قد تكون الصفائح التكتونية للأرض قد تكونت في عملية مختلفة تمامًا عما كنا نظن

انطباع الفنان عن خطوط الصدع على الأرض. (Andrzej Wojcicki / مكتبة الصور العلمية / Getty Images)

كيف تشكلت الصفائح التكتونية للأرض؟ كنت تعتقد أنه سيكون من السهل الإجابة على هذا السؤال ، مع الأخذ في الاعتبار أننا نحاول الآن حل مشكلةتفاصيل متى لقد حدث، وما إذا كان هناك تكتونيالنشاط على القمر. لكن معرفتنا بكيفية ظهور آلية الكواكب هذه شحيحة بشكل مدهش.

طرح باحثون من الصين وهونغ كونغ والولايات المتحدة الآن فرضية جديدة - فرضية تبدو ، من حيث القيمة الاسمية ، مشابهة بشكل لا يصدق لفكرة فقدت مصداقيتها منذ عقود ، لكنها تستحق الآن إعادة النظر فيها.

كانت الصفائح التكتونية تدور حول سطح كوكبنا في أي مكان منذ 3.3 إلى 4.4 مليار سنة مضت ،حسب من تسأل. لكن بضعة مليارات من السنين من الحركة التكتونية وإعادة تدوير القشرة تعني أنه من الصعب جدًا معرفة كيفية احتواء الأرض على الصفائح التكتونية في المقام الأول.

قبل عامين ، باحثون طور نموذجًا يُظهر أن الصفائح التكتونية تشكلت لأول مرة في عملية مشابهة للطريقة التي استمرت بها في التحول - مع قيام بعض أجزاء القشرة الأرضية بالغطس تحت أجزاء أخرى وبدء تفاعل متسلسل لقطع القشرة المتدفقة التي استمرت آلاف السنين.

لكن البحث الجديد يقدم نموذجًا يظهر شيئًا مختلفًا تمامًا. يقترح فريق البحث أنه منذ مليارات السنين ، أصبحت قشرة الأرض التي تشكلت مؤخرًا ساخنة ، مما تسبب في تمدد القشرة ، مما أدى إلى تصدع نتج عنه ما نعرفه الآن باسم الصفائح التكتونية.

'هنا نستخدم نماذج غلاف كروية ثلاثية الأبعاد ،' يكتب الفريق في ورقتهم الجديدة ، لإثبات وجود آلية كسر ذاتية التنظيم مماثلة للتوسع الحراري المدفوع ليثوسفير رفع.'

(Tang et al.، Nature Communications، 2020)

في الاعلى: لقطة من النموذج توضح المراحل المتأخرة من النمو والاندماج في لوحة الأرض التكتونية. تظهر الكسور باللون الأسود ، وتظهر الألوان ضغوطًا.

الآن ، توسيع فرضية الأرض ليست فكرة جديدة. في القرن التاسع عشر الميلادي ، تم اقتراح توسيع الأرض لشرح كيف يمكن أن تكونت الخصائص الجغرافية مثل الجبال. ومع ذلك ، فقد فقدت مصداقيتها عندما اكتشفنا الصفائح التكتونية.

لكن السيناريو الجديد يختلف تمامًا عن السيناريو الذي تم طرحه خلال عهد تشارلز داروين. يكمن الاختلاف الحاسم في المكان الذي انفجرت فيه الأرض كل تلك السنوات الماضية.

'الجواب يكمن في النظر في آليات فقدان الحرارة الرئيسية التي يمكن أن تحدث خلال الفترات المبكرة للأرض ،' قال عالم الكواكب بجامعة هونغ كونغ ألكسندر ويب.

'إذا كان التأفق البركاني ، حمل المواد الساخنة من العمق إلى السطح ، هو الوضع الرئيسي لفقد الحرارة المبكر ، فهذا يغير كل شيء.'

يتلخص الأمر في ما إذا كان فقدان حرارة الأرض قد حدث عن طريق التوصيل (يشع بالتساوي عبر الكوكب) على مدى فترة طويلة من الزمن ، أو إذا كانت البراكين تقذف الحمم البركانية (والحرارة) من داخل الكوكب إلى السطح حيث تبرد.

هذا التراكم للمواد المبردة كان سيغرق في النهاية ويبرد الغلاف الصخري ، مما يؤدي إلى إبطاء البراكين إلى جانب التبريد العام للأرض. في المقابل ، كان هذا من شأنه أن يحبس الحرارة الداخلية للكوكب ، مما يؤدي إلى توسيع القشرة ، مما يتسبب في تكسيرها وتشكيل الصفائح التكتونية.

تظهر تجاربنا العددية أن شقوق المضلع يمكن أن تتطور على سطح الأرض استجابةً لعمليات الغلاف الصخري الضحلة ، مع التقاطعات الثلاثية كمنتجات ثانوية للتصدع ، يكتب الفريق في ورقتهم.

'التطور السريع لشبكة التصدع في كل تجربة يحدث عند توسع إجمالي يبلغ حوالي كيلومتر واحد ويستغرق حوالي 5 ملايين سنة.'

من المهم أن نلاحظ أن هذه الدراسة هي مجرد فرضية واحدة. ما زلنا بعيدين عن فهم ما حدث على الأرض القديمة لينتج عن الصفائح التكتونية. ولكن مع وجود المزيد من الأدلة ، يمكن أن تكون هذه الفرضية جزءًا مهمًا من العمل على الميزات الفريدة لكوكبنا.

تم نشر البحث في اتصالات الطبيعة .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.