لقد تغيرت التكوينات القارية للأرض بشكل كبير على مدار تاريخها الذي يمتد لمليارات السنين، ولم يقتصر الأمر على تغيير مواقعها عبر الكوكب فحسب، بل أدى أيضًا إلى تغيير تضاريسها حيث ترك تمدد وانكماش القشرة علامة على المشهد.
وقد حافظت بعض مناطق القشرة القارية على استقرارها طويل الأمد منذ بداية تاريخ الأرض، مع القليل من الدمار الناجم عن الأحداث التكتونية أو الحمل الحراري في الوشاح، والمعروفة باسم الكراتونات.
وقد نظر بحث حديث نُشر في مجلة Nature Geoscience في الآليات التي ربما تشوهت بها هذه القارات، وهي العملية التي يطلق عليها اسم “إزالة التكتونات”.
في حين تم اقتراح الاندساس (عندما يتم دفع صفيحة تكتونية أكثر كثافة تحت أخرى إلى الوشاح الأساسي حيث تذوب) وأعمدة الوشاح العميقة (عندما يرتفع جزء من الوشاح إلى السطح بسبب طفوها ويؤدي إلى تآكل القشرة حرارياً) كأسباب محتملة، فإن الآليات التي تقود إلى تشوه وتدمير كراتونات الأرض في نهاية المطاف تظل بعيدة المنال.
تفكك منطقة قاحلة معينة على مدى 200 مليون سنة
قام البروفيسور شاوفينج ليو، من جامعة الصين لعلوم الأرض، وزملاؤه بالتحقيق في تفكك منطقة قاحلة معينة على مدى فترة 200 مليون سنة.
وللقيام بذلك، درس فريق البحث منطقة شمال الصين القارية، غرب المحيط الهادئ، منذ منتصف العصر الوسيط (قبل 168 مليون سنة)، باستخدام نماذج تدفق الوشاح الرباعية الأبعاد لنظام الصفائح والوشاح الأرضي.
وشمل ذلك بيانات عن تطور تضاريس السطح، وتشوه الغلاف الصخري (القشرة والوشاح العلوي) والتصوير المقطعي الزلزالي (وهي تقنية تستخدم الموجات الزلزالية لتوليد نماذج ثلاثية الأبعاد للجزء الداخلي من الأرض).
وقد حددوا مرحلتين من التغيرات الكبرى التي طرأت على منطقة شمال المحيط الهادئ والتي أدت إلى تشوهها عبر الزمن.
ففي البداية، أدى انغماس صفيحة إيزاناجي المحيطية الضحلة (انغماس الصفيحة المسطحة) من الشرق إلى زيادة سماكة قشرة منطقة شمال المحيط الهادئ التي تطل على الصفيحة الأوراسية، حيث تم تقصيرها بسبب ضغط الأرض وتشكل ارتفاعات طبوغرافية (أي سلاسل جبلية، وأبعد مدى منها يظهر في هيئة جبال تايهانغ على السطح).
وقد حدث هذا بسبب حركة الصفيحة الأوراسية شرقًا بوتيرة سريعة.
أدت مرحلة لاحقة من التراجع السريع للصفائح المسطحة (عندما تتراجع الصفيحة المندسة إلى السطح) إلى تمدد وترقق الغلاف الصخري بنسبة 26% مقارنة بسمكه الأولي.
وقد نتج هذا عن حركة الغلاف الصخري الشمالي المتغيرة من الشرق إلى الجنوب، مما أدى إلى إبطاء تقارب الصفيحتين.
حدثت هاتان المرحلتان على مدى ملايين السنين في مراحل متعددة، بدءًا من الدفع المتجه نحو الشمال الشرقي (الصخور القديمة تدفع فوق الصخور الأحدث) والصدوع الانضغاطية (الإزاحة الأفقية للصخور مع تقصير إضافي عمودي على الحركة) خلال العصر الجوراسي وأوائل العصر الطباشيري (من بداية فترة الدراسة عند حوالي 200 مليون سنة حتى 136 مليون سنة).
منذ 136 مليون سنة، كانت هناك عدة حلقات من التمدد القشري، قبل أن ينقطع ذلك بسبب الضغط خلال الفترة من 93 إلى 80 مليون سنة في أواخر العصر الطباشيري، مع استمرار التمدد اللاحق حتى يومنا هذا، مما أدى في النهاية إلى تفكك القارات.
للتحقق من صحة هذه النتائج، أنشأ العلماء ثلاثة نماذج تدفق لإعادة بناء التاريخ التكتوني للمنطقة، بناءً على تنبؤات هياكلها في العصر الحديث والمقارنة ببيانات التصوير المقطعي الزلزالي.
وقد نجح نموذج التراجع للصفائح المسطحة المعتمد في إعادة إنتاج طبقة عرضها 4000 كيلومتر وعمقها يصل إلى 660 كيلومترًا داخل منطقة انتقال الوشاح، والتي شكلت في النهاية إسفينًا كبيرًا في الوشاح.
إعادة تدوير الكربونات
وقد ثبتت هذه السمة في سجل الصخور البركانية التي تم رصدها اليوم، حيث تم إعادة تدوير الكربونات من الطبقة المندسة إلى الوشاح العلوي لتكوين البريدوتيت الكربوني المميز. وعلى مدى عشرات الملايين من السنين، اختفى هذا الإسفين في الوشاح في نهاية المطاف مع تقدم تراجع الطبقة.
إلغاء الديمقراطية في مركز الكونجرس الوطني ليس حدثًا معزولًا، حيث يشير البروفيسور ليو إلى أن مناطق أخرى من الكوكب ربما شهدت عمليات مماثلة، مع اختلافات محلية، وهو ما يشكل محورًا للبحث المستمر.
“ربما تعرضت منطقة الكراتون في أمريكا الشمالية ومنطقة الكراتون في أمريكا الجنوبية ومنطقة الكراتون في نهر اليانغتسي في الصين لتشوهات مماثلة، وربما تعرضت جميع هذه المناطق لانغماس مبكر في طبقات مسطحة، ومع ذلك، ربما حدث اندساس لاحق مكثف في منطقة الكراتون في نهر اليانجتسي، وعلى النقيض من ذلك، خضعت منطقة الكراتون في أمريكا الشمالية لتراجع خندقي بعد اندساس طبقات مسطحة ولكنها لم تظهر تراجعًا كبيرًا في الطبقات.”
القارات الموجودة في المناطق الداخلية
بشكل عام، يسلط هذا البحث الضوء على كيفية أن القارات الموجودة في المناطق الداخلية من القارات أقل عرضة لزعزعة الاستقرار مقارنة بتلك القريبة من حدود الصفائح، والتي قد تكون عرضة لعمليات الاندساس والتراجع بمرور الوقت.
ويختتم البروفيسور ليو قائلاً: “يمكن تفكيك الغلاف الصخري القديم، وقد يكون سبب هذا التفكك هذا الشكل الخاص من الاندساس الذي يحدث بالقرب من الصفائح المحيطية، مما يكشف كيف تطورت القارات على مدار تاريخ الأرض”.
