العجائب الجيولوجية القديمة.. رؤى جديدة من صخور الأرض تشكلت قبل 3.5 مليار سنة
نافذة على كيفية عمل العمليات داخل الأرض وعلى سطحها في الماضي
عمر أرضنا حوالي 4.5 مليار سنة، بالعودة إلى سنواتها الأولى، سيطرت المحيطات الشاسعة، وكانت هناك ثورات بركانية متكررة، ونظرًا لعدم وجود أكسجين حر في الغلاف الجوي، لم تكن هناك طبقة أوزون، وكان كوكبًا ديناميكيًا ومتطورًا.
يعرف العلماء كل هذا ــ ولكن بطبيعة الحال، لا تزال هناك فجوات في معرفتنا، على سبيل المثال، في حين أننا نعرف نوع الصخور التي تشكلت في أجزاء مختلفة من الكوكب قبل 3.5 مليار سنة، إلا أننا لا نزال نفهم العمليات الجيولوجية التي أدت إلى هذه التكوينات.
الإجابات على مثل هذه الأسئلة متاحة، الأدلة محفوظة في الصخور البركانية والرسوبية القديمة التي يعود تاريخها إلى العصر الأركي، منذ ما بين 4 مليارات و2.5 مليار سنة.
تم العثور على هذه الصخور في أقدم أجزاء ما يعرف اليوم بالقارات، والتي تسمى الكراتونات، وهي قطع من القارات القديمة التي تشكلت منذ مليارات السنين.
توفر دراسة جديدة قامت بها جاجانموي جودر، الباحثة فجامعة ويتواترسراند، نافذة على كيفية عمل العمليات داخل الأرض وعلى سطحها في الماضي، تستضيف مجموعة متنوعة من مجموعات مختلفة من الصخور، بما في ذلك الحجارة الخضراء والجرانيت.
تعاقب الحجر الأخضر
أحد الأمثلة على ذلك هو سينجبهوم كراتون، في حزام دايتاري جرينستون في ولاية أوديشا في شرق الهند، وقد تم العثور على هذا الجزء القديم من القشرة الأرضية في أبحاث سابقة يعود تاريخها إلى ما قبل 3.5 مليار سنة.
أقدم التجمعات الصخرية في كراتون، هي إلى حد كبير صخور بركانية ورسوبية تُعرف أيضًا باسم تعاقب الحجر الأخضر، وهو عبارة عن تجمعات صخرية تتكون في معظمها من صخور بركانية تحت البحر مع صخور رسوبية صغيرة.
أفضل المحفوظات لدراسة العمليات المبكرة لسطح الأرض
قامت جاجانموي جودر، الباحثة ما بعد الدكتوراه، جامعة ويتواترسراند، وفريق احثي مؤخرًا بنشر دراسة قاموا بمقارنة كراتون سينجبهوم بالكراتونات الموجودة في جنوب إفريقيا وأستراليا.
واختاروا هذه المواقع لأنها تحافظ على نفس أنواع الصخور، في نفس الحالة (غير مشوهة أو متحولة بشكل كبير)، من نفس الفترة الزمنية – منذ حوالي 3.5 مليار سنة، وهي أفضل المحفوظات لدراسة العمليات المبكرة لسطح الأرض.
وكانت النتائج الرئيسية التي توصلنا إليها هي أن الانفجارات البركانية المتفجرة كانت شائعة في ما يعرف اليوم بالهند وجنوب أفريقيا وأستراليا منذ حوالي 3.5 مليار سنة، حدثت هذه الانفجارات غالبًا تحت المحيطات، ولكن في بعض الأحيان فوقها.
يعد فهم هذه العمليات الأرضية المبكرة أمرًا حيويًا لتجميع التاريخ التطوري للكوكب والظروف التي ربما تكون قد دعمت الحياة خلال العصور الجيولوجية المختلفة، ويعد هذا النوع من الأبحاث أيضًا بمثابة تذكير بالعجائب الجيولوجية القديمة التي تحيط بنا – وأن هناك الكثير مما يجب اكتشافه لفهم قصة كوكبنا.
وأخذت جاجانموي جودر، الباحثة ما بعد الدكتوراه، جامعة ويتواترسراند، عينات من الصخور من كراتون سينغبهوم حتى نتمكن من دراستها في مختبرنا، وتم استخدام البيانات الموجودة من نفس الموقع، وكذلك من مواقع في جنوب أفريقيا والهند، لأغراض المقارنة.
تم استكمال الدراسة الميدانية التفصيلية بالتأريخ الإشعاعي للعمر باستخدام اليورانيوم والرصاص (U-Pb) توفر هذه الطريقة الشائعة والراسخة معلومات عن وقت تبلور الصهارة؛ وبعبارة أخرى، فإنه يخبرنا متى تشكلت الصخرة.
وبهذه الطريقة تمكن الباحثون من وضع جداول زمنية جيولوجية رئيسية لتوضيح العمليات الجارية ومتى.
ووجد الباحثون، أيضًا أن جيولوجيا هذه المنطقة تشترك في أوجه تشابه صارخة مع أحزمة الحجر الأخضر الموثقة في منطقتي باربرتون ونوندويني في جنوب أفريقيا، وفي بيلبارا كراتون في غرب أستراليا.
وعلى وجه الخصوص، شهدت جميع هذه المناطق ثورانات بركانية واسعة النطاق تحت سطح البحر- أي نسبة عالية من أكسيد المغنيسيوم- منذ ما بين 3.5 إلى 3.3 مليار سنة، وتم الحفاظ عليها على شكل حمم وكوماتيت.
وهذا يختلف عن البراكين السيليكية (التركيز المرتفع لثاني أكسيد السيليكون)، والتي أظهرت الأبحاث أنها كانت سائدة منذ حوالي 3.5 مليار سنة.
وقالت الباحثة، أن هذه النتائج تثري فهم العمليات البركانية والرسوبية القديمة وأهميتها في السياق الأوسع للتطور الجيولوجي والبيولوجي للأرض.
السنوات التكوينية لكوكبنا
اكتشافات الباحثون محورية لعدة أسباب، أولاً، تقدم صورة أوضح للأنشطة التكتونية المبكرة للأرض خلال العصر الأركي، مما يساهم في فهمنا للسنوات التكوينية للكوكب.
ثانيًا، توفر السمات الجيولوجية الفريدة لمنطقة سينجبهوم كراتون، بما في ذلك أحزمة الحجر الأخضر، معلومات لا تقدر بثمن حول سطح الأرض والعمليات الجوية، وهذا أمر بالغ الأهمية لافتراض الظروف الصالحة للسكن في وقت مبكر وظهور الحياة على الأرض.
بالإضافة إلى ذلك، فإن مقارنة كراتون سينغبهوم مع كراتونات مماثلة في جنوب أفريقيا وأستراليا تسمح لنا ببناء نموذج أكثر شمولاً يتعلق بالعمليات الجيولوجية التي حدثت خلال العصر الأثري، يمكن أن يساعد هذا في تسليط الضوء على العمليات الجيوديناميكية القديمة التي كانت سائدة في أجزاء مختلفة من الأرض الفتية.
يؤكد هذا البحث على الحاجة إلى مزيد من الاستكشاف في التاريخ الجيولوجي للكراتونات القديمة في جميع أنحاء العالم، وفهم هذه العمليات الأرضية المبكرة أمر حيوي لتجميع التاريخ التطوري للكوكب والظروف التي ربما تكون قد استدامة الحياة.
