أسرار الأرض: يوجد في الوشاح كتل عمرها مليار سنة

يشير بحث جديد إلى أن الكتل المدفونة في أعماق عباءة الأرض يمكن أن يكون عمرها مليار سنة.

تشير دراسة جديدة إلى أن عمر الجزر بحجم القارة المدفونة في أعماق وشاح الأرض يمكن أن يكون عمرها أكثر من مليار سنة.

تُعرف هذه الكتل باسم المقاطعات الكبيرة ذات السرعة الزلزالية المنخفضة ( LLSVPs )، وهي أكثر سخونة وأقدم من المناطق القريبة من وشاح الأرض . تسلط النتائج، التي نُشرت في 22 يناير في مجلة Nature، الضوء على باطن الأرض العميق ويمكن أن تساعد في تفسير كيفية تحرك الوشاح بمرور الوقت.

لقد عرف العلماء عن هذه LLSVPs منذ بضعة عقود. وتقع الكتلتان العملاقتان، إحداهما تحت المحيط الهادئ والأخرى تحت أفريقيا، على الحدود بين وشاح الأرض ونواتها الخارجية، على عمق حوالي 3000 كيلومتر تحت السطح.

قال الباحث المشارك في الدراسة أروين ديوس ، عالم الزلازل في جامعة أوتريخت في هولندا، لموقع Live Science: «كان الناس يتساءلون طوال هذا الوقت عن ماهيتهم». "الشيء الوحيد الذي نعرفه عن هذه الأماكن هو أنه عندما تنتقل الموجات الزلزالية عبرها، فإنها تتباطأ."

أين توجد LLSVPs على اليسار اعتمادًا على سرعة الموجات الزلزالية على اليمين اعتمادًا على التخميد (اعتمادات الصورة: جامعة أوتريخت)

لفهم طبيعة LLSVPs بشكل أفضل، قام ديوس وزملاؤه بفحص البيانات الزلزالية بعناية من أكثر من 100 زلزال قوي بما يكفي ليتردد صداها في جميع أنحاء الكوكب، بما في ذلك LLSVPs والوشاح المحيط به.

ومن هذه البيانات، قام الباحثون بحساب سرعة الموجات الزلزالية ومعدل فقدان الطاقة أثناء انتقالها عبر أجزاء مختلفة من الوشاح. واتساقًا مع العمل السابق، وجد الفريق أن الموجات الزلزالية تتحرك بشكل أبطأ عبر LLSVPs مقارنة بأجزاء أخرى من الوشاح، مما يشير إلى أن النقط أكثر سخونة من المناطق المحيطة بها . لكن الموجات فقدت طاقة أقل بكثير مما كان متوقعًا عند انتقالها عبر LLSVPs . اشتبه الفريق في أن ميزة أخرى، مثل التغيير في التركيبة، كانت مسؤولة عن النتيجة غير المتوقعة.

تشير نماذج الكمبيوتر إلى أن حجم المعادن البلورية في LLSVPs يمكن أن يلعب دورًا. في كل مرة تعبر فيها الموجة الحدود بين بلورتين، المعروفة باسم حدود الحبوب، فإنها تفقد الطاقة. إذا كانت البلورات أصغر، فهناك المزيد من حدود الحبوب هذه في حجم معين.

قارن ديوس الموجات الزلزالية بالجري. وقال: "إذا ركضت على رمال الكثبان الرملية، عندما يكون هناك الكثير من الحبوب، فإنك تشعر بالتعب الشديد لأنك تغوص في الرمال". ويحدث الشيء نفسه للموجات الزلزالية عندما تمر عبر مناطق الوشاح حول LLSVPs. يتكون هذا الجزء من الوشاح من صفائح تكتونية قديمة تتكسر إلى قطع صغيرة عندما تغوص عميقًا بدرجة كافية في الكوكب.

من ناحية أخرى، تحتوي LLSVPs على بلورات أكبر من محيطها. نظرًا لأن الموجات لا تواجه غالبًا حدود الحبوب عند مرورها عبر LLSVPs، فإنها لا تفقد قدرًا كبيرًا من الطاقة كما هو الحال في الصخور المحيطة. وقال ديوس إن البلورات الموجودة في الوشاح تستغرق وقتًا طويلاً لتنمو، لذا من المحتمل أن تظل البلورات الأكبر في LLSVPs دون إزعاج لبعض الوقت.

يوضح هذا المخطط كيف تغوص الصفائح التكتونية في الوشاح، في حين أن أعمدة الوشاح التي تدعمها LLSVPs تجلب مواد الوشاح العميقة إلى سطح الأرض في النقاط الساخنة البركانية. وفي الحالة الأخيرة، تكون الحبيبات المعدنية أكبر من تلك القادمة من الصفائح المندسة. يمكن أن تساعد هذه العملية في تفسير التركيب الجيولوجي للصخور البركانية حول العالم. (حقوق الصورة: جامعة أوتريخت)

وقال ديوس: "لابد أنهم كانوا هناك منذ مليار سنة على الأقل". "ثم فجأة أصبح كل شيء في مكانه، لأن الكثيرين اشتبهوا في أنهم قد يكونون كبارًا في السن، لكن لم يكن لدى أحد طريقة لإثبات ذلك".

يمكن لهذه الأجزاء القديمة من الوشاح أن توفر معلومات حول كيفية تحرك الوشاح واختلاطه مع مرور الوقت . قال ديوس لموقع Live Science: إن LLSVPs المستقرة يمكن أن تساعد في تفسير سبب اختلاف تركيب الصخور البركانية في أجزاء مختلفة من العالم أو كيفية تنظيم الصفائح التكتونية على السطح. لكن الفهم الدقيق لكيفية ظهور هذه التأثيرات في السجل الجيولوجي التاريخي سوف يتطلب المزيد من البحث الميداني.

ومع الاكتشافات الجديدة، «يستطيع الناس الآن إجراء العديد من التحقيقات لفهم ما هو أصل هذه الأماكن؟ لماذا بقوا هناك؟ وقال ديوس: "قد يؤدي هذا إلى العديد من الأسئلة المهمة الأخرى في العلوم والتي لا تزال بحاجة إلى إجابات".

مقالة أسرار الأرض: هناك كتل عمرها مليار سنة في الوشاح تأتي من السيناريوهات الاقتصادية .