تغییر بزرگ در زمین ساخت صفحه ای زمین - وبلاگ ساعت دیواری

به گزارش وبلاگ ساعت دیواری، مطالعات تازه نشان می دهد که صفحات تکتونیک زمین به تازگی دستخوش تغییرات بزرگی شده اند که باور های دیرینه در خصوص گوشته زمین را به چالش می کشد.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، بر اساس مطالعه ای که به تازگی در مجله نیچر (Nature) منتشر شده است، دانشمندان در یک کشف شگفت انگیز اعلام نموده اند که ممکن است زمین ساخت صفحه ای زمین در گذشته های دور بسیار متفاوت عمل نموده باشد.

این یافته های تازه، این باور سنتی را به چالش می کشد که همرفت گوشته بلافاصله پس از شکل گیری زمین در 4.5 میلیارد سال پیش شروع شده و در کل گوشته اتفاق افتاده است.

در عوض، این مطالعه استدلال می نماید که تکتونیک صفحه ای در تاریخ اولیه زمین به گوشته بالایی محدود بوده است.

علاوه بر این، بر فرض این که باور کنونی درست باشد، در آن صورت، گوشته پایینی ممکن است مواد اولیه دست نخورده را در خود جای داده باشد که بینش هایی را در خصوص ترکیب اولیه زمین و منبع بالقوه فرار ضروری برای توسعه حیات ارائه می دهد.

گوشته بالایی و پایینی زمین

زمین ساخت صفحه ای گویای همه چیز در خصوص حرکت و تعامل صفحات تکتونیکی در سطح زمین است. آن ها علت پیدایش تمام زلزله ها، آتشفشان ها و کوه ها هستند.

این صفحات بخشی از پوسته زمین هستند و حرکت آهسته آن ها به وسیله جریان های همرفتی در گوشته زمین - لایه زیر پوسته - راهنمایی می گردد.

زمین ساخت صفحه ای یا تکتونیک صفحه ای (Plate tectonics) به آنالیز و مطالعه حرکات وسیع مقیاس در سنگ کره (لیتوسفر) کره زمین می پردازد. این نظریه بر اساس نظریه رانش قاره ای در نخستین دهه های قرن بیستم مطرح شد و پس از اثبات مفهوم توسعه بستر دریا در سال های 1950 تا 1960 میلادی به وسیله بسیاری از زمین شناسان پذیرفته شد.

بر اساس این نظریه، سنگ کره (پوسته کره زمین) زمین از صفحاتی تشکیل می گردد که در کل شامل 7 یا 8 صفحه اصلی که در مواردی خود از تعدادی صفحات کوچک تشکیل می شوند، ساخته شده است. این صفحات به صورت مداوم در حال حرکت هستند و بر اثر برخورد این صفحات پدیده هایی همانند زلزله، گسل، شکستگی ها، تشکیل کوه ها، تشکیل درازگودال ها و چین خوردگی و دیگر پدیده ها حاصل می شوند. اندازه حرکت این صفحات از کمترین حد معادل صفر میلی متر در سال تا بیشترین حد به اندازه 100 میلی متر در سال، بسته به نوع، جایگاه و شرایط آن ها تخمین زده می گردد.

صفحات شکل دهنده پوسته زمین به طور کل از دو نوع سنگ کره های اقیانوسی و سنگ کره های قاره ای کلفت تر تشکیل می شوند که هر نوع پوسته های خاص خود را دارند.

صفحات پوسته زمین به این علت قابلیت حرکت دارند که سنگ کره های پوشاننده سطح زمین دارای جرم حجمی و نیروی بیشتری در مقایسه با لایه های زیرین خود به نام سست کره هستند.

از این دانش برای مطالعه نحوه رخداد زلزله، زمین شناسی مهندسی و مطالعه مخازن نفت و گاز استفاده می گردد.

مفهوم زمین ساخت بعلاوه برای مصاحبه درباره حرکت آهسته صفحه ها به کار می رود که در آن مورد به آن بیشتر زمین ساخت صفحه ای یا رانش قاره ای گفته می گردد. زمین ساخت بعلاوه به مباحث زلزله، صفحات قاره ای و پدیده هایی از این دست می پردازد.

بر اساس درک سنتی، جابجایی گوشته از زمان شکل گیری زمین در 4.5 میلیارد سال پیش شروع شده و تا به امروز ادامه دارد و به صورت یک لایه جداگانه عمل نموده است.

با این حال، یک مطالعه تازه اکنون استدلال می نماید که این سناریوی تک لایه، یکی از ویژگی های نسبتاً تازه تاریخ زمین شناسی است.

ژنگبین دنگ، نویسنده اصلی این مقاله از دانشگاه کپنهاگ دانمارک شرح داد: نتایج تازه ما نشان می دهد که در بیشتر تاریخ زمین، همرفت در گوشته به دو لایه مجزا تقسیم شده است، یعنی منطقه ها گوشته بالایی و پایینی که از یکدیگر جدا شده اند.

نویسندگان بر این باورند که لایه بندی در حدود 660 کیلومتر زیر سطح زمین، جایی که مواد معدنی خاصی تحت یک انتقال فاز قرار می گیرند، اتفاق افتاده است.

مارتین شیلر یکی از نویسندگان این مقاله اضافه کرد: یافته های ما نشان می دهد که در گذشته، بازیابی و اختلاط صفحات فرورانش شده در گوشته به گوشته بالایی محدود می شد، جایی که همرفت قوی وجود دارد. این بسیار متفاوت از روشی است که ما فکر می کنیم امروزه تکتونیک صفحه ای عمل می نماید، جایی که صفحات فرورانش به سمت گوشته پایین فرو می روند.

پژوهشگران روش تازهی را برای تجزیه و تحلیل ترکیب ایزوتوپی تیتانیوم در سنگ ها ابداع نموده اند که به آن ها اجازه می دهد سنگ های گوشته ای را که قدمت آن ها به 3.8 میلیارد سال قبل از گدازه های مدرن در استرالیا می رسد، مطالعه نمایند.

ایزوتوپ های تیتانیوم به طور ویژه مفید هستند، زیرا با تشکیل پوسته زمین تغییر می نمایند. این به دانشمندان یاری می نماید تا چگونگی بازیافت مواد سطحی در گوشته را در طول زمان ردیابی نمایند.

یک پنجره به تاریخ اولیه زمین

یافته های این مطالعه بعلاوه پیامد های جالبی برای وجود گوشته اولیه که مخزنی از مواد گوشته است که از زمان شکل گیری اولیه زمین حفظ شده اند، دارد.

اگر بازیافت و اختلاط صفحات تکتونیکی به گوشته بالایی محدود باشد، گوشته پایینی ممکن است حاوی مواد اولیه دست نخورده باشد.

پروفسور مارتین بیزارو یکی از نویسندگان این مقاله تأکید کرد: داده های ایزوتوپ تیتانیوم تازه به ما اجازه می دهد تا به خوبی شناسایی کنیم که کدام آتشفشان های عمیق مدرن از گوشته اولیه زمین نمونه برداری می نمایند. این هیجان انگیز است، زیرا یک پنجره زمانی به ترکیب اصلی سیاره ما ارائه می دهد و احتمالاً به ما امکان می دهد منبع فرّار های زمین را که برای توسعه زندگی ضروری هستند، شناسایی کنیم.

در حالی که برای درک کامل پیامد های این اکتشافات به تحقیقات بیشتری احتیاج است، این مطالعه نشان دهنده گامی مهم رو به جلو در درک گذشته زمین و زمین شناسی و ویژگی های منحصر به فرد این کره خاکی است.