یک مطالعه جدید به رهبری محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا نظریه رایج که می گوید پوسته زمین حدود 3 میلیارد سال پیش به سرعت شکل گرفته و سپس رشد آن کند شده را به چالش کشیده است.
به گزارش تکناک، این مطالعه که در Geochemical Perspectives Letters منتشر شده است، نشان می دهد که پوسته به مدت میلیاردها سال به تدریج به تکامل خود ادامه داد و با لایه گوشته زیر آن هماهنگ شد.
محققان گفتند که این یافته می تواند به حل یک معمای اساسی در مورد سیاره ما کمک کند و همچنین شکل گیری سیارات دیگر را روشن کند.
نظریه موجود
بر اساس نظریه موجود، زمین تا 3 میلیارد سال پیش، یک سیاره راکد و بدون فعالیت تکتونیکی بود. جسی ریمینک، استادیار علوم زمین و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: با این حال، مطالعه جدید نشان می‌دهد که اینطور نیست.
برای آزمایش این نظریه، محققان از پایگاه بزرگ داده شامل بیش از 600،000 نمونه از سوابق سنگی زمین استفاده کردند که توسط دانشمندان سراسر جهان از نظر محتویات ژئوشیمیایی و سن آنها تجزیه و تحلیل شده است. محققان گفتند که شواهد سنگ نسبت به شواهد کانی که برای حمایت از نظریه تشکیل سریع استفاده شده است قابل اعتمادتر است، زیرا حساس‌تر است و نسبت به بازه زمانی وابستگی کمتری دارند.
محققان روش جدیدی را برای تخمین میزان بازسازی و اصلاح سنگ‌های آذرین موجود در پایگاه داده در طول زمان توسط فرآیندهای مختلف مانند هوازدگی، فرسایش، رسوب‌گذاری یا ذوب مجدد توسعه دادند.
آنها از داده های تجربی برای نشان دادن اینکه چگونه سنگ یکسان می تواند به طرق مختلف در طول زمان تغییر کند استفاده کردند و سپس از ابزارهای ریاضی برای محاسبه نسبت رسوبات در هر نمونه سنگ استفاده کردند.
آنها با استفاده از این اطلاعات، نرخ نابرجایی را در پیشینه سنگ، کالیبره کردند و سپس منحنی رشد پوسته زمین را محاسبه کردند که نشان می دهد در طول زمان چقدر پوسته جدید اضافه شده است. آنها این منحنی را با منحنی به دست آمده از پیشینه معدنی توسط کارشناسان دیگر مقایسه کردند.
نتیجه شگفت‌انگیز بود: منحنی رشد پوسته بر اساس پیشینه سنگ با منحنی رشد گوشته مطابقت داشت که نشان‌دهنده همبستگی بین دو لایه است. این با ایده تغییر ناگهانی در رشد پوسته 3 میلیارد سال پیش در تضاد است و از تکامل تدریجی پوسته و گوشته پشتیبانی می کند.
ریمینک گفت که این اولین بار نیست که دانشمندان زمین شناسی سناریوی رشد تدریجی پوسته را پیشنهاد می کنند، اما این اولین باری است که با پیشینه سنگ پشتیبانی می شود.
او افزود که این مطالعه درک ما را از چگونگی شکل گیری و تغییر سیاره ما در طول زمان بهبود می بخشد، اما قطعی نیست. وی گفت: هنوز شکاف های زیادی در داده ها و عدم قطعیت در روش ها وجود دارد. او همچنین گفت که تجزیه و تحلیل بیشتر داده‌های موجود می‌تواند به کشف سیارات دیگر، مانند زهره، که فاقد صفحات تکتونیکی است و می‌تواند شبیه زمین اولیه باشد، کمک کند.
ریمینک همچنین یک سوال جالب را مطرح کرد: چه زمانی و چرا زمین و زهره متفاوت شدند؟ او گفت که این نرخ رشد پوسته تاثیر زیادی دارد. این به ما می گوید که چگونه و چرا سیارات در مسیرهای مختلف تکامل یافته اند.
تحقیق موازی
در حالی که تحقیقات ریمینک در درجه اول به بررسی تکامل پوسته زمین می پردازد، با تمرکز بر نابرجایی پیشینه های سنگی در طول میلیاردها سال، مطالعه ای که توسط محققی به نام ژنگ بین دنگ و تیمش در Nature منتشر کرده اند، باورهای سنتی در مورد همرفت گوشته و تکتونیک صفحه را به چالش می کشد. این یافته ها به طرز جالبی به هم مرتبط هستند و درک ما را از تاریخ پیچیده زمین شناسی زمین را گسترش می دهند.
مطالعه دنگ طبقه‌بندی همرفت گوشته را در طول بیشتر تاریخ زمین پیشنهاد می‌کند، که نشان می‌دهد تکتونیک صفحه‌ای در طول زمین اولیه به گوشته بالایی محدود می‌شد. این در تضاد با این باور غالب است که جابجایی گوشته از زمان شکل گیری زمین در 4.5 میلیارد سال پیش به صورت یک لایه عمل می کرده است. پیامدها عمیق هستند، زیرا این احتمال را افزایش می‌دهد که گوشته پایینی ممکن است حاوی مواد اولیه دست نخورده باشد. روشن کردن ترکیب اصلی زمین و منبع مواد فرار برای توسعه حیات ضروری است.
در اصل، کار ریمینک بینش هایی را در مورد تکامل سطح زمین و فرآیندهای بلندمدت شکل دهنده آن ارائه می دهد، در حالی که مطالعه دنگ ایده های ثابت شده در مورد پویایی درون زمین را به چالش می کشد. هر دو مطالعه با هم به درک جامع تری از تاریخ زمین شناسی سیاره ما کمک می کنند و زمینه ارزشمندی را برای تحقیقات مداوم در این زمینه ارائه می دهند. این تلاش مشترک میان دانشمندان حوزه های مختلف، درک ما را از گذشته پیچیده زمین شناسی زمین و پیامدهای آن برای مطالعه سایر اجرام آسمانی غنی می کند.
این مطالعه در Geochemical Perspectives Letters منتشر شد
