اكتشاف بقايا عميقة من القشرة البدائية للأرض في أستراليا
مصر:إيهاب محمد زايد
ولد كوكبنا منذ حوالي 4.5 مليار سنة. لفهم هذا التاريخ الطويل المذهل، نحتاج إلى دراسة الصخور والمعادن التي تتكون منها.
تم العثور على أقدم الصخور في أستراليا، والتي تعد من أقدم الصخور على وجه الأرض، في منطقة مورشيسون في غرب أستراليا، على بعد 700 كيلومتر شمال بيرث. لقد تم تأريخها بحوالي 4 مليارات سنة.
وفي دراسة جديدة، وجدنا أدلة على وجود صخور من نفس العمر بالقرب من كولي، جنوب بيرث. ويشير هذا إلى أن الصخور القديمة في غرب أستراليا تغطي مساحة أكبر بكثير مما كنا نعرفه، مدفونة في أعماق القشرة الأرضية.
القشرة القارية القديمة
تعتبر القشرة القديمة لأستراليا أمرًا بالغ الأهمية لفهم الأرض المبكرة، لأنها تخبرنا عن كيفية تشكل القشرة القارية وتطورها.
تشكل القشرة القارية أساس الكتل الأرضية التي يعيش فيها البشر، وتدعم النظم البيئية، وتوفر الموارد الأساسية للحضارة. وبدونها لن يكون هناك مياه عذبة. وهي غنية بالموارد المعدنية مثل الذهب والحديد، مما يجعلها ذات أهمية اقتصادية.
ومع ذلك، فإن استكشاف القشرة القارية القديمة ليس بالأمر السهل. معظمها مدفون بعمق، أو تم تعديلها بشكل مكثف بواسطة بيئتها. لا يوجد سوى عدد قليل من المناطق المكشوفة حيث يمكن للباحثين مراقبة هذه القشرة القديمة مباشرة.
لفهم عمر وتكوين هذه القشرة القديمة المخفية، يعتمد العلماء غالبًا على طرق غير مباشرة، مثل دراسة المعادن المتآكلة المحفوظة في الأحواض المغطاة، أو استخدام الاستشعار عن بعد للموجات الصوتية أو المغناطيسية أو الجاذبية.
ومع ذلك، قد تكون هناك طريقة أخرى لسبر أغوار القشرة العميقة، وحتى أخذ عينات منها، إذا حالفنا الحظ.
سحب البلورات من الأعماق
كثيرًا ما يتم قطع قشرة كوكبنا بواسطة أصابع داكنة من الصهارة الغنية بالحديد والمغنيسيوم، والتي يمكن أن تمتد من القشرة العليا وصولاً إلى وشاح الأرض.
يمكن لهذه الهياكل، المعروفة باسم السدود، أن تأتي من أعماق لا تقل عن 50 كيلومترًا (أعمق بكثير حتى من أعمق بئر، والذي يمتد لمسافة 12 كيلومترًا فقط).
يمكن لهذه السدود التقاط كميات صغيرة من المعادن من الأعماق ونقلها إلى السطح، حيث يمكننا فحصها.
السدود الأصغر سنا تتطفل على الصخور القديمة
السدود في النرويج تقطع صخور الحجر الرملي ذات الطبقات القديمة.
يحتوي الزركون على كميات ضئيلة من اليورانيوم، الذي يتحلل مع مرور الوقت إلى الرصاص. ومن خلال القياس الدقيق لنسبة الرصاص إلى اليورانيوم في حبيبات الزركون، يمكننا معرفة المدة التي مرت على تبلور الحبوب.
وأظهرت هذه الطريقة أن بلورات الزركون من السد يعود تاريخها إلى 3.44 مليار سنة.
درع تيتانيت
يتم تغليف الزركون في معدن مختلف، يسمى التيتانيوم، وهو أكثر استقرارًا كيميائيًا من الزركون الموجود في السد. فكر في حبة الملح المحبوسة داخل قطعة حلوى من السكر المسلوق، والتي أسقطتها في كوب من الشاي الساخن.
صورة مجهرية للتيتايت من السد
صورة مجهرية لحبوب التيتانيوم مع بلورات الزركون محاصرة بالداخل ومحمية. يبلغ حجم شريط المقياس الموجود في الجزء السفلي الأيمن من الصورة 100 ميكرون، أي ما يعادل عرض شعرة الإنسان تقريبًا. (سي إل كيركلاند)
أدى استقرار درع التيتانيوم إلى حماية بلورات الزركون القديمة من خلال التغيرات في الظروف الكيميائية والضغط ودرجة الحرارة أثناء تحرك السد للأعلى. تم تعديل بلورات الزركون غير المحمية الموجودة في السد بشكل كبير أثناء الرحلة، مما أدى إلى طمس سجلاتها النظائرية.
ومع ذلك، نجت الحبوب المدرعة من التيتانيوم سليمة لتوفر لمحة نادرة عن تاريخ الأرض المبكر.
وقد قدم السد، الذي يعود تاريخه إلى حوالي 1.4 مليار سنة، نافذة فريدة على القشرة القديمة التي كان من الممكن أن تظل مخفية لولا ذلك. كما وجدنا أيضًا حبيبات زركون قديمة مماثلة شمالًا في الرمال من نهر سوان، الذي يمر عبر بيرث ويصرف المياه في نفس المنطقة، مما يعزز عمر وأصل هذه المواد القديمة.
مقطع عرضي من الرسوم المتحركة لقشرة الأرض.
مقطع عرضي للقشرة جنوب بيرث يُظهر السدود التي تلتقط الزركون الذي يبلغ عمره 3.4 مليار سنة من العمق وترفعه إلى السطح. يُظهر التكبير الداخلي درع الزركون القديم بواسطة درع من معدن التيتانيوم. (سي إل كيركلاند)
تمتد النتائج إلى المنطقة المعروفة للقشرة القديمة، والتي تم التعرف عليها سابقًا في منطقة نارير في منطقة مورشيسون.
أحد أسباب أهمية فهم القشرة العميقة هو أننا غالبًا ما نجد معادن عند الحدود بين كتل هذه القشرة. يمكن أن يساعد رسم خرائط هذه الكتل في رسم مناطق للبحث عن إمكانات التعدين.
بقايا الزمن العميق
لذا، في المرة القادمة التي تلتقط فيها صخرة وتفرك بعض الحبوب المعدنية على يدك، فكر في المدة التي قد تكون تلك الحبوب موجودة فيها.
لكي تتمكن من فهم الجدول الزمني، تخيل تاريخك كان الكوكب r لمدة عام. تشكلت الأرض من الغبار الدوامي قبل 12 شهرًا. أي حفنة من الرمال تلتقطها حول بيرث سوف تحتوي على حبة أو حبتين منذ حوالي عشرة أشهر. تشكل معظم الذهب الأسترالي قبل سبعة أشهر، ووصلت النباتات البرية قبل شهر واحد فقط.
قبل أسبوعين، ظهرت الديناصورات. لقد جاءت البشرية جمعاء في الثلاثين دقيقة الماضية. وأنت؟ وعلى هذا المقياس، فإن حياتك ستستمر حوالي نصف ثانية.
المصدر
كريس كيركلاند، أستاذ علم التاريخ الجيولوجي بجامعة كيرتن
