کشف راز تولد قاره‌های شکست‌ناپذیر زمین

زمین زیر پای ما ممکن است جامد، پایدار و به ظاهر ابدی به نظر برسد. اما قاره‌هایی که ما آن‌ها را خانه می‌نامیم در بین همسایگان سیاره‌ای ما منحصر به فرد هستند و شکل‌گیری آن‌ها مدت‌هاست که برای دانشمندان یک راز بوده است.

به گزارش ایسنا به نقل از اس‌اف، اکنون، محققان بر این باورند که ممکن است یک قطعه مهم از این پازل را کشف کرده باشند و آن نقش هوازدگی باستانی در شکل دادن به پوسته پایا یا «کراتون‌های» زمین به عنوان تخریب ناپذیرترین بخش‌های پوسته سیاره ما است.

پوسته‌های پایا روح‌های قدیمی قاره‌ها هستند که تقریبا نیمی از پوسته قاره زمین را تشکیل می‌دهند. قدمت برخی از آن‌ها به بیش از سه میلیارد سال قبل برمی‌گردد و از آن زمان تا کنون تقریبا بدون تغییر باقی مانده‌اند. آن‌ها قلب‌های پایداری را تشکیل می‌دهند که سایر قاره‌ها در اطراف آن رشد کرده‌اند. برای دهه‌ها، زمین‌شناسان به این فکر می‌کردند که چه چیزی این مناطق را تا این حد انعطاف‌پذیر می‌کند، حتی وقتی صفحات در اطراف آن‌ها جابجا می‌شوند و با هم برخورد می‌کنند.

به نظر می‌رسد که کلید حل معما ممکن است نه در اعماق زمین بلکه در سطح آن نهفته باشد. یک مطالعه جدید که در ایالت پن انجام و در مجله نیچر منتشر شده نشان می‌دهد که هوازدگی واقع در قسمت سطحی خاک یا تجزیه سنگ‌های در معرض هوا ممکن است باعث ایجاد زنجیره‌ای از رویداد‌ها شده باشد که به تثبیت کراتون‌ها در میلیارد‌ها سال پیش، در دوران نخست‌زیستی نو، در حدود ۲.۵ تا سه میلیارد سال پیش انجامیده باشد.

برای درک چگونگی این رویداد، بیایید یک قدم به گذشته برداریم. در دوران نخست‌زیستی نو، زمین مکان بسیار متفاوتی بود. اتمسفر حاوی اکسیژن کمی بود و قاره‌ها عمدتا در زیر اقیانوس جهانی غوطه‌ور بودند. اما به تدریج، زمین شروع به بالا آمدن بر فراز امواج کرد که فرآیندی به نام ظهور قاره نامیده می‌شود.

همانطور که سنگ‌های بیشتری در معرض هوا قرار می‌گرفتند، نرخ هوازدگی به طور چشمگیری افزایش می‌یافت.

وقتی سنگ‌ها هوازده می‌شوند، مواد معدنی تشکیل دهنده خود از جمله عناصر رادیواکتیو مانند اورانیوم، توریم و پتاسیم را آزاد می‌کنند. این عناصر مولد گرما بسیار مهم هستند، زیرا فروپاشی آن‌ها در طول میلیارد‌ها سال در داخل زمین گرما تولید می‌کند.

محققان پیشنهاد می‌کنند که با آزاد شدن عناصر مولد گرما توسط هوازدگی، آن‌ها به شکل رسوباتی که در اقیانوس‌ها انباشته شده‌اند، شسته شدند. با گذشت زمان، فرآیند‌های تکتونیکی صفحه این رسوبات را به اعماق پوسته منتقل کرد.

رسوبات که در عمق دفن شده و از درون گرم بودند، شروع به ذوب شدن کردند. زمین شناسان این مرحله را «تمایز پوسته» می‌نامند که جداسازی پوسته قاره‌ای به یک لایه بالایی سبک‌تر و غنی از عناصر مولد گرما و یک لایه پایین‌تر متراکم‌تر و ضعیف‌تر از نظر عناصر مولد گرماست. محققان استدلال می‌کنند که این لایه‌بندی است که به کراتون‌ها پایداری فوق العاده‌ای بخشیده است.

پوسته بالایی که با عناصر مولد گرما غنی شده است، اساسا به عنوان یک پوشش حرارتی عمل می‌کند و پوسته پایینی و گوشته زیر آن را نسبتا خنک و قوی نگه می‌دارد. این فرآیند از تغییر شکل و بازیافت در مقیاس بزرگ که بخش‌های جوان‌تر قاره‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد، جلوگیری کرد.

جالب توجه است که زمان تثبیت کراتون در سراسر جهان از این ایده پشتیبانی می‌کند.

علاوه بر این، سنگ‌های دگرگونی یا سنگ‌هایی که توسط گرما و فشار در اعماق پوسته تغییر شکل داده‌اند نیز تاریخچه‌ای مطابق با این مدل ثبت می‌کنند. بسیاری از کراتون‌ها حاوی لایه‌های گرانولیتی هستند. این گرانولیت‌ها اغلب دارای ترکیباتی هستند که نشان می‌دهد از ذوب سنگ‌های رسوبی تشکیل شده‌اند.

بنابراین، به نظر می‌رسد توالی رویداد‌ها که شامل ظهور قاره‌ها، افزایش هوازدگی، دفن رسوبات غنی از عناصر مولد گرما، ذوب عمیق پوسته و در نهایت، تثبیت کراتون می‌شود همه در یک راستا قرار دارند.

آنچه قابل توجه است این است که این روند ممکن است نتیجه اجتناب ناپذیر افزایش قاره‌های بزرگ بر فراز دریا باشد. ظهور زمین مجموعه‌ای از فرآیند‌ها را به حرکت در آورد که با تولد کراتون‌ها به اوج خود رسید.

پیامد‌های این مطالعه فراتر از درک ساده گذشته باستانی است. کراتون‌ها زیستگاه‌های مهمی برای زندگی هستند و میزبان ذخایر معدنی ارزشمندی از جمله طلا، الماس و فلزات حیاتی به شمار می‌آیند. دانستن چگونگی شکل گیری آن‌ها می‌تواند به جستجوی ما برای این منابع کمک کند.

وقتی روی زمین محکم راه می‌رویم، خوب است که فکر کنیم اساس قاره‌های ما وجود خود را مدیون کار آرام و صبورانه هوازدگی و فرسایش میلیارد‌ها سال پیش هستند. دفعه بعد که سنگی را برداشتید، سفر حماسی را در نظر بگیرید که اجزای آن ممکن است از کوه به دریا تا پوسته عمیق و دوباره به سطح طی کرده باشند.