New-Research-Shows-Tectonic-Plates-Used-to-Sink-Much-Further-Than-They-do-Today-1

تُشكل الصفائح التكتونية بحركتها سلاسل الجبال، وتتسبب بوقوع الزلازل، إضافةً إلى تحريك قارات العالم ببطء، ولا ريب أن تكون إحدى مقومات نشوء الحياة على هذا الكوكب، فلماذا يتفرّد كوكبنا بوجودها دون غيره من كواكب نظامنا الشمسي؟

صرّح عالم الجيوديناميكا في جامعة بنسلفانيا الأمريكية برادفورد فولي لموقع لايف ساينس بعدم امتلاكه إجابة عن هذا السؤال، وأردف أن هذا الأمر لم يزل لغزًا من ألغاز فيزياء الأرض، إذ إنَّ الغلاف الصخري للأرض (القشرة والجزء العلوي الصلب من الوشاح) يتكون من 15 صفيحة تكتونية لا تنفكّ تتحرك مصطدمةً أو متباعدةً عن بعضها، وتسمح الطبيعة الجيولوجية لطبقات الأرض باستمرار حركة هذه الصفائح، في حين لا يزال العلماء غير متأكّدين من كيفية تكسّر الغلاف الصخري وتشكّله.

أوضح العالم فولي أنَّه ليُبقي كوكب ما على صفائحه التكتونية لا بُدَّ أن يحوي وشاحه تيّارات حمل حراري، فعندما تنزلق الصفائح الباردة الكثيفة تحت أُخرى أقل كثافةً منها في مناطق الاندساس غائصةً في الوشاح، تعاود صفائح جديدة الظهور في المناطق التي تباعدت فيها الصفائح، ومع غياب تلك التيارات لن تتوفر طاقة كافية لتحريك الصفائح.

نوه جيفري كولنز عالم الجيولوجيا من كلّية ويتون بولاية ماساشوستس الأمريكية، أن الحمل الحراري وحده لا يكفي لضمان أن كوكبًا أو قمرًا سيُظهر نشاطًا في الصفائح التكتونية، بل يجب أيضًا أن يكون غلافه الصخري رقيقًا بما يكفي لينقسم إلى صفائح في المقام الأول، وفي الوقت نفسه كثيفًا بدرجةٍ تسمح للصفائح بالغوص في الوشاح.

أفاد راسل بيسكلويك عالم فيزياء الأرض في جامعة تورونتو في حديثه، بأنّ تماس مياه المحيطات في مناطق الاندساس مع صخور الصفائح يُكسب هذه الأخيرة ليونةً تسهّل حركتها في أثناء انغماسها في طبقات الأرض.

قد تُفسر هذه العوامل مجتمعةً سبب كون الأرض الكوكب الوحيد المعروف حاليًا الذي يُظهر نشاطًا في الصفائح التكتونية. في دراسة أُجريت عام 2022، وجد كولنز وزملاؤه أن قمر زُحل الجليدي يوروبا أظهر في الماضي نشاطًا شبيهًا بالصفائح التكتونية، إذ انقسمت أجزاء من غلافه الجليدي إلى صفائح تفرقت واصطدمت ببعضها بعضًا، ويرجح أن تكون مياه المحيطات الدافئة تحت الجليد قد ساعدت على دفع هذه الصفائح، بيد أنّه لأن كثافة الجليد أقل من الماء، لم تغرق هذه الصفائح في المحيطات مثلما تغرق صفائح الأرض في الوشاح.

إضافة إلى ذلك، فإن حركة الصفائح على يوروبا لا تشمل سطح القمر بالكامل، فقد أشار كولِنز إلى أنَّها تنحصر في مناطق صغيرة متفرقة من سطح هذا القمر، ولفت إلى أنَّ تلك الحركة ليست مستمرة مثل نظيرتها في الأرض بل تنشط وتخبو بمرور الزّمن.

في هذا السياق نجد أن بعض الكواكب مثل المريخ تمتلك بنية تسمى (الغلاف الساكن)، بعبارة أخرى تمتلك هذه الكواكب أوشحة تتحرك بالحمل الحراري، لكن سطحها لا ينقسم إلى صفائح، وقد أوضح العالم فولي أنَّ سطح المريخ لم ينقسم إلى صفائح منفصلة تتحرك مع تيارات الحمل الحراري للوشاح، بل توجد صفيحة واحدة كبيرة تغطي كامل الكوكب محيطةً بالوشاح.

وأردف أنّه من الصعب تحديد العوامل التي تؤدي إلى تطور الصفائح التكتونية على كوكب ما بدقّة؛ نظرًا إلى غياب أيّة كواكب أخرى قريبة تُظهر نشاطًا في الصفائح التكتونية لمقارنتها بالتي على الأرض، وأضاف أنَّه لو وُجدت مئات الكواكب الصخرية بظروف متنوعة، لأمكن على الأرجح تحديد العوامل الأساسية تجريبيًا، في حين يتعذرُ ذلك بوجود كوكب واحد فقط.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%ad%d8%b1%d9%83%d8%a9-%d8%a7%d9%84%d8%b5%d9%81%d8%a7%d8%a6%d8%ad-%d8%a7%d9%84%d8%aa%d9%83%d8%aa%d9%88%d9%86%d9%8a%d8%a9/">ما الذي يسبب حركة الصفائح التكتونية؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b5%d9%81%d8%a7%d8%a6%d8%ad-%d8%aa%d9%83%d8%aa%d9%88%d9%86%d9%8a%d8%a9-%d8%b9%d9%85%d8%b1%d9%87%d8%a7-3-6-%d9%85%d9%84%d9%8a%d8%a7%d8%b1-%d8%b3%d9%86%d8%a9-%d9%83%d8%b4%d9%81%d8%aa-%d8%b9%d9%86/">صفائح تكتونية عمرها 3.6 مليار سنة كشفت عن أقدم المعادن على الأرض</a>

ترجمة: ورد أيمن رعوان

تدقيق: باسل حميدي

مراجعة: ميرڤت الضاهر

<a href="https://www.livescience.com/planet-earth/is-earth-the-only-planet-in-the-solar-system-with-plate-tectonics">المصدر</a>

هل الأرض الكوكب الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يحتوي على صفائح تكتونية؟

anvil-and-structure

أظهر اكتشاف صادم أن الهيليوم، أحد أخف العناصر في الكون، يمكنه الارتباط بالحديد تحت ضغط عال لتكوين هليد الحديد، ما قد يجعلنا نعيد النظر في التركيبة الكيميائية لأعماق الأرض.

يشير ذلك إلى احتمال وجود الهيليوم في نواة الأرض، إذ يبلغ الحديد أقصى درجات الضغط، ووفقًا للفيزيائي هاروكي تاكيزاوا وفريقه من جامعة طوكيو، فقد يكون لب الأرض الكثيف مستودعًا ضخمًا للهيليوم الأولي.

يوجد الهيليوم على الأرض في نظيرين مستقرين: الهيليوم 4، وهو الأوفر بنسبة 99.99986%، ويتكون من بروتونين ونيوترونين، والهيليوم 3، النادر بنسبة 0.000137%، يحوي بروتونين ونيوترونًا واحدًا فقط.

ينتج الهيليوم 4 عن التحلل الإشعاعي لليورانيوم والثوريوم، في حين يرجع وجود الهيليوم 3 إلى لحظات ما بعد الانفجار العظيم، وينتج جزئيًا من اضمحلال التريتيوم، وقد رصد الهيليوم 3 في الغازات المنبعثة في أثناء ثوران البراكين، ما يرجح احتباسه في الوشاح منذ تشكل الأرض.

يقترح الباحثون مصدرًا آخر له، إذ صرح الفيزيائي كي هيروسي من جامعة طوكيو بأنه درس العمليات الجيولوجية العميقة زمنًا، وأن تجاربه تحاكي ضغط الأرض وحرارتها القصوى باستخدام سندان ماسي مسخن بالليزر.

في تلك التجارب، سحق الحديد والهيليوم تحت ضغط 5 - 55 جيجا باسكال، ودرجة حرارة 1000 - 3000 كلفن، وهي حرارة كافية لصهر الإيريديوم المستخدم في شمعات إشعال محرك السيارة لمقاومته الحرارية.

أظهرت الدراسات السابقة ارتباط الهيليوم بالحديد بنسب ضئيلة لا تتجاوز بضعة أجزاء من المليون، في حين سجلت تجربة الفريق نسبة 3.3%، أي أعلى بـ 5000 ضعف، يرجع ذلك إلى ضبط ظروف القياس لمنع تسرب الهيليوم.

أوضح هيروسي أن الهيليوم سريع التسرب، ويظهر ذلك في انكماش البالونات المملوءة به، لذلك قيس في برودة شديدة لمنع هروبه، ما مكّن رصده في الحديد.

تؤكد النتائج أن الهيليوم الخامل كيميائيًا قد يتفاعل في ظروف قاسية، ولعل الأرض امتصته خلال تكوينها، فاتّحد بالحديد ليُحتجز في النواة في أثناء التمايز الكوكبي، وقد حدث ذلك غالبًا في نواتي القمر والمريخ أيضًا.

إذا ثبتت هذه الفرضية، فقد يكون الهيليوم الأولي في النواة، لا الوشاح، هو مصدر الهيليوم 3 المكتشف في الغازات البركانية.

لا يقتصر الأمر على الهيليوم، فالهيدروجين أيضًا يمتلك نظائر أولية، ما قد يشير إلى دوره في تكون المياه الأرضية.

تتطلب هذه الفرضيات مزيدًا من البحث، وقد تفتح آفاقًا جديدة لفهم تكوين الأرض والكواكب الأخرى.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b4%d9%88%d8%a7%d8%b7%d8%a6-%d8%b9%d9%84%d9%89-%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%b1%d9%8a%d8%ae-%d8%a7%d9%84%d9%83%d9%88%d9%83%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%a3%d8%ad%d9%85%d8%b1-%d9%83%d8%a7%d9%86-%d9%85%d8%ba%d8%b7/">شواطئ على المريخ: الكوكب الأحمر كان مغطى بالمحيطات!</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%82%d8%af-%d9%8a%d9%83%d9%88%d9%86-%d9%84%d9%84%d9%82%d9%85%d8%b1-%d8%a7%d9%84%d8%a5%d8%b6%d8%a7%d9%81%d9%8a-%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%a4%d9%82%d8%aa-%d9%84%d9%84%d8%a3%d8%b1%d8%b6-%d8%a3%d8%b5%d9%84/">قد يكون للقمر الإضافي المؤقت للأرض أصل غير متوقع</a>

ترجمة: ورد أيمن رعوان

تدقيق: نور حمود

<a href="https://www.sciencealert.com/earths-core-could-be-hiding-a-vast-reservoir-of-primordial-helium">المصدر</a>

ورد أيمن رعوان

الأعمال

هل الأرض الكوكب الوحيد في المجموعة الشمسية الذي يحتوي على صفائح تكتونية؟

ربما تحتوي نواة الأرض على مخزون هائل من الهيليوم البدائي!