للصخرة قصة.. صخور المحيطات تحكي قصة رائعة وغير معروفة عن دورة الكربون الجيولوجية

دراسة صخرة مثل قراءة كتاب، يقول فريدر كلاين، العالم المشارك في قسم الكيمياء البحرية والكيمياء الجيولوجية في معهد وودز هول لعلوم المحيطات (WHOI)، إن للصخرة قصة لترويها.

الصخور التي حللها كلاين وزملاؤه من الجوانب المغمورة لأرخبيل سانت بيتر وسانت بول في صدع سانت بول المحيطي، على بعد حوالي 500 كيلومتر قبالة ساحل البرازيل، تحكي قصة رائعة وغير معروفة سابقًا عن الأجزاء لدورة الكربون الجيولوجية.

الصدوع التحويلية، حيث تتحرك الصفائح التكتونية بالقرب من بعضها البعض، هي واحدة من ثلاث حدود رئيسية للصفائح على الأرض ويبلغ طولها حوالي 48000 كيلومتر على مستوى العالم، بينما تمثل الحدود الأخرى نظام حيد وسط المحيط العالمي (حوالي 65000 كيلومتر) ومناطق الاندساس (حوالي 55000 كيلومتر) كم).

تمت دراسة دورة الكربون في التلال الوسطى للمحيطات ومناطق الاندساس لعقود من الزمن. وفي المقابل، لم يول العلماء اهتمامًا كبيرًا نسبيًا لثاني أكسيد الكربون الموجود في الصدوع التحويلية المحيطية.

صدوع التحويل

يقول كلاين، المؤلف الرئيسي لكتاب وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ( PNAS ) ” الكربنة المعدنية للبريدوتيت التي تغذيها تفريغ الغازات الصهارية والتشريب الذائب في صدع تحويل محيطي “، إن “صدوع التحويل كانت تعتبر أماكن “مملة إلى حد ما” لبعض الوقت بسبب انخفاض نشاط الصهارة هناك”.

ويضيف: “ما قمنا بتجميعه الآن هو أن صخور الوشاح المكشوفة على طول هذه الصدوع المتحولة في المحيط تمثل مخزنًا ضخمًا محتملاً لثاني أكسيد الكربون” .

جزء من دورة الكربون الجيولوجية التي لم تكن معروفة من قبل

وقال كلاين: “يطلق الذوبان الجزئي للوشاح ثاني أكسيد الكربون الذي يصبح محبوسًا في السائل الحراري المائي، ويتفاعل مع الوشاح بالقرب من قاع البحر، ويتم احتجازه هناك، وهذا جزء من دورة الكربون الجيولوجية التي لم تكن معروفة من قبل”.

ويوضح “نظرًا لأن أخطاء التحويل لم يتم أخذها في الاعتبار في التقديرات السابقة لتدفقات ثاني أكسيد الكربون الجيولوجية العالمية، فإن النقل الجماعي لثاني أكسيد الكربون المنصهر إلى الوشاح المحيطي ومياه البحر المتغيرة قد يكون أكبر مما كان يعتقد سابقًا”.

يضيف كلاين: “إن كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة عند صدوع التحويل لا تذكر مقارنة بكمية ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية أو البشرية”، “ومع ذلك، على المقاييس الزمنية الجيولوجية وقبل أن ينبعث البشر الكثير من ثاني أكسيد الكربون، كانت الانبعاثات الجيولوجية من عباءة الأرض – بما في ذلك من أخطاء التحويل – قوة دافعة رئيسية لمناخ الأرض”.

تنظيم مناخ الأرض وصلاحيتها للسكن

وكما جاء في البحث، ” تُقدر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية البشرية المنشأ بحوالي 36 جيجا طن سنويًا، مما يقزم تقديرات متوسط الانبعاثات الجيولوجية (0.26 جيجا طن سنويًا) في الغلاف الجوي والغلاف المائي، ومع ذلك، على النطاقات الزمنية الجيولوجية، كانت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المصدرة من وشاح الأرض محورية في تنظيم مناخ الأرض وصلاحيتها للسكن، بالإضافة إلى تركيز الكربون في الخزانات السطحية، بما في ذلك المحيطات والغلاف الجوي والغلاف الصخري.

ويضيف كلاين أن “هذا كان قبل احتراق الوقود الأحفوري الناتج عن النشاط البشري بالطبع”.

كما يقول المؤلف المشارك تيم شرودر، عضو هيئة التدريس في كلية بينينجتون، فيرمونت، “من أجل فهم تغير المناخ الحديث الذي يسببه الإنسان بشكل كامل، نحتاج إلى فهم تقلبات المناخ الطبيعية في الماضي العميق للأرض، والتي ترتبط بالاضطرابات في دورة الكربون الطبيعية للأرض، ويقدم عملنا نظرة ثاقبة لتدفقات الكربون على المدى الطويل بين وشاح الأرض ونظام المحيطات والغلاف الجوي”.

التغيرات الكبيرة في تدفقات الكربون على ملايين السنين

قائلا ، “إن التغيرات الكبيرة في تدفقات الكربون هذه على مدى ملايين السنين تسببت في أن يكون مناخ الأرض أكثر دفئًا أو برودة مما هو عليه اليوم”.

من أجل فهم أفضل لدورة الكربون بين وشاح الأرض والمحيطات، قام كلاين وشرودر وزملاؤه بدراسة تكوين الحجر الأملس “وغيره من التجمعات الحاملة للمغنسيت أثناء الكربنة المعدنية لبريدوتيت الوشاح” في صدع سانت بول التحويلي، كما تشير الورقة.

وتضيف الورقة البحثية، “يشكل الصدع، الذي تغذيه الصهارة الموجودة في أو تحت منطقة الجذر لصدع التحويل والتفريغ اللاحق، قناة للسوائل الحرارية المائية الغنية بثاني أكسيد الكربون ، بينما تمثل كربنة البريدوتيت حوضًا واسعًا محتملاً لثاني أكسيد الكربون المنبعث “.

يجادل الباحثون في ورقتهم البحثية بأن “الجمع بين درجات الذوبان المنخفضة، والذي يولد ذوبانًا غنيًا بالعناصر غير المتوافقة، والمواد المتطايرة وخاصة ثاني أكسيد الكربون ، ووجود البريدوتيت في صدوع التحويل المحيطية، يخلق ظروفًا مواتية للكربنة المعدنية على نطاق واسع”.

خلق ظروفًا مواتية للكربنة المعدنية على نطاق واسع

تحققتم جمع الصخور باستخدام المركبات التي يشغلها البشر خلال رحلة بحرية إلى المنطقة عام 2017.يقول كلاين، إن العثور على هذه الصخور وتحليلها “كان حلمًا تحقق، لقد توقعنا وجود صخور الوشاح المحيطي المتغيرة بالكربونات قبل 12 عامًا، لكننا لم نتمكن من العثور عليها في أي مكان”.

“لقد ذهبنا إلى الأرخبيل لاستكشاف النشاط الحراري المائي المنخفض الحرارة، وفشلنا فشلاً ذريعًا في العثور على أي نشاط من هذا القبيل هناك، وكان من غير المعقول أننا تمكنا من العثور على هذه الصخور في صدع تحويلي ، لأننا وجدناها بالصدفة أثناء البحث لشيء آخر”.