طبقة غامضة في أعماق الأرض يمكن أن تكون بقايا من أقدم تاريخها
مصر:إيهاب محمد زايد
على عمق حوالي 3000 كيلومتر (1864 ميلاً) تحت أقدامنا، توجد مجموعة غامضة من المواد تسمى الطبقة D، والتي أذهلت العلماء منذ فترة طويلة بسبب تكتلها.
تشير دراسة جديدة إلى أن هذه الطبقة، الرقيقة في البقع والسميكة في أماكن أخرى، ربما تكونت من محيط من الصهارة القديمة يُعتقد أنه غطى الأرض المبكرة قبل مليار سنة.
تشير عمليات المحاكاة التي أجراها فريق دولي من الباحثين إلى أن التفاعلات الكيميائية الناجمة عن الضغوط الشديدة ودرجات الحرارة في قاع محيط الصهارة القديم ربما تسببت في التفاوت الذي نراه في الطبقة “D” اليوم.
تختلف عمليات المحاكاة التي أجروها عن النماذج السابقة بطريقة رئيسية واحدة: الماء، الذي كان موجودًا في محيطات الصهارة القديمة على الأرض، ولكن تأثيره على تلك المحيطات أثناء تبريدها وتصلبها نادرًا ما يتم أخذه في الاعتبار.
تفترض الدراسة الجديدة أنه يمكن خلط الماء مع المعادن لتكوين بيروكسيد الحديد والمغنيسيوم أو (Fe,Mg)O2. يجذب هذا البيروكسيد الحديد، لذا فإن وجوده يمكن أن يفسر كيفية تشكل الطبقات الغنية بالحديد حيث تقع الطبقة D، فوق الحدود بين النواة الخارجية المنصهرة للأرض والوشاح المحيط بها.
يقول عالم البيانات تشينغيانغ هو، من مركز أبحاث الضغط العالي والتكنولوجيا المتقدمة (HPSTAR) في بكين: “يشير بحثنا إلى أن محيط الصهارة المائي هذا فضل تكوين مرحلة غنية بالحديد تسمى بيروكسيد الحديد والمغنيسيوم”.
“وفقًا لحساباتنا، يمكن أن يكون ارتباطه بالحديد قد أدى إلى تراكم بيروكسيد الحديد في طبقات تتراوح سماكتها من عدة إلى عشرات الكيلومترات.”
ومع سحب الحديد، تركزت هذه التفاعلات الكيميائية في مناطق معينة وتشكلت الطبقة D، كما يقترح الفريق في ورقتهم البحثية الجديدة.
إذا كان تفكيرهم صحيحًا، فقد يساعد ذلك أيضًا في تفسير مناطق السرعة المنخفضة جدًا (ULVZs) الموجودة في أعماق الأرض، وهي مناطق كثيفة من المواد تعمل على إبطاء الموجات الزلزالية إلى حد الزحف.
مخطط الطبقة
تشير النمذجة الجديدة إلى أن بيروكسيد الحديد والمغنيسيوم (Fe,Mg)O2 قد تشكل في جيوب بسبب الماء الموجود في محيط الصهارة (MO) عندما بدأ في التبلور. LLSVPs هي مقاطعات كبيرة ذات سرعة قص منخفضة: توجد النقط الغريبة أيضًا في أعماق الأرض. (مطبعة العلوم الصينية)
علاوة على ذلك، يعتقد الباحثون أن هذه الطبقات الغنية بالحديد كان لها تأثير عازل، مما أدى إلى إبقاء المناطق المختلفة في قاعدة الوشاح السفلي منفصلة عن بعضها البعض.
يقول هو: “تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن البيروكسيد الغني بالحديد، المتكون من المياه القديمة داخل محيط الصهارة، لعب دورًا حاسمًا في تشكيل الهياكل غير المتجانسة للطبقة D”.
ويعتقد العلماء أن محيط الصهارة هذا قد نشأ نتيجة اصطدام هائل بكوكب آخر منذ حوالي 4.5 مليار سنة.
تم قذف بعض القطع المتبقية وشكلت ما نسميه الآن القمر، في حين بقي مزيج من العناصر المتطايرة (بما في ذلك الكربون والنيتروجين والهيدروجين والكبريت) على كوكبنا للمساعدة في تحفيز الحياة.
وبطبيعة الحال، فإن العودة إلى هذا الوقت الطويل ليس بالأمر السهل، ولا يزال هناك الكثير من الجدل العلمي حول ما يكمن تحت سطح الأرض وكيف وصل إلى هناك. وبينما نتحسن في الإجابة على هذا النوع من الأسئلة، نحصل أيضًا على صورة أفضل لما كانت عليه الأرض منذ مليارات السنين.
يقول جي دينج، عالم الجيوفيزياء من جامعة برينستون: “يتوافق هذا النموذج جيدًا مع نتائج النمذجة العددية الحديثة، مما يشير إلى أن عدم تجانس الوشاح السفلي قد يكون سمة طويلة الأمد”.
وقد تم نشر البحث في مجلة National Science Review.
