خوزنا : چه بر سر پوسته در حال ناپديد شدن زمين مي‌آيد؟
چهارشنبه، 3 آذر 1400 - 23:20 کد خبر:122798

دانشمندان دريافته‌اند كه چه اتفاقي براي پوسته در حال ناپديد شدن زمين بر اثر لغزش صفحات تكتونيكي مي‌افتد.

 ايسنا و به نقل از اسپيس، پوسته بيروني زمين مانند يك كلوچه شكسته غول پيكر كه تكه‌هاي آن بر فراز دريايي از شير سوزان شناور است، از تكه‌هاي سنگي تشكيل شده است كه در فرآيندي به نام "زمين‌ساخت صفحه‌اي" يا "تكتونيك صفحه‌اي" دائماً به يكديگر برخورد مي‌كنند و در زير يكديگر فرو مي‌روند.

زمين‌ساخت صفحه‌اي(Plate tectonics) به بررسي و مطالعه حركات وسيع‌مقياس در سنگ‌كُرهٔ(ليتوسفر) كره زمين مي‌پردازد. اين نظريه براساس نظريه رانش قاره‌اي در نخستين دهه‌هاي قرن بيستم مطرح شد و پس از اثبات مفهوم گسترش بستر دريا در سال‌هاي ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ ميلادي توسط بسياري از زمين شناسان پذيرفته شد.

بر اساس اين نظريه، سنگ‌كُره(پوسته كره زمين) يا همان "ليتوسفر" زمين از صفحاتي به نام صفحات تكتونيكي تشكيل مي‌شود كه در كل شامل هفت يا هشت صفحه اصلي است كه در مواردي خود از تعدادي صفحات كوچك تشكيل مي‌شوند. اين صفحات به ‌صورت مداوم در حال حركت هستند و بر اثر برخورد اين صفحات، پديده‌هايي همچون زلزله، گسل، شكستگي‌ها، تشكيل كوه‌ها، تشكيل درازگودال‌ها و چين‌خوردگي و ديگر پديده‌ها حاصل مي‌شوند. ميزان حركت اين صفحات از كمترين حد برابر با صفر ميلي‌متر در سال تا بيشترين حد معادل ۱۰۰ ميلي‌متر در سال بسته به نوع، جايگاه و شرايط آن‌ها تخمين زده مي‌شود.

صفحات شكل‌دهنده پوسته زمين به ‌طور كل از دو نوع سنگ‌كره‌هاي اقيانوسي و سنگ‌كره‌هاي قاره‌اي كلفت‌تر تشكيل مي‌شوند كه هر نوع پوسته‌هاي خاص خود را دارند.

صفحات پوسته زمين(تكتونيك) به اين دليل قابليت حركتي دارند كه سنگ‌كره‌هاي پوشاننده سطح زمين داراي جرم حجمي و نيروي بيشتري در مقايسه با لايه‌هاي زيرينِ خود به نام سست‌كره هستند.

از اين دانش براي مطالعه نحوه رخداد زلزله، زمين‌شناسي مهندسي و مطالعه مخازن نفت و گاز استفاده مي‌شود.

مفهوم زمين‌ساخت همچنين براي گفتگو درباره حركت آهسته صفحه‌ها به‌كار مي‌رود كه در آن مورد به آن بيشتر زمين‌ساخت صفحه‌اي يا رانش قاره‌اي گفته مي‌شود. زمين‌ساخت همچنين به مباحث زلزله، صفحات قاره‌اي و پديده‌هايي از اين دست مي‌پردازد.

اما چه اتفاقي براي آن تكه‌هاي پوسته زمين كه زير ديگري ناپديد مي‌شوند و درون زمين فرو مي‌روند، مي‌افتد؟

مدل‌سازي‌هاي جديد نشان مي‌دهد كه آنها ضعيف و خم مي‌شوند، اما كاملاً از هم نمي‌پاشند. اين مدل‌ها همچنين نشان مي‌دهند كه تكتونيك صفحه‌اي، حداقل در شكل مدرن آن، احتمالاً تنها طي چند ميليارد سال گذشته آغاز شده است.

تكتونيك صفحه‌اي، زمين لرزه‌ها و آتشفشان‌ها را موجب مي‌شود، رشته كوه‌ها و جزاير را ايجاد مي‌كند و دليلي است كه قاره‌هاي زمين كه زماني ابرقاره بودند، اكنون توسط اقيانوس‌ها از هم جدا شده‌اند. اما هنوز اطلاعات زيادي در مورد نحوه عملكرد تكتونيك صفحه‌اي وجود ندارد. مثلا اينكه وقتي يك صفحه زير صفحه ديگر در ناحيه‌اي به نام منطقه فرورانش مي‌لغزد و در گوشته ناپديد مي‌شود كه لايه مياني زمين و متشكل از مواد مذاب است چه اتفاقي مي‌افتد.

محققان براي پي بردن به اين موضوع از مدل‌هاي رايانه‌اي دوبعدي مناطق فرورانش استفاده كردند و آنها را با استفاده از فيزيك شناخته شده نحوه رفتار مواد، مانند نحوه تغيير شكل سنگ‌ها تحت نيروهاي خاص، برنامه‌ريزي كردند. سپس مدل حاصل را مشاهده كردند تا ببينند در منطقه فرورانش چه اتفاقي افتاده است و يافته‌هاي خود را با مشاهدات واقعي مقايسه كردند.

مدل‌هاي آن‌ها نشان مي‌دهد كه وقتي يك صفحه در زير صفحه ديگر فرو مي‌رود، آن قطعه‌ي زيرين كه به عنوان "اسلب"(slab) شناخته مي‌شود، ناگهان به سمت پايين خم مي‌شود و ترك مي‌خورد. خم شدن همچنين باعث مي‌شود كه سطح زيرين صفحه ضعيف‌تر شود. در واقع، فشارها صفحه را عمدتا دست نخورده باقي مي‌گذارد، اما نقاط ضعف بسياري در آن به وجود مي‌آورد.

"تاراس گريا" نويسنده مسئول اين مطالعه و استاد ژئوفيزيك در موسسه فناوري فدرال زوريخ(ETH) در سوئيس مي‌گويد: اين بدان معناست كه صفحات از هم جدا نمي‌شوند و در نتيجه به كشيدن قطعات پشت خود براي مدت بسيار طولاني ادامه مي‌دهند. در واقع، يك صفحه مي‌تواند صدها ميليون سال زير صفحه ديگر بلغزد.

وي همچنين تاييد كرد كه شبيه‌سازي‌هاي محققان با مشاهدات و تصويربرداري لرزه‌اي عميق كه از مناطق ضعيف‌شده يك منطقه فرورانش در ژاپن ثبت شده بود، مطابقت داشت.

همچنين "كنت كاندي" استاد بازنشسته ژئوشيمي و علوم زمين و محيط زيست در مؤسسه معدن و فناوري نيومكزيكو كه در اين مطالعه مشاركت نداشته است، مدل‌هاي آنها را "محكم و معنادار" خواند.

"گريا" افزود: يافته‌هاي ما نشان مي‌دهد كه زمين‌ساخت صفحه‌اي مدرن ممكن است همين يك ميليارد سال پيش آغاز شده باشد.

وي گفت در حالي كه شكل ابتدايي تكتونيك صفحه‌اي ممكن است بين ۳.۵ تا دو ميليارد سال پيش به وجود آمده باشد، در دوران آركئن يا پروتروزوئيك احتمالاً بسيار متفاوت از آنچه سياره ما امروز تجربه مي‌كند، بوده است و حدود ۱.۸ تا يك ميليارد سال پيش يك دوره آرام وجود داشته كه در آن صفحات بسيار كمتر فعال بوده‌اند.

وي افزود كه اين نيز فقط يك حدس و گمان است و در حال حاضر بحث و جدل‌هاي زيادي پيرامون زمان شروع تكتونيك صفحه‌اي وجود دارد.

"كندي" نيز با "گريا" موافق است و مي‌گويد: تكتونيك صفحه‌اي مدرن با تمام شاخص‌هاي زمين شناسي، احتمالا تا يك ميليارد سال پيش شروع نشده بوده است،‌ اما به نحوي حداقل از دو ميليارد سال پيش با ما بوده است.

وي افزود: با اين حال، از آنجايي كه ما دماي دقيق هسته زمين را در طول زمان نمي‌دانيم، هنوز نمي‌توان جدول زماني دقيقي از زماني كه صفحات از هم جدا شدند و سفر مداومي را به داخل گوشته آغاز كردند، ارائه داد.

اكنون محققان اميدوارند با استفاده از مدل‌هاي سه بعدي پيشرفته‌تر، اين پديده و ارتباط آن با زلزله را بيشتر بررسي كنند.

اين مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.