تم العثور على أدلة على الصفائح التكتونية "الحديثة" التي يعود تاريخها إلى 2.5 مليار سنة في الصين

تم العثور على أدلة على الصفائح التكتونية "الحديثة" التي يعود تاريخها إلى 2.5 مليار سنة في الصين

تم العثور على أدلة على الصفائح التكتونية "الحديثة"

تظهر المعادن النادرة دليلاً على وجود منطقة اندساس قديمة.

وجدت دراسة جديدة أن تشكيلًا صخريًا فريدًا في الصين يحمل أدلة على أن الصفائح التكتونية قد انزلقت ، أو انزلقت أسفل الصفائح الأخرى ، خلال العصر الأركيولوجي (منذ 4 مليارات إلى 2.5 مليار سنة) ، تمامًا كما تفعل هذه الأيام. 

هذه الصخور التي يبلغ عمرها 2.5 مليار عام والمعروفة باسم eclogite نادرة ، وتتشكل عندما يتم دفع القشرة المحيطية إلى عمق الوشاح (الطبقة بين القشرة واللب) عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا. قال الباحثان المشاركان في الدراسة تيموثي كوسكي ولو وانج ، علماء الأرض في جامعة الصين لعلوم الأرض ، لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: .

قال الباحثون إن الدراسة كشفت عن أقدم eclogites المعروفة من حزام جبلي قديم وجد في القشرة المحيطية للأرض. قال الباحثون إن أقدم صخور من هذا النوع - صخور عمرها 2.1 مليار عام في جمهورية الكونغو الديمقراطية - أصغر بحوالي 400 مليون سنة.

في حين أن هذا ليس أقدم دليل على الصفائح التكتونية المسجلة - دراسة 2021 ، على سبيل المثال ، أرّخت تكتونية الصفائح بحوالي 3.6 مليار سنة - فإن الاكتشاف الجديد يمثل نقطة بيانات قيّمة تُظهر أن الصفائح التكتونية انغمست تحت بعضها البعض في كوكب الأرض " مبكرا "من الناحية الجيولوجية على الأقل. 

الصفائح التكتونية - الألواح المتحركة التي تشكل القشرة الخارجية للأرض - مسؤولة عن دورة المواد والعناصر من أعماق الأرض إلى المحيطات والأسطح والغلاف الجوي. لعقود من الزمان ، عمل فريق البحث على فهم تاريخ الأرض المبكر وتطورها ، "من وقت تشكلها وتبريدها من كرة منصهرة من الصهارة في الفضاء" إلى وقت تصلبها ، وتشكيل قشرة خارجية صلبة تطورت إلى الصفائح التكتونية. نظام لدينا اليوم ، قال Kusky و Wang. 

تعتبر الصفائح التكتونية ضرورية لتسخين الكوكب. وقالوا إنه بسبب تحريك الصفائح التكتونية ، "تضيع الحرارة من الداخل ، مثل الخبز الذي يطفو ويتحرك على قدر من الحساء المغلي في الأسفل". "ما إذا كان الانتقال إلى الأرض التكتونية الصفيحية قد حدث مبكرًا ، أو ما إذا كان الكوكب قد تطور عبر مراحل مختلفة تهيمن عليها آليات مختلفة لفقدان الحرارة ، هو أحد أكثر الأسئلة التي لم يتم حلها ومناقشتها في علوم الأرض اليوم."

لوح من eclogite Archean مع العقيق الأحمر والبيروكسين الأخضر من Shangying ، الصين.

لهذا السبب ، على مدار العشرين عامًا الماضية ، رسم فريق البحث خرائط لصخور Archean eon التي تمتد على مسافة 990 ميلاً (1600 كيلومتر) في شمال الصين - "حزام جبلي قديم ، يُدعى orogen ، يسجل المكان الذي اصطدمت فيه لوحتان تكتونيتان بحوالي 2.5 مليار. قال كوسكي ووانغ "قبل سنوات.

تشير العديد من الميزات في هذه الصخور إلى أن هذا الحزام الجبلي القديم تشكل على شكل صفائح تكتونية تفاعلت مع بعضها البعض. على سبيل المثال ، أجزاء من القشرة المحيطية تسمى الأفيوليت محاصرة في منطقة الاصطدام القديمة ، كما هو الحال بالنسبة لمخاليط مشوهة للغاية من الصخور تسمى mélanges (تعني "الخلائط" بالفرنسية) التي تحدد البقع التي تصطدم فيها الصفائح ، كما قال الباحثون. وجد الفريق أيضًا هياكل مطوية كبيرة ، تسمى nappes ، تلك الصفائح التكتونية التي دفعت من مئات إلى آلاف الأميال.

تشكيل صخري يُظهر eclogite (طبقة مظلمة ، مع العقيق الأحمر والبيروكسين الأخضر) من Archean eon متداخلة مع metagabbro الحاملة للعقيق من Shangying ، الصين.

ضغط مرتفع ودرجة حرارة منخفضة

يكشف اكتشاف eclogites داخل الخلطة أن لوحًا تكتونيًا من القشرة المحيطية انغمس تحت صفيحة أخرى ، وتحول - أي تغير تركيبها أو تركيبها أو بنيتها الداخلية بفعل الحرارة والضغط - وهي تغوص في عمق الوشاح.

قال كوسكي ووانغ إنه من النادر العثور على مدونيين من العصر الآرشي ، مما "أدى إلى تأكيد أن الصفائح التكتونية الحديثة لم تعمل في أرشي". "وبالتالي ، فإن العثور على eclogite ، وهو مؤشر رئيسي للاندساس العميق والبارد ، أمر مهم للغاية."

كشف تحليل معملي لـ eclogites من الموقع أنها تشكلت في سلسلة من التلال المحيطية المنتشرة منذ حوالي 2.5 مليار سنة ، وتم نقلها عبر قاع المحيط ثم تم دفعها إلى الوشاح عن طريق الاندساس. تشير الهياكل المجهرية في عقيق المعادن وكلينوبيروكسين إلى أنها وصلت إلى درجات حرارة تتراوح بين 1،458 و 1634 درجة فهرنهايت (792 و 890 درجة مئوية) وضغوط عالية بين 287000 و 355000 رطل لكل بوصة مربعة (19.8 و 24.5 كيلو بار). 

أفاد الباحثون أن هذه الأرقام تشير إلى أن eclogites انحدرت على الأقل 40 ميلاً (65 كم) بعمق. وبعبارة أخرى ، فإن هذه النتائج تشبه البيانات من المعادن الموجودة في مناطق الاندساس الحديثة ، كما قال Kusky و Wang.

وقال كوسكي ووانغ إن الضغط الناتج عن اصطدام الصفيحتين التكتونيتين أدى في النهاية إلى ضغط الصخور الكثيفة على السطح ، "مثل بذور البطيخ بين أصابعك المبتلة".

قال نيكولاس جريبر ، أستاذ الكيمياء الجيولوجية في متحف التاريخ الطبيعي في جنيف ومعهد العلوم الجيولوجية بجامعة برن ، والذي لم يشارك في البحث: "أعتقد أنها دراسة شيقة للغاية". "هذه المدونات الإلكترونية مهمة لأنها لا تُظهر فقط أن مناطق الاندساس كانت موجودة في ذلك الوقت ولكن في الواقع أن مناطق الاندساس هذه كانت قادرة على أن تكون شديدة الانحدار."

قالت روبرتا رودنيك ، أستاذة علوم الأرض في جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا التي لم تشارك في الدراسة ، إن النتائج ليست مفاجئة للغاية أو حتى جديدة. 

أضاف رودنيك أن "الموضوع برمته حول متى تبدأ الصفائح التكتونية هو بالتأكيد سؤال غير محسوم. لكنني أعتقد أن معظم المجتمع لن يواجه مشكلة في تشغيل الصفائح التكتونية قبل 2.5 مليار سنة [منذ]."