علوم

‘رياح’ قادمة من الطبقة الوسطى للأرض عبر ممر سري تحت بنما تحيّر العلماء!

earth geology panama
Written by admin

يمكن أن يفسر ممر سري جيولوجي أسفل بنما سبب العثور على صخور من وشاح الأرض على بعد أكثر من 1000 ميل (1609 كيلومترا) من المكان الذي نشأت فيه. ويمكن أن يسمح هذا الممر، الذي يقع على عمق حوالي 62 ميلا (100 كم) تحت سطح الأرض، بتدفق مواد الوشاح للتحرك على طول الطريق من أسفل جزر غالاباغوس إلى أسفل بنما. وقد يساعد شكل النقل هذا الذي لم يسبق اكتشافه في تفسير سبب وجود عدد قليل جدا من البراكين النشطة في بنما. وعلى الساحل الغربي لأمريكا الوسطى، تغوص صفيحة كوكوس التكتونية وتدفع القشرة المحيطية تحت القشرة القارية للصفائح التكتونية لأمريكا الشمالية والبحر الكاريبي وبنما، وهي عملية تسمى الاندساس. وتخلق منطقة الاندساس هذه خطا من البراكين يسمى القوس البركاني لأمريكا الوسطى حيث تندفع الحمم البركانية عبر الحدود. وقال ديفيد بيكيرت، باحث ما بعد الدكتوراه في الكيمياء البحرية والجيوكيمياء في معهد وودز هول لعلوم المحيطات في ماساتشوستس، إن البراكين تتوقف في غرب بنما، التي تقع على صفيحة بنما. ولطالما كان هذا السلام النسبي لغزا. والآن، قدم بيكيرت وزملاؤه تقريرا في دراسة جديدة نُشرت في 23 نوفمبر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences، أن الجاني قد يكون فتحة شبيهة بالنافذة في لوحة كوكوس التكتونية التي يتم دفعها نحو مركز الأرض. ويحاول بيكيرت وزملاؤه فهم المزيد حول كيفية عمل الاندساس بالقرب من أمريكا الوسطى، حيث أن اندساس صفيحة كوكوس تحت أمريكا الشمالية لديه القدرة على إحداث زلازل كبيرة، بما في ذلك زلزال تشياباس عام 2017، وهو زلزال بقوة 8.1 على مقياس ريختر أودى بحياة العشرات. ولمعرفة المزيد، تعمق الباحثون في الكيمياء الجيولوجية للمنطقة، وجمعوا عينات الصخور البركانية وكذلك عينات الغاز والسوائل من الينابيع الساخنة. وكانوا مهتمين بالنظر في نسب النظائر الجزيئية، وهي اختلافات من الذرات نفسها مع أعداد مختلفة من النيوترونات في نواتها. وفي هذه الحالة، ركز الباحثون بشكل خاص على نظائر الهيليوم والرصاص. وقال بيكيرت: “عادة ما تحتوي المصادر المختلفة للمواد الجيولوجية على تركيبات مختلفة، لذلك يمكننا تتبع المساهمة من مناطق مختلفة من الوشاح”. ويتكون الوشاح في الغالب من صخور السيليكات، وهي صخور ذات بنية معينة من السيليكون وذرات الأكسجين. ولكن التركيب الدقيق يمكن أن يختلف كثيرا حتى على مسافات صغيرة. ووجد الباحثون أن هناك بعض الحالات الشاذة الغريبة تحت أمريكا الوسطى. وقال بيكيرت: “وجدنا أنه في أماكن معينة من أمريكا الوسطى، وبالتحديد بنما الغربية وخلف القوس البركاني في كوستاريكا، لدينا بعض التوقيعات الغريبة [للكيمياء الجيولوجية] التي تشبه حقا ما لديك في جزر غالاباغوس”.
وكان هذا غريبا، لأنه لم تكن هناك طريقة واضحة لشرح كيف يمكن لعناصر الوشاح من جزر غالاباغوس أن تصل إلى بنما، على حد قول بيكارت. ثم تحول الباحثون بعد ذلك إلى التصوير الزلزالي للوشاح، والذي يستخدم موجات الزلزال لرسم خريطة لما يوجد تحت السطح، ونمذجة الكمبيوتر لمحاولة شرح ما يمكن أن يحدث. ووجدوا أن الأجزاء المدفونة من صفيحة كوكوس قد تحمل الإجابة في أعماق بنما. وعندما تنزلق صفيحة تكتونية أسفل صفيحة تكتونية أخرى أثناء الاندساس، فإن تلك الصفيحة المندمجة لا تختفي فقط؛ إنه يحتفظ بهيكله عندما يتدحرج في الوشاح، فقط تسخينه وتزييفه تدريجيا. وقال بكيرت: “أسفل بنما مباشرة، توجد حفرة، ونافذة عبر البلاطة، تسمح بتدفق مكون الوشاح هذا”. وقد تكون هذه النافذة نتيجة لكسر طبيعي موجود مسبقا في قشرة كوكوس المندسة، أو قد تكون مكانا تقطع فيه القشرة أثناء الانغماس. وفي كلتا الحالتين، تسمح للمواد بالمرور – من جانب واحد من اللوحة إلى الجانب الآخر – مثل النسيم عبر نافذة مفتوحة. ووجد الباحثون احتمالين: الأول هو أن المواد تتحرك عبر منطقة صدع بنما، وهي منطقة تشقق في القشرة والوشاح العلوي الذي يربط غالاباغوس ببنما. ووجد الباحثون أن السيناريو الأكثر احتمالا هو أن الدوران النموذجي واسع النطاق للوشاح يقود المواد ببساطة من خلال الفتحة الموجودة في اللوح المائل. وقال بيكيرت إن وجود نافذة الوشاح يمكن أن يفسر أيضا عدم وجود براكين نشطة في بنما. ويميل الماء المحبوس في قشرة الألواح المندسة إلى تعزيز تكوين البراكين لأن الماء يقلل من درجة انصهار الصخور، ما يؤدي إلى تكوين الصهارة. وتعني الفتحة الموجودة في اللوح الموجود أسفل بنما وجود فجوة في القشرة الغنية بالمياه في تلك البقعة، ما يعني بدوره أنه من الصعب تدفق الصهارة المنصهرة هناك. وقال بيكيرت إن تدفق الوشاح الذي اكتشفه الفريق لم يخضع للدراسة الكافية، لكن هناك شذوذا غير مبرر في كيمياء الوشاح في جميع أنحاء العالم. ويأمل الفريق في إجراء تحليل مماثل في تشيلي بعد ذلك، لكنه يريد في النهاية توسيع الطريقة في جميع أنحاء العالم. المصدر: لايف ساينس

About the author

admin

Leave a Comment