يتناقض فريق بحثي مع النظرية السائدة حول كيفية تشكل قشرة الأرض، مما يدل على استمرار عملية إعادة العمل البطيئة بدلاً من التباطؤ السريع قبل 3 مليارات سنة. ومن خلال تحليل أكثر من 600000 عينة صخرية حول العالم، اقترحوا طريقة جديدة لرسم خرائط نمو القشرة الأرضية، مما يشير إلى نمو أكثر تدريجيًا ويوفر نظرة ثاقبة حول التكوينات الكوكبية والاختلافات، خاصة فيما يتعلق بكوكب الزهرة.
على مدى مليارات السنين، واصلت قشرة الأرض عملية إعادة صياغة بطيئة، على الرغم من أن نموها تباطأ بسرعة قبل حوالي 3 مليارات سنة، حسبما كشفت دراسة أجرتها ولاية بنسلفانيا. وقال الباحثون إن الاكتشاف الجديد يتناقض مع النظريات الموجودة التي تشير إلى التكوين السريع للصفائح التكتونية في وقت سابق من تاريخ الأرض.
وقد نشر البحث مؤخرا في المجلة رسائل المنظورات الجيوكيميائية.
يمكن أن يساعد هذا العمل في الإجابة على سؤال أساسي حول كوكبنا ويمكن أن يحمل أدلة على تكوين كواكب أخرى، وفقًا للمؤلف الرئيسي جيسي ريمينك، الأستاذ المساعد في علوم الأرض.
وقال ريمينك: “تشير النظرية السائدة إلى نقطة انعطاف منذ حوالي 3 مليارات سنة، مما يعني أنه كان لدينا كوكب راكد مع عدم وجود نشاط تكتوني قبل التحول المفاجئ إلى تكتونية الصفائح”. “لقد أظهرنا أن هذا ليس هو الحال.”
لرسم تكوين قشرة الأرض – أو منحنى نمو قشرة الأرض – تحول الباحثون إلى أكثر من 600000 عينة تشكل قاعدة بيانات سجلات الصخور الأرضية. قام باحثون من جميع أنحاء العالم، بما في ذلك ولاية بنسلفانيا، بتحليل كل عينة صخرية مسجلة لتحديد محتواها الجيوكيميائي وعمرها. واختار الباحثون السجلات الصخرية على العينات المعدنية، وهو ما يسلط الضوء على نظرية التكوين المفاجئ، لأنهم قالوا إن السجلات الصخرية أكثر حساسية وأقل عرضة للتحيز في هذه المقاييس الزمنية.
تشير الأبحاث التي أجراها جيسي ريمينك، الأستاذ المساعد في علوم الأرض في ولاية بنسلفانيا، إلى أن قشرة الأرض استمرت في عملية إعادة صياغة بطيئة لمليارات السنين، بدلا من تباطؤ نموها بسرعة منذ حوالي 3 مليارات سنة. وقال ريمينك إن هذا العمل يتناقض مع النظريات الموجودة التي تشير إلى التكوين السريع للصفائح التكتونية في وقت سابق من تاريخ الأرض. الائتمان: بإذن من جيسي ريمينك
ومع العلم أن موثوقية السجلات المعدنية تتناقص بمرور الوقت، أعاد الباحثون إنشاء منحنى نمو القشرة الأرضية باستخدام السجلات الصخرية. Pour ce faire, ils ont développé une méthode unique pour déterminer comment les roches ignées datant d’il y a des millions d’années ont été retravaillées et reformées au fil du temps : démontrant expérimentalement comment la même roche pouvait changer de différentes manières au fil الوقت. يمكن إصلاح الصخور بعدة طرق، مثل التجوية في الرواسب أو إعادة صهرها في الوشاح. ولذلك استخدم الباحثون هذه البيانات التجريبية لتكوين أدوات رياضية جديدة يمكنها تحليل السجلات الصخرية وتحديد الاختلافات في تغيرات العينات.
وقال ريمينك: “لقد حسبنا مدى إعادة العمل من خلال النظر في تكوين الصخور النارية بطريقة جديدة تسمح لنا بتحديد نسبة الرواسب”.
واستخدموا هذه الحسابات لمعايرة التعديلات الموثقة في السجل الصخري. بعد ذلك، قام الباحثون بحساب منحنى نمو القشرة الأرضية باستخدام المعرفة الجديدة حول كيفية إعادة تشكيل الصخور. وقارنوا المنحنى المحسوب حديثًا بمعدل النمو المأخوذ من سجلات المعادن من قبل خبراء آخرين.
يشير عمل رايمينك وفريقه إلى أن قشرة الأرض تتبع مسار الوشاح – الطبقة التي تقع عليها القشرة – مما يشير إلى وجود علاقة بين الاثنين. وقال ريمينك إن هذه ليست المرة الأولى التي يقترح فيها علماء الجيولوجيا نموًا تدريجيًا للقشرة الأرضية؛ ومع ذلك، هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام سجل الروك لدعمه.
وقال ريمينك: “يتطابق منحنى نمو القشرة الأرضية لدينا مع سجل نمو الوشاح، لذلك يبدو أن هاتين الإشارتين تتداخلان بطريقة لم تحدث عند استخدام السجل المعدني لإنشاء منحنى نمو القشرة الأرضية”.
وحذر ريمينك من أن البحث يحسن ما يفهمه الباحثون، ولكنه ليس الحل الأمثل والنهائي لأبحاث نمو القشرة الأرضية. هناك ببساطة عدد قليل جدًا من نقاط البيانات التي لا يمكنها التحدث عن الزمان والمكان الشاسعين لقشرة الأرض. ومع ذلك، قال ريمينك إن التحليل الأعمق لنقاط البيانات الموجودة يمكن أن يساعد في إثراء التحقيقات على الكواكب الأخرى. كوكب الزهرةعلى سبيل المثال، لا يحتوي على صفائح تكتونية ويمكن أن يكون مثالًا حديثًا على الأرض المبكرة.
“متى أصبحت الأرض والزهرة مختلفتين؟” » سأل ريمينك. “ولماذا أصبحوا مختلفين؟” ويلعب معدل نمو القشرة الأرضية هذا دورًا مهمًا في هذه الظاهرة. فهو يروي كيف وماذا ولماذا تطورت الكواكب على مسارات مختلفة.
المرجع: “نظرة عالمية للغلاف الصخري للنمو القاري” بقلم JR Reimink وJHFL Davies وJ.-F. Middle وDG Pearson، 3 أغسطس 2023، رسائل المنظور الجيوكيميائي.
دوى: 10.7185/جيوكيمليت.2324
جوشوا ديفيز، من جامعة كيبيك في مونتريال؛ وجان فرانسوا ميدل، من جامعة ليون، فرنسا؛ ود. جراهام بيرسون، جامعة ألبرتا، كندا، ساهموا في هذا البحث.
دعم مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة في كندا هذا البحث جزئيًا.
