اكتشف العلماء أن قشرة الأرض تقطر “مثل العسل” في باطن كوكبنا الساخن تحت جبال الأنديز.
من خلال إعداد تجربة بسيطة في صندوق رمل ومقارنة النتائج بالبيانات الجيولوجية الفعلية ، وجد الباحثون أدلة دامغة على أن الأرض تم “الانهيار الجليدي” عبر مئات الأميال في جبال الأنديز بعد أن ابتلعها الوشاح اللزج.
تحدث هذه العملية ، المسماة بالتنقيط الصخري ، منذ ملايين السنين وفي مواقع متعددة حول العالم – بما في ذلك هضبة الأناضول الوسطى في تركيا والحوض العظيم بغرب الولايات المتحدة – لكن العلماء لم يعرفوا عنها إلا في السنوات الأخيرة. نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها حول تقطير الأنديز في 28 يونيو في المجلة الطبيعة: اتصالات الأرض والبيئة (يفتح في علامة تبويب جديدة).
متعلق ب: تم العثور على نوع “جديد تمامًا” من الموجات المغناطيسية تتدفق عبر نواة الأرض
“لقد أكدنا أن هناك تشوهًا على سطح منطقة من جبال الأنديز بها جزء كبير من الغلاف الصخري [Earth’s crust and upper mantle] أدناه غارقة في الانهيار ، “جوليا أندرسن ، باحثة ومرشحة دكتوراه في علوم الأرض بجامعة تورنتو ، قال في بيان. “نظرًا لكثافته العالية ، فقد تم تقطره مثل شراب بارد أو عسل أعمق في باطن الكواكب ومن المحتمل أن يكون مسؤولاً عن حدثين تكتونيين رئيسيين في جبال الأنديز الوسطى – تحويل تضاريس المنطقة بمئات الكيلومترات وسحق وتمديد القشرة السطحية نفسها “.
يمكن تقسيم المناطق الخارجية لجيولوجيا الأرض إلى جزأين: قشرة وغطاء علوي يشكلان ألواحًا صلبة من الصخور الصلبة ، الغلاف الصخري. والصخور الأكثر سخونة ، والأكثر ضغطًا التي تشبه البلاستيك في الوشاح السفلي. تطفو صفائح الغلاف الصخري (أو التكتونية) على هذا الوشاح السفلي ، ويمكن لتيارات الحمل الصهاري أن تفصل الصفائح عن بعضها لتشكل محيطات ؛ فركهم ضد بعضهم البعض لإحداث الزلازل ؛ وتصطدم بهم ، أو تنزلق واحدة تحت الأخرى ، أو تكشف فجوة في الصفيحة عن حرارة الوشاح الشديدة لتشكيل الجبال. ولكن ، كما بدأ العلماء في المراقبة ، فهذه ليست الطرق الوحيدة التي يمكن أن تتشكل بها الجبال.
يحدث تقطر الغلاف الصخري عندما تصطدم صفيحتان من الغلاف الصخري وتتفتت إلى أعلى لدرجة أنها تتكاثف ، مما ينتج عنه قطيرة طويلة وثقيلة تتسرب إلى الجزء السفلي من وشاح الكوكب. مع استمرار القطرة في التسرب إلى أسفل ، يسحب وزنها المتزايد على القشرة أعلاه ، ويشكل حوضًا على السطح. في النهاية ، يصبح وزن القطرة أكبر من أن تظل سليمة ؛ ينفجر شريان الحياة الطويل ، والقشرة التي فوقه تنبع لأعلى عبر مئات الأميال – مكونة الجبال. في الواقع ، لطالما اشتبه الباحثون في أن مثل هذا التمدد تحت السطح ربما يكون قد ساهم في تكوين جبال الأنديز.
تتكون هضبة الأنديز الوسطى من هضبة بونا وألتيبلانو – وهي مساحة تمتد بطول 1120 ميلاً (1800 كيلومتر) وعرض 250 ميلاً (400 كيلومتر) تمتد من شمال بيرو عبر بوليفيا وجنوب غرب تشيلي وشمال غرب الأرجنتين. تم إنشاؤه عن طريق الاندساس ، أو الانزلاق تحتها ، من صفيحة نازكا التكتونية الأثقل تحت الصفيحة التكتونية لأمريكا الجنوبية. أدت هذه العملية إلى تشويه القشرة فوقها ، ودفعتها آلاف الأميال في الهواء لتشكيل الجبال.
لكن الاندساس ليس سوى نصف القصة. الدراسات السابقة يشير أيضًا إلى الميزات الموجودة في هضبة الأنديز الوسطى التي لا يمكن تفسيرها بالدفع التصاعدي البطيء والثابت لعملية الاندساس. وبدلاً من ذلك ، تبدو أجزاء من جبال الأنديز وكأنها نشأت من نبضات صاعدة مفاجئة في القشرة طوال حقبة حقب الحياة الحديثة – الفترة الجيولوجية الحالية للأرض ، والتي بدأت منذ حوالي 66 مليون سنة. هضبة بونا أعلى أيضًا من ألتيبلانو وتحتوي على مراكز بركانية وأحواض كبيرة مثل أريزارو وأتاكاما.
هذه كلها علامات على تقطر الغلاف الصخري. لكن من المؤكد أن العلماء بحاجة إلى اختبار هذه الفرضية من خلال نمذجة أرضية الهضبة. لقد ملأوا خزانًا زجاجيًا بمواد تحاكي قشرة الأرض وغطاءها ، باستخدام بوليديميثيل سيلوكسان (PDMS) ، وهو بوليمر من السيليكون يزيد سمكه بنحو 1000 مرة عن شراب المائدة ، للغطاء السفلي ؛ خليط من PDMS وطين نمذجة الوشاح العلوي ؛ وطبقة شبيهة بالرمال من كرات خزفية دقيقة وكريات سيليكا للقشرة.
قال أندرسن: “كان الأمر أشبه بإنشاء وتدمير أحزمة جبلية تكتونية في صندوق رمل ، تطفو على حوض محاكاة من الصهارة – كل ذلك في ظل ظروف دقيقة للغاية لا تتجاوز المليمترات”.
لمحاكاة كيفية تشكل القطرات في الغلاف الصخري للأرض ، أنشأ الفريق عدم استقرار صغير عالي الكثافة فوق طبقة الوشاح السفلي من نموذجهم ، مسجلاً بثلاث كاميرات عالية الدقة حيث تشكلت قطيرة ببطء ثم انحدرت إلى فترة طويلة ، التقطير المنتفخ. “يحدث التنقيط على مدار ساعات ، لذلك لن ترى الكثير يحدث من دقيقة إلى أخرى ،” قال أندرسن. “ولكن إذا قمت بالتدقيق كل بضع ساعات ، فسترى بوضوح التغيير – إنه يتطلب فقط الصبر.”
من خلال مقارنة صور سطح نموذجهم بالصور الجوية للسمات الجيولوجية لجبال الأنديز ، رأى الباحثون تشابهًا ملحوظًا بين الاثنين ، مما يشير بقوة إلى أن السمات في جبال الأنديز قد تشكلت بالفعل عن طريق التنقيط الصخري.
قال أندرسن: “لقد لاحظنا أيضًا تقصير القشرة مع طيات في النموذج بالإضافة إلى انخفاضات تشبه الحوض على السطح ، لذلك نحن على ثقة من أن التنقيط هو سبب التشوهات الملحوظة في جبال الأنديز”.
قال الباحثون إن طريقتهم الجديدة لا تقدم دليلاً قوياً على كيفية تشكل بعض السمات الرئيسية لجبال الأنديز فحسب ، بل تسلط الضوء أيضًا على الدور المهم للعمليات الجيولوجية بخلاف الانغماس في تشكيل المناظر الطبيعية للأرض. قد يثبت أيضًا فعاليته في اكتشاف تأثيرات الأنواع الأخرى من القطرات الجوفية في أماكن أخرى من العالم.
نُشر في الأصل على Live Science.
“متعطش للطعام. طالب. متحمس محترف للزومبي. مبشر شغوف بالإنترنت.”
More Stories
ظاهرة تشبه قوس قزح قد تتوهج على الكوكب الخارجي الجهنمي WASP-76b
نتائج ملحوظة – بحث جديد يكشف أن الحبل الشوكي يمكنه التعلم والحفظ
وسط عدم اليقين بشأن الجدول الزمني، ستقوم شركة بوينج بتسريح العمال في برنامج الصواريخ SLS