تیمی از محققان دانشگاه مریلند با استفاده از تکنیک‌های جدید لرزه‌نگاری موفق به کشف بقایای بستر اقیانوسی باستانی شده‌اند که ممکن است به بازنویسی تاریخ زمین بیانجامد. این کشف که بینشی نوین از ساختارهای عمیق زمین ارائه می‌دهد، نشان می‌دهد که حرکت مواد فرو رفته در زمین بسیار آهسته‌تر از آنچه که پیشتر تصور می‌شد، صورت می‌گیرد و تأثیرات جدیدی بر نظریه‌های مربوط به دینامیک داخلی زمین دارد. با دیجی رو همراه باشید.
کشف بستر اقیانوس باستانی
دانشمندان دانشگاه مریلند موفق به شناسایی بقایای یک بستر اقیانوس پیشاتاریخی شده‌اند که در زمان دایناسورها به اعماق زمین فرو رفته است. این کشف تردیدهایی درباره نظریه‌های موجود در مورد ساختار داخلی زمین ایجاد کرده و بینش‌های جدیدی درباره فرآیندهای درونی سیاره ما و تاریخ تحول آن طی میلیون‌ها سال به دست داده است. این بخش از بستر اقیانوس در نزدیکی «رشته شرقی اقیانوس آرام»، که یک مرز تکتونیکی در بستر جنوب شرقی اقیانوس آرام است، کشف شد. تیم تحقیقاتی نتایج خود را در تاریخ 27 سپتامبر 2024 در مجله Science Advances منتشر کرده است.
پیشرفت‌های لرزه‌نگاری
این تحقیق به سرپرستی جینگچوان وانگ (Jingchuan Wang)، محقق دکترای زمین‌شناسی، با استفاده از تکنیک‌های نوین لرزه‌نگاری انجام شد که امکان بررسی عمیق‌تر داخل گوشته زمین را فراهم کرده است. گوشته بخشی است که بین پوسته و هسته زمین قرار دارد. تیم تحقیقاتی موفق به شناسایی یک منطقه غیرعادی و ضخیم در ناحیه انتقالی گوشته، در عمق 410 تا 660 کیلومتری زیر سطح زمین شدند.
این منطقه که به عنوان یک خط جدایی بین گوشته بالایی و پایینی عمل می‌کند، با تغییر دما گسترش یا انقباض می‌یابد. این تیم بر این باور است که این بخش از بستر اقیانوس ممکن است ساختار غیرعادی «پهنه بزرگ سرعت برشی کم» (Pacific Large Low Shear Velocity Province) در گوشته پایینی زمین را نیز توضیح دهد. این پهنه، که به اختصار تحت عنوان LLSVP شناخته می‌شود، به نظر می‌رسد که توسط لایه فرو رفته بستر اقیانوس شکسته شده است.
بینش‌هایی از بستر اقیانوس فرو رفته
وانگ توضیح می‌دهد:
این ناحیه ضخیم مانند اثر انگشت فسیلی از یک بخش قدیمی بستر اقیانوس است که حدود 250 میلیون سال پیش به زمین فرو رفته است. این کشف به ما نگاهی به گذشته زمین می‌دهد که تا به حال نداشته‌ایم.
فرو رفتن صفحات تکتونیکی زمانی رخ می‌دهد که یکی از صفحات زیر صفحه دیگر لغزیده و مواد سطحی به گوشته زمین بازگردانده می‌شوند. این فرآیند اغلب شواهد قابل مشاهده‌ای از خود بر جای می‌گذارد، از جمله آتشفشان‌ها، زلزله‌ها و گودال‌های عمیق دریایی. زمین‌شناسان معمولاً با مطالعه نمونه‌های سنگ و رسوبات سطحی به بررسی فرآیندهای فرو رفتن می‌پردازند. اما وانگ و همکارانش، با همکاری پروفسور ودان لکیچ (Vedran Lekic) و استادیار نیکولاس اشمر (Nicholas Schmerr)، از امواج لرزه‌ای برای مطالعه بستر اقیانوس استفاده کردند. با بررسی چگونگی عبور امواج لرزه‌ای از لایه‌های مختلف زمین، این دانشمندان توانستند نقشه‌های دقیقی از ساختارهای پنهان در گوشته زمین تهیه کنند.
حرکت آهسته مواد فرو رفته
یکی از یافته‌های شگفت‌انگیز تیم تحقیقاتی این بود که مواد درونی زمین بسیار آهسته‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد حرکت می‌کنند. به گفته وانگ، ضخامت غیرمعمول ناحیه‌ای که آن‌ها کشف کرده‌اند، نشان دهنده حضور مواد سردتر در این بخش از ناحیه انتقالی گوشته است. این احتمال وجود دارد که برخی از لایه‌های اقیانوسی در نیمه راه فرو رفتن در گوشته گیر کرده باشند.
وانگ اینگونه توضیح می‌دهد که:
ما دریافتیم که در این منطقه، مواد با سرعتی حدوداً نصف آنچه انتظار داشتیم فرو می‌روند. این نشان می‌دهد که ناحیه انتقالی گوشته می‌تواند به عنوان یک مانع عمل کرده و حرکت مواد از میان زمین را آهسته کند. این کشف سؤالات جدیدی درباره چگونگی تأثیرگذاری ساختارهای عمیق زمین بر پدیده‌های سطحی در مقیاس‌های زمانی و مکانی بزرگ‌تر ایجاد می‌کند.
چشم‌اندازهای تحقیقات آینده
تیم تحقیقاتی قصد دارد تحقیقات خود را به سایر مناطق اقیانوس آرام و فراتر از آن گسترش دهد. وانگ امیدوار است که بتواند نقشه‌ای جامع‌تر از مناطق فرو رفتن قدیمی و مناطق صعود مواد از گوشته به سطح زمین ترسیم کند. داده‌های لرزه‌نگاری به دست آمده از این پژوهش به دانشمندان کمک می‌کند تا مدل‌های خود را از حرکت صفحات تکتونیکی در طول تاریخ زمین بهبود ببخشند.
وانگ در پایان می‌گوید:
این تنها آغاز کار است. ما معتقدیم که ساختارهای باستانی بیشتری در عمق زمین منتظر کشف شدن هستند. هر یک از این ساختارها می‌تواند بینش‌های جدیدی درباره گذشته پیچیده سیاره ما ارائه دهد و حتی به درک بهتر ما از سیارات دیگر نیز کمک کند.
نتیجه‌گیری
کشف بقایای بستر اقیانوس باستانی در عمق زمین نه تنها دیدگاه‌های جدیدی درباره فرآیندهای داخلی زمین ارائه می‌دهد، بلکه نشان می‌دهد که چگونگی حرکت مواد درون گوشته زمین بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی است که تاکنون تصور می‌شد. این تحقیقات در آینده ممکن است به بازنویسی بخش‌هایی از تاریخ زمین و فرآیندهای تکتونیکی منجر شود و به دانشمندان کمک کند تا بهتر بتوانند تغییرات و تحولات زمین را در طول تاریخ درک کنند.
