يبلغ عمر الصفائح التكتونية 3.6 مليار سنة ، تكشف أقدم المعادن الموجودة على الأرض

بالعربي/ تم الكشف عن بلورات الزركون من أسفل أسفل عندما ظهرت الصفائح.

تحركت الصفائح التكتونية للأرض بشكل مستمر منذ ظهورها قبل 3.6 مليار سنة ، وفقًا لدراسة جديدة أجريت على بعض أقدم البلورات في العالم. في السابق ، اعتقد الباحثون أن هذه الصفائح تشكلت في أي مكان منذ 3.5 مليار إلى 3 مليارات سنة ، وحتى البحث الذي لم يُنشر بعد قد قدر أن اللوحات عمرها 3.7 مليار سنة.

اكتشف العلماء في الدراسة الجديدة تاريخ بداية الصفائح التكتونية من خلال تحليل بلورات الزركون القديمة من جاك هيلز في غرب أستراليا. يعود تاريخ بعض الزركون إلى 4.3 مليار سنة ، مما يعني أنها كانت موجودة عندما كان عمر الأرض 200 مليون سنة فقط – طفل رضيع ، من الناحية الجيولوجية. استخدم الباحثون هذه الزركون ، بالإضافة إلى تلك الأصغر سنًا التي يعود تاريخها إلى 3 مليارات سنة ، لفك شفرة السجل الكيميائي المستمر للكوكب.

قال الباحث الرئيسي في الدراسة مايكل أكرسون ، عالم الجيولوجيا البحثي في ​​متحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي في واشنطن العاصمة ، في بيان : “نحن نعيد بناء كيفية تغير الأرض من كرة منصهرة من الصخور والمعدن إلى ما لدينا اليوم” .

تشير الصفائح التكتونية إلى كيفية انزلاق الألواح الضخمة من الصخور الصلبة فوق وشاح الأرض ، وهي الطبقة الموجودة أسفل القشرة مباشرة. وتتحول هذه الألواح القارية وتتشقق وتتصادم ، مما يتسبب في حدوث الزلازل ونمو الجبال وتكوين المحيطات. وقال الباحثون إنه إلى جانب الأرض ، لا توجد أجسام كوكبية أخرى معروفة لها حركة الصفائح التكتونية. ذكرت مجلة كوانتا أنه من المحتمل أن تكون للأرض حياة بسبب الصفائح التكتونية .

على سبيل المثال ، بمرور الوقت ، تلتقط الصخور ثاني أكسيد الكربون ، وهو غاز من غازات الدفيئة يساعد على تدفئة الأرض (على الرغم من أن الكثير من ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يؤدي إلى الاحتباس الحراري ) ، وتضمن الصفائح التكتونية أن يتم سحب هذه الصخور في النهاية وذوبانها ، ويتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون الخاصة بها. ذكرت Live Science سابقًا أنها غازات عبر البراكين . بدون هذه العملية ، قد تتجمد الأرض.

ومع ذلك ، نظرًا لأنه تمت تغطية أقدم الصفائح التكتونية وإعادة تدويرها على مدى العصور الجيولوجية ، فإن تحديد عمرها قد يكون أمرًا صعبًا. للتحقيق ، جمع أكرسون وزملاؤه 15 صخرة بحجم الجريب فروت من جاك هيلز وسحقوها إلى أصغر مكوناتها المعدنية ، مكونين الرمال. قال الباحثون لحسن الحظ أن الزركون كثيف ، لذلك كان من السهل فصلهم عن بقية الرمال باستخدام طريقة تشبه البحث عن الذهب.الصورة 1 من 2

بعد ذلك ، أخذ الباحثون الزركون – أكثر من 3500 في المجموع – وقاموا بضخها بالليزر لقياس تركيبها الكيميائي باستخدام مقياس الطيف الكتلي. حدد الفريق أيضًا عمر كل زركون من خلال قياس محتواه من اليورانيوم ، وهو عنصر مشع له معدل تحلل معروف ، مما يتيح للعلماء تحديد مدة وجود كل عينة. 

ومع ذلك ، فإن 200 فقط من هذه الزركون كانت “صالحة” للدراسة ، مما يعني أنها احتفظت بخصائصها الكيميائية منذ مليارات السنين. 

وقال أكرسون “الكشف عن الأسرار الموجودة في هذه المعادن ليس بالمهمة السهلة”. “قمنا بتحليل الآلاف من هذه البلورات للتوصل إلى عدد قليل من نقاط البيانات المفيدة ، ولكن كل عينة لديها القدرة على إخبارنا بشيء جديد تمامًا وإعادة تشكيل كيفية فهمنا لأصول كوكبنا.”الصورة 1 من 2

نظر الفريق أيضًا في محتوى الألمنيوم لكل زركون. أظهرت الأبحاث التي أجريت على الزركون الحديث أن الزركون عالي الألمنيوم يتشكل بطرق قليلة فقط. لذا ، فإن وجود الألمنيوم في الزركون القديم يقدم أدلة حول كيفية إنتاجها وما الذي كان يحدث في ذلك الوقت ، من الناحية الجيولوجية ، كما قال الباحثون.

عيون على الألومنيوم

بعد تحليل 200 زركون ، كل منها عرض بضع شعيرات بشرية ، وجد الباحثون زيادة ملحوظة في تركيزات الألمنيوم منذ حوالي 3.6 مليار سنة. 

وقال أكرسون إن هذا التحول التركيبي ربما يمثل بداية الصفائح التكتونية و “يمكن أن يشير إلى ظهور الحياة على الأرض”. “لكننا سنحتاج إلى إجراء المزيد من الأبحاث لتحديد ارتباط هذا التحول الجيولوجي بأصول الحياة.”

ربط الفريق الزركون عالي الألمنيوم ببداية الصفائح التكتونية لأن إحدى الطرق التي تتشكل بها هذه الزركون الفريدة هي عندما تذوب الصخور عميقاً تحت سطح الأرض. قال أكرسون: “من الصعب حقًا تحويل الألومنيوم إلى الزركون بسبب روابطها الكيميائية”. “أنت بحاجة إلى ظروف جيولوجية قاسية جدًا.”

قال الباحثون إنه إذا كانت الصخور تذوب بعمق تحت سطح الأرض ، فمن المحتمل أن تزداد سماكة قشرة الأرض (الطبقة الخارجية للأرض) وتبدأ في البرودة. قال الفريق إن هذا التكاثف كان على الأرجح جزءًا من الانتقال الذي أدى إلى حركة الصفائح.

تشير دراسة سابقة أجريت عام 2014 على صخور من مجمع Acasta Gneiss الذي يبلغ عمره 4 مليارات عام في شمال كندا ، إلى أن قشرة الأرض كانت تتكاثف في هذا الوقت تقريبًا ، مما تسبب في ذوبان الصخور بشكل أعمق داخل الكوكب عما كانت عليه سابقًا.المحتوى ذي الصلة

وقال أكرسون: “تمنحنا نتائج Acasta Gneiss مزيدًا من الثقة في تفسيرنا لزركون جاك هيلز”. “اليوم ، هذه المواقع مفصولة بآلاف الأميال ، لكنها تخبرنا بقصة متسقة إلى حد كبير ، وهي أنه منذ حوالي 3.6 مليار سنة كان هناك شيء مهم عالميًا كان يحدث.”

بعد ذلك ، يخطط أكرسون للبحث عن آثار الحياة القديمة في زركون جاك هيلز. وقال إنه يخطط أيضًا للبحث عن الزركون الأخرى القديمة للغاية لمعرفة ما إذا كانت تعطي نتائج مماثلة حول سماكة قشرة الأرض منذ حوالي 3.6 مليار سنة.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com