كشفت دراسة جديدة أن أولى قارات الأرض ، المعروفة باسم كراتون ، ظهرت من المحيط بين 3.3 و 3.2 مليار سنة.
هذا يدفع إلى الوراء التقديرات السابقة عندما ظهرت الهراوات لأول مرة من الماء ، مثل متنوع دراسات اقترح أن ظهور كراتون على نطاق واسع حدث منذ حوالي 2.5 مليار سنة.
قال إيليا بيندمان ، أستاذ الجيولوجيا في جامعة أوريغون ، الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة: “لم يكن هناك شك في أن القارات كانت تخرج جزئيًا من الماء قبل 3.4 مليار سنة”. ذلك لأن العلماء وجدوا صخورًا رسوبية – والتي تتكون من القطع المكسورة للصخور الأخرى التي تعرضت للتعرية والعوامل الجوية – تعود إلى ذلك الوقت. لا يمكن أن تتشكل هذه الصخور الرسوبية إلا بعد أن اخترقت الأرض سطح الأول الارضالمحيطات.
متعلق ب: 50 حقائق مثيرة للاهتمام حول الأرض
لكن على الرغم من أن الجيولوجيين كانوا يعلمون أن بعض الهراوات على الأقل قد تم الكشف عنها منذ أكثر من 3 مليارات سنة ، إلا أن الوقت والمدى الدقيق لظهورها ظلوا موضع نقاش ، حسبما قال بيندمان لـ Live. Science في رسالة بالبريد الإلكتروني. يقترح مؤلفو الدراسة أن الهراوات بأكملها ، وليس مجرد بقع صغيرة من الأرض ، ظهرت من المحيطات منذ 3.3 مليار سنة ، على الرغم من افتقار الكوكب إلى “الأسلوب الحديث”. الصفائح التكتونيةقال: “بحاجة إلى دفع تلك القطع الطافية من القشرة إلى أعلى”.
للدراسة الجديدة التي نشرت في 8 نوفمبر في المجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS) ، سافر المؤلفون عبر Singhbhum craton ، الواقع في شرق الهند. تم العثور بالفعل على “جيوب” من الصخور الرسوبية القديمة في كراتون ، وأراد الفريق تحديد عمرها بالضبط وطبيعة تكوينها ، كما قال المؤلف الأول بريادارشي تشودري ، باحث ما بعد الدكتوراه في مدرسة الأرض ، الغلاف الجوي بجامعة موناش. والبيئة في ملبورن ، أستراليا.
قال شودري لموقع Live Science: “عندما نجمع كل جيوب الرواسب معًا ، وجدنا أنها تتشكل بطريقة ما في وقت واحد” في بيئات الأنهار أو الشاطئ. هذا يعني أن جزءًا كبيرًا من الكراتون تعرض للهواء والماء الجاري في نفس الوقت. “كانت مثل اللحظة التي أدركنا فيها ، حسنًا ، نحن في طريقنا إلى شيء ما.”
لتحديد تاريخ الصخور ، قام الفريق بفحصها بحثًا عن بلورات صغيرة تسمى الزركون ، والتي تحتوي على العنصر المشع اليورانيوم. قال شودري: “نخرج الزركون من الصخور – إنها عملية شاقة للغاية”. “يمكنك أن تتخيل أن العثور على الزركون يشبه العثور على إبرة في كومة قش” ، لأن قطر حبيبات الزركون بالكاد يبلغ عشرات الميكرونات ، مما يجعلها تبدو وكأنها رمل ناعم جدًا.
بعد جمع الزركون ، قام الفريق بصعق البلورات بالليزر للكشف عن تركيبتها الكيميائية ، باستخدام تقنية تسمى قياس الطيف الكتلي. يتحلل اليورانيوم ليقود بمعدل ثابت ، لذلك بالنظر إلى نسبة اليورانيوم الى قيادة في كل عينة ، كان الفريق قادرًا على تحديد عمر الصخور ؛ من هناك ، قدروا أن الكراتون بأكمله قد تعرض منذ حوالي 3.2 إلى 3.3 مليار سنة.
متعلق ب: 10 طرق تغيرت بها الأرض إلى الأبد
ولكن ما هي القوى التي دفعت في البداية سنغبوم كراتون خارج الماء؟ لفهم هذا ، أخذ المؤلفون عينات من الصخور النارية من كراتون ، أي الصخور التي تكونت من تبلور الصهارة الساخنة ؛ وقال شودري إن هذه الصخور النارية تقع أسفل الصخور الرسوبية للكراتون ، وتشكل نوعًا من “القبو”.
يشفر التركيب الكيميائي لهذه الصخور النارية معلومات حول الضغط و درجة حرارة الذي قاموا بتدريبه في البداية ، كما قال. مع الأخذ في الاعتبار هذه التركيبات الكيميائية ، قام الفريق ببناء نموذج لإعادة تكوين الظروف التي شكلت الصخور ، ثم دفعها فيما بعد عبر سطح المحيط.
يشير النموذج إلى أنه منذ حوالي 3.5 إلى 3.2 مليار سنة ، تسببت أعمدة الصهارة الساخنة تحت القشرة في زيادة سماكة أجزاء من كراتون وإثرائها بمواد خفيفة عائمة ، مثل الصقلية والكوارتز. قال شودري إن هذه العملية تركت الكراتون “سميكًا فيزيائيًا وخفيفًا كيميائيًا” مقارنة بالصخور الأكثر كثافة حوله ، وبالتالي دعمت كتلة الأرض خارج الماء.
تحتوي كراتون أخرى على صخور رسوبية من أعمار مماثلة لكراتون سينغبوم في الهند ، بما في ذلك Kaapvaal Craton في جنوب إفريقيا و Pilbara Craton في أستراليا. استنادًا إلى الدراسة الجديدة ، من المحتمل أن تكون هذه الهراوات قد ظهرت أيضًا ، في مجملها ، منذ أكثر من 3 مليارات عام ، كما كتب مؤلفو الدراسة في تقريرهم. ولكن في حين أن هذا الظهور الهائل للقارات أمر ممكن ، إلا أن هناك العديد من الأسئلة الكبيرة التي لا تزال قائمة فيما يتعلق بهذه الفترة من تاريخ الأرض: ما هي بالضبط مساحة الأرض التي تعرضت في أي وقت ، وإلى متى بقيت هذه الكتل الأرضية في الأرض. فوق الماء؟ قال شودري إن الإجابات على كلا السؤالين لا تزال غامضة في هذه المرحلة.
قال بيندمان: “الكثير من الصخور التي كان من الممكن أن تكون قد ظهرت هي الآن مغمورة” ، مما يعني أنها انزلقت تحت قطعة قريبة من القشرة ودُفعت إلى الوشاح أدناه. بشكل عام ، تكون القشرة القارية أقل عرضة للاندساس من القشرة الموجودة تحت المحيط ، ولكن لا يزال من الممكن أن تتشوه وتتلف بفعل قوى مختلفة تعمل عند القشرة وتحتها ، ذكرت إيوس. “كلما تقدمت في السجلات الجيولوجية ، كلما قلت الصخور …”
وأشار شودري إلى أنه حتى إذا غرقت بعض كراتون في البحر بعد فترة وجيزة من ظهورها فوق الماء لأول مرة ، فإنها قد أحدثت تغيرات كبيرة في العالم السطحي.
على سبيل المثال ، أول ظهور للأرض الارض قد تسببت في عمليات مثل التجوية والتآكل ، وهذه بدورها ستحمل عناصر مثل الفوسفور في المحيط ، مما يوفر المكونات الرئيسية لأول أشكال الحياة على هذا الكوكب. وهي الكائنات الحية المعروفة باسم البكتيريا الزرقاء أو الخضراء المزرقة الطحالب، سوف يملأ المحيطات ، وعبر البناء الضوئي، يقدم الأكسجين قال شودري.
قال شودري قبل أن يصبح الأكسجين مكونًا رئيسيًا للغلاف الجوي للأرض منذ حوالي 2.45 مليار سنة ، كان هناك دليل على ما يسمى بدفعات الأكسجين التي ظهرت هنا وهناك. هذه النفث ، كما يعتقد ، قد تكون مرتبطة بالظهور الأول للكراتون ، في تلك الثقافات الصغيرة من البكتيريا الزرقاء ربما ظهرت بالقرب من كتل اليابسة وزيادة مستويات الأكسجين محليًا.
في الوقت نفسه ، كان من الممكن أن ينتج عن تجوية مواد مثل السيليكا على الأرض كربون وقال إن ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي يؤدي إلى تبريد كوكب الأرض على المستوى الإقليمي. هذا التأثير الجانبي لتدهور السيليكا معروف جيداً. اليوم ، تسحب صخور السيليكات المقاومة للعوامل الجوية ما يقرب من 150 إلى 330 مليون طن (136 إلى 299 مليون طن متري) من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كل عام ، وفقًا لما ذكرته Eos.
وقال بيندمان فيما يتعلق بوقت وكيفية ظهور الهراوات بالكامل ، “من المرجح أن يستمر الجدل”. وأضاف أنه من الناحية النظرية ، فإن اكتشاف كراتون جديدة سيساعد في تسوية المشكلة بشكل نهائي.
قال بيندمان لـ Live Science: “يواصل الجميع دراسة حفنة من المواقع المعروفة منذ فترة طويلة ،” ولكن قد تكون النتوءات غير المكتشفة مخفية في مناطق غير مستكشفة في القارة القطبية الجنوبية أو روسيا ، ويمكن أن يساعد العثور عليها في إكمال الصورة العامة لوقت وكيفية ظهور القارات الأولى للأرض. .
نُشرت في الأصل على Live Science.
