٩ مايو ٢٠١٩
المترجم: أبو طه/ عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم ١٤٩ لسنة ٢٠١٩
التصنيف: أبحاث جيولوجية
May 09, 2019
من المعروف جداً أن الحياة على الأرض وجيولوجيا الكوكب متشابكة فيما بينها ، إلاّ أن دراسة جديدة تقدم دليلًا جديدًا على مدى عمق هذا الارتباط - حرفيًا -. حدد علماء الجيولوجيا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وجامعة كاليفورنيا في بيركلي بصمة كيميائيًة في الصخور البركانية سجلت بداية الأكسجة oxygenation في محيطات الأرض العميقة - وهي العلامة التي تمكنت من البقاء على قيد الحياة في فرن (حرارة فائقة الشدة) الوشاح الأرضي (١). هذا الأكسجة لها أهمية كبيرة ، لأنها ترشد في العصر الحديث الى مستويات الأوكسجين في الغلاف الجوي والمحيطات العالية ، ويعتقد أنها سمحت بتنوع الحياة في البحر.
النتائج ، التي نُشرت في دورية وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في ١١ أبريل ٢٠١٩ ، تدعم النظرية الرائدة عن جيوكيمياء ماغما magmas قوس الجزيرة (٣) وتقدم مثالًا نادرًا على العمليات البيولوجية على سطح الكوكب التي تؤثر على باطن الأرض.
تتشكل أقواس الجزيرة عندما تنزلق صفيحة تكتونية محيطية تحت الأخرى في عملية تسمى الإنزلاق التكتوني subduction. الصفيحة المنزلقة تنخفض وتفرز سوائل غنية بالماء في وشاح الأرض الفوقي overlying mantle ، مما يتسبب في الإنصهار وإنتاج صهارة (ماغما)و التي ترتفع في النهاية إلى سطح الأرض. هذه العملية تُنشيء براكين قوس الجزيرة مثل تلك الموجودة اليوم في الجزر اليابانية وفي أماكن أخرى في منطقة طوق النار Fire Ring في المحيط الهادئ (٣) . في النهاية ، من خلال الصفائح التكتونية ، تصطدم أقواس الجزيرة بالقارات وتندمج معها ، مما يبقيها في سجل الصخور على مدار الزمن الجيولوجي.
أكثر الصخور الماغماتية magmatic ( الصهارية) وفرة ، هي الصخور البازلتية - وهي صخور داكنة اللون وفتات صخرية دقيقة توجد عادة في تدفقات الحمم lava (اللابة) البركانية. معظم البازلت على الأرض اليوم لم يتشكل في أقواس الجزيرة ، بل عند نتوءات جبلية وسط المحيطات عميقاً تحت الماء . والفرق المعروف جيداً بين الاثنين هو أن بازلتات basalts قوس الجزيرة هي مؤكسدة بشكل أكثر من تلك الموجودة في النتؤات الجبلية في وسط المحيط.
الفرضية الرئيسية والتي هي في موضع جدل لهذا الاختلاف عي أن القشرة المحيطية تتأكسد بالأكسجين والكبريتات في أعماق المحيطات قبل أن تنزلق تكتونياُ إلى وشاح الأرض ، لتوصيل المواد المؤكسدة إلى مصدر الوشاح الخاص بأقواس الجزيرة فوق منطقة الإنزلاق التكتوني .
ولكن لا يُعتقد أن الأرض تمتعت دائمًا بجو مؤكسج ومحيط عميق. ولكن ، يعتقد الباحثون أن ظهور الأكسجين - ومعه قدرة الكوكب على استدامة الحياة الهوائية aerobic life- حدث في خطوتين. الحدث الأول ، الذي وقع منذ حوالي 2.3 إلى 2.4 مليار سنة ، أدى إلى زيادة أكبر من مائة ألف ضعف في الأكسجين O2 في الغلاف الجوي ، إلى حوالي واحد في المائة من المستويات الحديثة.
على الرغم من أن تركيز O2 في الغلاف الجوي كان أعلى بشكل كبير مما كان عليه في السابق ، فإنه في هذا الوقت كان لا يزال منخفضًا جدًا بحيث لا يؤدي إلى أكسجنة المحيطات العميقة ، والتي يُعتقد أنها ظلت ناقصة (فقيرة) الأكسجين anoxic حتى حوالي ٤٠٠ إلى ٨٠٠ مليون عام مضت. في حوالي ذلك الوقت ، يعتقد أن تركيزات الO2 في الغلاف الجوي قد ارتفعت إلى ١٠ إلى ٥٠ في المائة من المستويات الحديثة. تلك القفزة الثانية كانت قد أُفترضت أن تسمح للأكسجين بالإنتشار في أعماق المحيط.
يقول دانيال ستولبر (دكتورا من معهد كالفورنيا للتكنلوجيا -كالتك Caltech) وأخد مؤلفي الورقة وأستاذ مساعد في علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، "إذا كان السبب وراء تأكسد أقواس الجزيرة الحديثة إلى حد ما هو وجود الأكسجين والكبريتات المذابة في أعماق المحيطات ، فإنه يتشيء تنبؤًا (توقعاً) محتملاً مثيراً للاهتمام". . "نحن نعلم تقريبًا متى كانت المحيطات العميقة متأكسجة، وبالتالي ، إذا كانت هذه الفكرة صحيحة، فقد يشهد المرء تغييراً في كيف ظهرت صخور قوس الجزيرة القديمة المؤكسدة بعد هذه الأكسجة".
للبحث عن إشارة لحدث الأكسجة هذا في الصخور البركانية للجزيرة ، تعاون ستولبر مع الاستاذة المساعدة في علوم الجيولوجيا في جامعة كاليفورنيا كالير بوخولز Claire Bucholz، التي تدرس صخور القوس الإصهارية ( الماغماتية) الحديثة والقديمة. قام ستولبر Stolper و بوخولز Bucholz بتمشيط السجلات المنشورة لأقواس الجزر القديمة وتجميع القياسات الجيوكيميائية التي تكشف عن حالة أكسدة صخور القوس التي ثارت منذ عشرات الملايين إلى بلايين السنين. كانت فكرتهما بسيطة: لو المواد المؤكسدة من السطح انزلقت الى الأسفل وأكسدت مناطق الوشاح التي منها مصدر صخور قوس الجزيرة ، فينبغي أن تكون صخور قوس الجزيرة القديمة أقل أكسدة (وبالتالي " أكثر اختزالاً ") من نظيراتها الحديثة.
"لم يعد الأمر شائعًا ، ولكن الباحثان اعتادا على تحديد مقدار أكسدة الحديد بشكل روتيني في عينات الصخور الخاصة بها" ، كما تقول بوخولز Bucholz "لذلك هناك مجموعة كبيرة من البيانات تنتظر إعادة الفحص."
تحليلات الباحثين كشفت عن بصمة مميزة: زيادة قابلة للقياس (للإستشعار) في الحديد المؤكسد في عينات الصخور الكلية bulk بين ٨٠٠ و ٤٠٠ مليون سنة مضت ، وهي الفترة الزمنية نفسها التي اقترحتها دراسات مستقلة أن الأكسجة حدثت في أعماق المحيط. لكي نكون دقيقين ، الباحثان استكشفا أيضًا تفسيرات أخرى محتملة لهذه للإشارة. على سبيل المثال ، يُفترض عمومًا أن حالة أكسدة الحديد في عينات الصخور الكلية bulk يمكن أن تكون منقوصة compromised من خلال عمليات التحول metamorphic (إستحالة) - تعرض الصخور للحرارة وضغطها - أو من خلال عمليات تغيرها عندسطح الأرض أو بالقرب منه . بوخولز وستولبر صمنا مجموعة متنوعة من الاختبارات لتحديد ما إذا كانت هذه العمليات قد أثرت على السجل. تقول بوخولز إن بعض التعديلات alteration حدثت بشكل شبه مؤكد ، لكن التغييرات كانت متسقة في كل مكان تم فيه أخذ العينات. " كمية الحديد المؤكسد في العينات قد تحولت shifted بعد التبريد والتصلب ، ولكن يبدو أنها قد تحولت بطريقة مماثلة.عبر جميع العينات" ، كما تقول بوخولز.
قام ستولبر Stolper وبوخولز Bucholz أيضًا بتجميع بروكسي proxy آخر يعتقد أيضًا أنه يعكس حالة أكسدة مصدر الوشاح لماغما magmas القوس. ومن المطمئن أن السجل المستقل هذا أسفر عن نتائج مماثلة لسجل حالة أكسدة الحديد. بناءً على ذلك ، يقترح الباحثان أن أكسجة المحيطات العميقة لم تؤثر فقط على سطح الأرض والمحيطات ، بل أدت أيضًا إلى تغيير الكيمياء الجيولوجية لفئة رئيسية من الصخور البركانية.
هذا العمل متمم لبحث سابق أجراه بخولوز Bucholz خيث تم فحص التغيرات في بصمة الأكسدة للمعادن في الصخور البركانية المرتبطة بحدث الأكسجة الأول منذ 2.3 مليار عام. قامت بخولوز بتجميع الجرانيت من النوع الرسوبي أو من النوع S ، والذي تشكل أثناء دفن وتسخين الرواسب أثناء تصادم الكتلتين الأرضيتين - على سبيل المثال ، في جبال الهيمالايا ، حيث اصطدمت شبه القارة الهندية بآسيا.
" الجرانيت يمثل رواسب منصهرة ترسبت على سطح الأرض. أردت أن أختبر فكرة أن الرواسب ربما لا تزال تسجل أول ارتفاع للأكسجين على الأرض ، على الرغم من أنها تعرضت للحرارة وانصهرت لتكون الجرانيت" ، كما تقول. "وبالفعل ، كانت كذلك".
تتحدث الدراستان عن العلاقة القوية بين جيولوجيا الأرض والحياة التي تزدهر عليها ، كما تقول. وتقول بوخولز: " تطور الكوكب وتطور الحياة متشابكان ببعضهما البعض. لا يمكننا فهم أحدهما دون فهم الآخر".
مصادر من داخل وخارج النص
١-https://ar.m.wikipedia.org/wiki/وشاح_(جيولوجيا)
٢-قوس الجزيرة:نوع من الأرخبيل، يتكون عادة من سلسلة من البراكين النشطة سايزمياً seismic موجودة على طول حوال صفائح تكتونية متقاربة convergent (كحزام نار).ترجمناه من نص ورد على هذا الرابط: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Island_arc
٣-https://ar.m.wikipedia.org/wiki/منطقة_الحزام_الناري
المصدر الرئيسي:
https://www.caltech.edu/about/news/how-life-earth-affected-its-inner-workings
للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على صفحتنا على الإنترنت على هذا العنوان؛
https://sites.google.com/view/adnan-alhajji
ردحذفدردشة الخليج
شات الخليج
خبير سيو
متخصص سيو
تعليم سيو
شات الرياض
شات قلوب
محترف سيو
شوكولاته
شوكولاته بالجملة
موزع شوكولاته
موزع بسكويت بالجملة
ملبس باللوز
كبسولات قهوة
مسك كلمات في جوجل