يوفر اكتشاف العلماء الرائد لصخور الوشاح رؤى جديدة حول النشاط البركاني للأرض، ودورات العناصر، وربما أصول الحياة، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في علوم الأرض.
بدأ فريق دولي بدراسة دور الوشاح في الحفاظ على الحياة على الأرض، وفي تطور البراكين، وفي تأثير الدورات العالمية.
نجح العلماء في استعادة أول قطعة طويلة من الصخور من عباءة الأرض، وهي الطبقة الموجودة أسفل قشرة الأرض وأكبر مكون للكوكب. وينبغي أن توفر هذه الصخور فهمًا أفضل لدور الوشاح في أصول الحياة على الأرض، والنشاط البركاني الذي يحدث عندما يذوب وتأثيره على الدورات العالمية للعناصر الحاسمة مثل الكربون والهيدروجين، وفقًا لفريق البحث.
تم انتشال 1,268 مترًا (4,160 قدمًا) من صخور الوشاح المستمرة تقريبًا من “نافذة تكتونية”، وهو جزء من قاع البحر حيث تم الكشف عن صخور الوشاح على طول مرتفع وسط المحيط الأطلسي، خلال رحلة سفينة حفر المحيط 399 “لبنات الحياة، أتلانتس ماسيف” جويديس القرار في ربيع 2023.
حطمت محاولات الاسترداد التي يعود تاريخها إلى أوائل ستينيات القرن العشرين الأرقام القياسية، وذلك بفضل البرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات، وهو اتحاد دولي للأبحاث البحرية يضم أكثر من 20 دولة يقوم باستعادة العينات الأسطوانية من الرواسب والصخور من قاع المحيطات لدراسة تاريخ الأرض.
يقول الباحثون إن الصخور المستخرجة من وشاح الأرض تشبه تلك التي كانت موجودة في الأرض المبكرة أكثر من الصخور الأكثر شيوعًا التي تشكل قاراتنا اليوم. الائتمان: البروفيسور يوهان ليسينبيرج
تحليل الصخور المستردة
منذ ذلك الحين، قام فريق البعثة بتجميع قائمة من صخور الوشاح المستردة لفهم تكوينها وبنيتها وسياقها.
استنتاجاتهم المقدمة في المجلة علومتكشف عن تاريخ ذوبان الصخور المستردة أكثر شمولاً مما كان متوقعًا.
وقال البروفيسور يوهان ليسينبيرج، المؤلف الرئيسي للدراسة وعضو كلية علوم الأرض والبيئة بجامعة كارديف: “كان اكتشاف الصخور العام الماضي إنجازًا كبيرًا في تاريخ علوم الأرض، بل والأكثر من ذلك، كان له تأثير كبير على تكمن القيمة في ما يمكن أن تخبرنا به نوى صخور الوشاح عن تكوين كوكبنا وتطوره. تبدأ دراستنا بفحص تركيبة الوشاح من خلال توثيق معادن الصخور المستردة، بالإضافة إلى تركيبها الكيميائي. نتائجنا تختلف عما توقعناه. هناك كمية أقل بكثير من معدن البيروكسين في الصخور، وتحتوي الصخور على تركيزات عالية جدًا من المغنيسيوم، وكلاهما ينتج عن ذوبان أكثر بكثير مما كنا نتوقع. »
يقوم البروفيسور يوهان ليسنبرغ (يسار) وزملاؤه بتحليل النوى المستخرجة من “نافذة تكتونية” على مرتفع وسط المحيط الأطلسي. الائتمان: ليزلي أندرسون، إكسب. 399، JRSO_IODP
حدث هذا الذوبان عندما ارتفع الوشاح من أعمق أجزاء الأرض نحو السطح.
ويقول الباحثون إن نتائج التحليل الإضافي لهذه العملية يمكن أن يكون لها آثار كبيرة على فهم كيفية تشكل الصهارة وتسببها في البراكين.
“اكتشفنا أيضًا قنوات يتم من خلالها نقل الذوبان عبر الوشاح، مما يسمح لنا بتتبع مصير الصهارة بعد تشكلها وانتقالها إلى سطح الأرض. وهذا مهم لأنه يخبرنا كيف يذوب الوشاح ويغذي البراكين، خاصة تلك الموجودة في قاع المحيط والتي تمثل غالبية البراكين على الأرض. سيسمح لنا الوصول إلى صخور الوشاح هذه بإقامة صلة بين البراكين والمصدر النهائي للصهارة. »
الارتباط المحتمل لأصل الحياة
وتقدم الدراسة أيضًا نتائج أولية حول كيفية تفاعل الأوليفين، وهو معدن متوافر بكثرة في صخور الوشاح، مع مياه البحر، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج الهيدروجين وجزيئات أخرى يمكن أن تغذي الحياة.
ويعتقد العلماء أن هذا يمكن أن يكون إحدى العمليات الأساسية التي أدت إلى ظهور الحياة على الأرض.
صرحت الدكتورة سوزان كيو لانج، العالم المشارك في الجيولوجيا والجيوفيزياء في معهد وودز هول لعلوم المحيطات، والتي كانت القائد العلمي المشارك للبعثة وجزءًا من الفريق الذي واصل تحليل عينات الصخور والسوائل: “الصخور التي كانت موجودة على إن الأرض المبكرة تشبه تلك التي اكتشفناها خلال هذه الرحلة الاستكشافية أكثر من الصخور الأكثر شيوعًا التي تشكل قاراتنا اليوم.
البعثة 399 “لبنات الحياة، أتلانتس ماسيف” من سفينة الحفر المحيطية JOIDESsolution التي استعادت 1,268 مترًا من صخور الوشاح المستمرة تقريبًا في ربيع عام 2023. Credit: Thomas Ronge (Exp. 399, JRSO_IODP)
“إن تحليلها يمنحنا رؤية نقدية للبيئات الكيميائية والفيزيائية التي كانت موجودة في وقت مبكر من تاريخ الأرض والتي كان من الممكن أن توفر مصدرًا ثابتًا للوقود وظروفًا مناسبة على مدى فترات جيولوجية طويلة لاستضافة أشكال الحياة الأولى. »
سيواصل الفريق الدولي التابع لبعثة JOIDESsolution والذي يضم أكثر من 30 عالمًا البحث في قلوب الحفر المستردة لمعالجة مجموعة واسعة من المشكلات.
وأضاف الدكتور أندرو ماكيج، الأستاذ المشارك في كلية الأرض والبيئة بجامعة ليدز، المؤيد الرئيسي للبعثة 399 والقائد العلمي المشارك للبعثة: “جميع الأشخاص المشاركين في البعثة 399، بدءًا من الاقتراح الأول في عام 2018”. يمكن أن يفخر بالإنجازات الموثقة في هذه الوثيقة. سيكون ثقبنا العميق الجديد قسمًا نموذجيًا لعقود قادمة في تخصصات متنوعة مثل عمليات الذوبان في الوشاح، والتبادلات الكيميائية بين الصخور والمحيطات، والكيمياء الجيولوجية العضوية، وعلم الأحياء الدقيقة. ستكون جميع البيانات من البعثة متاحة بالكامل، وهي مثال على كيفية إجراء العلوم الدولية. »
المرجع: “مقطع طويل من البريدوتيت الوشاح السربنتيني المنضب” بقلم سي. يوهان ليسينبيرج، أندرو إم. ماكيج، سوزان كيو. لانج، بيتر بلوم، ناتسو آبي، ويليام جي. برازيلتون، ريمي كولتات، جيريمي آر. دينز، كريستين إل. ديكرسون، مارغريت جودار، باربرا إي. جون، فريدر كلاين، ريبيكا كوهن، كوان يو لين، هايانغ ليو، إيثان إل. لوبيز، توشيو نوزاكا، أندرو جيه. بارسونز، فامديف باثاك، مارك ك. ريغان، جوردين أ.روباري، إيفان بي سافوف، وإستير إم. شوارزنباخ، وأوليفييه جيه سيسمان، وجوردون ساوثام، وفنغبينغ وانغ، وسي. جيفري ويت، وليزلي أندرسون، وسارة تريدويل، 8 أغسطس 2024، علوم.
دوى: 10.1126/science.adp1058
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”