أزال العلماء أصلًا محتملاً واحدًا لقارات الأرض.
على الرغم من أهمية قارات الأرض ، والقطع الضخمة من قشرة الكوكب التي تقسم محيطاته ، لا يُعرف الكثير عما أدى إلى ظهور هذه الكتل الأرضية الكبيرة التي تجعل كوكبنا فريدًا في النظام الشمسي ويلعب دورًا رئيسيًا في السماح له باستضافة حياة.
لسنوات ، افترض العلماء أن تبلور العقيق في الصهارة تحت البراكين كان مسؤولاً عن إزالة الحديد من قشرة الأرض ، مما سمح للقشرة بالبقاء طافية في بحار الكوكب. الآن ، يتحدى البحث الجديد هذه النظرية ، مما يجبر الجيولوجيين وعلماء الكواكب على إعادة التفكير في كيفية إزالة هذا الحديد من المواد التي ستواصل تشكيل القارات التي نراها اليوم على الأرض.
متعلق ب: كوكب الأرض: كل ما تريد أن تعرفه
تنقسم قشرة الأرض ، الغلاف الخارجي للكوكب ، إلى فئتين تقريبيتين: القشرة القارية الأقدم والأكثر سمكًا ؛ والقشرة المحيطية الأصغر والأكثر كثافة. تتشكل قشرة قارية جديدة عندما يتم تمرير لبنات بنائها إلى سطح الأرض من البراكين القوسية القارية. توجد هذه في أجزاء من الكرة الأرضية حيث تغرق الصفائح المحيطية تحت الصفائح القارية ، وهي مناطق تسمى مناطق الاندساس.
الفرق بين القشور القارية الجافة وقشور أعماق البحار المحيطية هو نقص الحديد في القشرة القارية. وهذا يعني أن القشور القارية طافية وترتفع فوق مستوى سطح البحر لتشكل كتل اليابسة الجافة التي تجعل الحياة الأرضية ممكنة.
يُفترض أن المستويات المنخفضة من الحديد الموجودة في القشرة القارية ناتجة عن تبلور العقيق في الصهارة تحت هذه البراكين القوسية. تزيل هذه العملية الحديد غير المؤكسد من الصفائح الأرضية ، بينما تستنفد أيضًا الحديد من الصهارة المنصهرة مما يجعلها أكثر أكسدة لأنها تشكل قشرة قارية.
قام فريق من الباحثين بقيادة الأستاذ المساعد بجامعة كورنيل ميجان هولي كروس وعالمة الجيولوجيا في متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي إليزابيث كوتريل بتحسين فهم القارات من خلال تحديد اختبار وإلغاء هذه الفرضية التي تمت صياغتها لأول مرة في عام 2018.
قال كوتريل في كتاب يطلق (يفتح في علامة تبويب جديدة)، مضيفًا أن الفريق كان متشككًا في تبلور العقيق كتفسير لطفو القشرة القارية.
خلق ظروف قاسية من باطن الأرض في المختبر
لاختبار نظرية العقيق ، أعاد الفريق تكوين الضغط الهائل والحرارة الموجودين أسفل براكين القوس القاري باستخدام مكابس ذات أسطوانات مكبس موجودة في متحف سميثسونيان. معمل الضغط العالي (يفتح في علامة تبويب جديدة) وفي جامعة كورنيل. يمكن لهذه المكابس صغيرة الحجم المكونة من الفولاذ وكربيد التنجستن إحداث ضغوط هائلة على عينات الصخور الصغيرة بينما يتم تسخينها في نفس الوقت بواسطة فرن أسطواني محيط.
كانت الضغوط الناتجة تعادل 15.000 إلى 30.000 مرة تلك الناتجة عن الغلاف الجوي للأرض ، وكانت درجات الحرارة المتولدة بين 1740 و 2250 درجة فهرنهايت (950 إلى 1230 درجة مئوية) ، وهي ساخنة بدرجة كافية لإذابة الصخور.
في سلسلة من 13 اختبارًا معمليًا مختلفًا أجراها الفريق ، قام كوتريل وهوليكروس بتنمية عينات من العقيق من الصخور المنصهرة تحت ضغط ودرجات حرارة تحاكي الظروف داخل غرف الصهارة في أعماق قشرة الأرض.
تم تحليل هذه العقيق المزروع في المختبر باستخدام التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية والذي يمكن أن يكشف عن تكوين الأجسام بناءً على كيفية امتصاصها للأشعة السينية. تمت مقارنة النتائج مع العقيق بتركيزات معروفة من الحديد المؤكسد وغير المؤكسد.
كشف هذا أن العقيق الذي ينمو من الصخور في ظروف تشبه باطن الأرض لم يأخذ ما يكفي من الحديد غير المؤكسد لشرح مستويات نضوب الحديد والأكسدة التي شوهدت في الصهارة التي تشكل القشرة القارية.
قال كوتريل: “هذه النتائج تجعل نموذج بلورة العقيق تفسيرًا بعيد الاحتمال للغاية لسبب تأكسد الصهارة من البراكين القارية واستنفاد الحديد”. “من المرجح أن الظروف في عباءة الأرض أسفل القشرة القارية هي التي تهيئ هذه الظروف المؤكسدة.”
وأضاف الجيولوجي أن ما لا تستطيع نتائج الفريق فعله حاليًا هو تقديم فرضية بديلة لشرح تكوين القشرة القارية ، مما يعني أن النتائج تطرح في النهاية أسئلة أكثر مما تجيب.
“ما هو عمل مؤكسد أو الحديد المستنفد؟” سأل كوتريل. “إذا لم يكن تبلور العقيق في القشرة وكان شيئًا يتعلق بكيفية وصول الصهارة من الوشاح ، فما الذي يحدث في الوشاح؟ كيف تم تعديل تركيباتها؟”
يصعب الإجابة على هذه الأسئلة ، لكن كوتريل يقوم حاليًا بتوجيه الباحثين في مؤسسة سميثسونيان الذين يدرسون فكرة أن الكبريت المؤكسد يسبب أكسدة الحديد تحت سطح الأرض.
نُشر بحث الفريق يوم الخميس (4 مايو) في المجلة علوم. (يفتح في علامة تبويب جديدة)
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
