قاره‌های باستانی به‌نوعی به آنجا رسيده‌اند.» کار جديد نحوه، زمان و گسترهٔ حرکت اين آلودگی را توضيح میدهد.
شواهد واقعی: زنجيرههای جزاير اقيانوس هند و بازمانده‌های گُندوانا
شواهد ميدانی از اين مدل حمايت میکند. يک رشتهٔ آتشفشان‌ها و کوه‌های زيردریايی در اقيانوس هند، شامل جزيرهٔ کریسمس، زمانی در شمال‌شرق استراليا قرار داشتند هنگامی که گُندوانا بيش از ۱۵۰ ميليون سال پيش به بخشهای مختلف جدا شد. اين منطقه هيچ نشانهٔ واضحی از يک پلاوم عميق ندارد، اما نشان‌دهندهٔ آتشفشانهای غنی‌شده‌ای است که ظرف حدود ۵۰ ميليون سال پس از شکست قارهای آغاز شده و سپس تدريجاً ضعيف میشود — الگویی که با پيشبینیهای مدل براي انتقال توسط موج گوشته و فروپاشی آن همخوانی دارد.
اثر انگشت‌های ژئوشيميايی دقيق در سنگ‌های آتشفشانی اين جزاير سنين و تركيب‌های آميخته‌ای را نشان میدهد که با وارد شدن و پخش شدن قطعات قارهای در گوشتهٔ اقيانوسی سازگار است تا اينکه يک تزريق تک‌منبعی رخ داده باشد.
نموداری که نشان میدهد چگونه گوشتهٔ غنیشده (EM) در طول ميلياردها سال تجمع میکند. نمادهای الماس جاهايی را نشان می‌دهند که احتمال تجمع الماس‌ها در آنها وجود دارد.
دامنهٔ گسترده‌تر تاثيرات: الماس‌ها، بالا بردن سطح و حافظهٔ پويايی زمين
پيامدهای کندن ريشههای قارهای فراتر از آتشفشان‌هاست. تيم پژوهشی پيشنهاد میکند همان امواج گوشته میتوانند مذابهای غني از الماس را به سمت بالا هدايت کنند و احتمالاً توضيحی برای حضور الماس در رسوبات آتشفشانی غافلگيرکننده فراهم آورند. آنها همچنين اين فرض را مطرح میکنند که بازسازمان‌های گستردهٔ گوشته مرتبط با اين امواج میتوانند باعث ارتفاع آهستهٔ نواحی داخلی قارهها به ميزان بيش از يک کيلومتر شوند و برخی از برجسته‌ترين بلندی‌های توپوگرافی کرهٔ زمين را شکل دهند.
ساسچا برونه، ژئوديناميک‌دان از دانشگاه پوتسدام و هم‌نويسنده، بر پايداری اين سامانه تاکيد میکند: «ما دريافتيم که گوشته هنوز هم آثار شکست قارهای را مدت‌ها پس از جدايی خود قارهها حس میکند. سامانه هنگام تشکيل يک حوضهٔ اقيانوسی جديد خاموش نمیشود.» به عبارت ديگر، تکتونيک صفحه‌ای ميراث شيميايی و مکانیکی درازمدتی در گوشته برجا می‌گذارد.
اين فرآيند جاروبی برای چشم‌انداز انسانی بسيار يخچالی است — عملاً ميليون برابر کندتر از حرکت يک حلزون — اما در طول دهها تا صدها ميليون سال مواد را در مقياس سياره‌ای بازچينی میکند.
ريشههای بلوری قارهها که نشان‌دهندهٔ موادی است که پژوهشگران پيشنهاد میکنند حذف شده و بهصورت جانبی به گوشتهٔ اقيانوسی منتقل میشود.
روش‌ها: ترکيب شبيه‌سازی‌ها و ژئوشيمی
پژوهشگران از شبيه‌سازی‌های ژئوديناميکی با وضوح بالا برای مدل‌سازی نحوهٔ انتشار ناپايداریهای حرارتی و مکانیکی در زير قاره‌های در حال ريفت استفاده کردند. آنها سپس اين مدل‌ها را با تحليل‌های شيميايی سنگ‌های آتشفشانی از نواحی دوردست اقيانوسی مقايسه کردند. تطابق فاصله‌های حمل‌ونقل شبيه‌سازی‌شده، زمان‌بندی و تغييرات در نشانگرهای ژئوشيميايی لاواهای فورانی، دليل قوی‌تری برای نقش امواج گوشته در انتقال مواد فراهم آورد.
با تلفيق مدل‌سازی محاسباتی و شيمی سنگ، اين مطالعه قدرت رویکردهای چندرشته‌ای در تکتونيک و پويايی‌های گوشته را نشان میدهد.
دیدگاه کارشناسان
دکتر النا مورالس، ژئوفيزيک‌دان موسسهٔ فيزيک زمين که در اين مطالعه شرکت نداشت، يافته‌ها را زيبا و تأثيرگذار توصيف میکند: «اين مدل به‌طرز زيبايی مشاهدات زمين‌شناختی و ژئوشيميايی متفاوت را توجيه میکند. اين ديدگاه نحوهٔ درک ما از حافظهٔ بلندمدت گوشته را بازتعريف میکند و نشان میدهد که شکست‌ها اثراتی بر جای می‌گذارند که مي‌توانيم ميليون‌ها سال بعد آنها را بخوانيم. براي زمين‌شناسان اکتشافی و مدل‌سازان تکتونيک، اين نگرش بسيار ارزشمند است.»
در ادامهٔ راه، فرضيهٔ موج گوشته مسيرهای جديدی برای پژوهش باز میکند: نقشه‌برداری لکه‌های گوشتهٔ غنیشده در سراسر حوضه‌های اقيانوسی، تاريخ‌گذاری زمان ورود آنها و ارزيابی اينکه چگونه اين فرآيندها بر اپيزودهای گذشتهٔ آتشفشان‌خيز، بالا آمدن قارهای و تشكيل منابع معدنی تاثير گذاشته‌اند.
منبع: sciencealert
نظرات
آبسنگ
خودم وقتی روی گوهرشناسی کار می‌کردم، گاهی الماس تو رسوبات آتشفشانی می‌دیدم; حالا این مدل یه توضیح ممکن میده. یه کم هیجان زده‌م
آرمین
فکر میکنم شبیه‌سازی‌ها قوی‌ان اما شتاب‌زدگی تو تعمیم مدل به همه مناطق هست. بیش از حد قاطع نوشته شده، ولی ایده جذابه.
لابکور
یعنی مطمئنن زباله‌های قارهای تا ١٠٠٠ کیلومتر میرن؟ من هنوز میخوام داده‌های میدانی بیشتری ببینم... شواهد قوی ولی آیا جای بحث نیست؟
دیتاپالس
واو... فکر نمیکردم زمین اینقدر خاطره داشته باشه! موج‌های گوشته و این همه اثر بعد از صدها میلیون سال؟ شگفت‌انگیز و کمی دلهره‌آور.
ارسال نظر