قدمت دراسة حللت قطعا من أقدم الصخور على كوكبنا، أقوى الأدلة، حتى الآن، على أن قشرة الأرض كانت تُدفع وتٌسحب بطريقة مشابهة لتكتونية الصفائح الحديثة، منذ 3.25 مليارات سنة على الأقل.
وتوفر الدراسة أيضا أول دليل على توقيت تبادل القطبين المغناطيسيين الشمالي والجنوبي للكوكب، وأماكنهما
وتقدم النتائج أيضا أدلة على الكيفية التي أدت بها هذه التغيرات الجيولوجية إلى بيئة أكثر ملاءمة لتطور الحياة على هذا الكوكب.
وركز العمل، المنشور في مجلة PNAS، بقيادة الجيولوجيين من جامعة هارفارد أليك برينر وروجر فو، على جزء من Pilbara Craton، في غرب أستراليا، وهو أحد أقدم القطع في قشرة الأرض وأكثرها استقرارا.
وباستخدام تقنيات ومعدات جديدة، أظهر الباحثون أن بعضا من أقدم أسطح الأرض كان يتحرك بمعدل 6.1 سم في السنة و0.55 درجة كل مليون سنة.
وهذه السرعة تزيد عن ضُعف معدل تحرك القشرة القديمة في دراسة سابقة قام بها فريق البحث ذاته. وكل من سرعة واتجاه هذا الانجراف في خطوط العرض، يجعل من الصفائح التكتونية أكثر التفسيرات منطقية وأقواها.
وقال برينر، الحاصل على درجة دكتوراه والعضو في مختبر Paleomagnetics بجامعة هارفارد: “هناك الكثير من العمل الذي يبدو أنه يشير إلى أن الحركة التكتونية للصفائح التكتونية في وقت مبكر من تاريخ الأرض لم تكن في الواقع الطريقة المهيمنة التي يتم بها إطلاق الحرارة الداخلية للكوكب كما هي اليوم من خلال تغيير الصفائح.. وهذا الدليل يتيح لنا بشكل أكثر ثقة استبعاد التفسيرات التي لا تتضمن الصفائح التكتونية”.
وعلى سبيل المثال، يمكن للباحثين الآن أن يجادلوا ضد ظاهرة تسمى “التجوال القطبي الحقيقي” و”تكتونية الغطاء الراكد”، والتي يمكن أن تتسبب في تغير سطح الأرض ولكنها ليست جزءا من تكتونيات الصفائح على الطراز الحديث.
وتميل النتائج أكثر نحو الحركة التكتونية للصفائح لأن معدل السرعة الأعلى المكتشف حديثا غير متوافق مع جوانب العمليتين الأخريين.
ووصف العلماء أيضا، في الورقة البحثية، ما يُعتقد أنه أقدم دليل على أن الكوكب عكس مجالاته المغناطيسية الأرضية، ما يعني أن القطب المغناطيسي الشمالي انقلب إلي جنوبي والعكس بالعكس أي تبادلا الموقع. وهذا النوع من الانقلاب حدث شائع في التاريخ الجيولوجي للأرض، حيث انعكس القطب 183 مرة في الـ83 مليون سنة الماضية وربما عدة مئات من المرات في الـ160 مليون سنة الماضية، وفقا لوكالة ناسا.
ويخبر الانعكاس الكثير عن المجال المغناطيسي للكوكب قبل 3.2 مليار سنة. ويشير إلى أن المجال المغناطيسي كان على الأرجح مستقرا وقويا بدرجة كافية لمنع الرياح الشمسية من تآكل الغلاف الجوي.
وتقدم هذه الرؤية، جنبا إلى جنب مع النتائج حول الصفائح التكتونية، أدلة على الظروف التي تطورت في ظلها أشكال الحياة الأولى.
وكشف برينر: “إنها ترسم هذه الصورة للأرض المبكرة التي كانت بالفعل ناضجة جيوديناميكيا. وكان لديها الكثير من نفس الأنواع من العمليات الديناميكية التي تؤدي إلى وجود الأرض كي تتمتع بشكل أساسي بظروف بيئية وسطحية أكثر استقرارا، ما يجعل الحياة أكثر قابلية للتطور والنمو”.
Laying Geological Groundwork for Life on Earth – Early Plate Tectonics, Flipping of Geomagnetic Poles https://t.co/YoC1QNxGgn
— SciTechDaily (@SciTechDaily1) October 25, 2022
واليوم، تتكون القشرة الخارجية للأرض من نحو 15 كتلة متحركة من القشرة، أو الصفائح، التي تحمل قارات الكوكب ومحيطاته.
وعلى مدى زمن طويل، انجرفت الصفائح بعضها إلى بعض وبعيدا بعضها عن بعض، لتشكل قارات وجبالا جديدة وعرّضت صخورا جديدة لتأثيرات الغلاف الجوي، ما أدى إلى تفاعلات كيميائية أدت إلى استقرار درجة حرارة سطح الأرض على مدى مليارات السنين.
ومن الصعب الحصول على دليل يقول متى بدأت حركة الصفائح التكتونية لأن أقدم قطع القشرة الأرضية يتم دفعها إلى الوشاح الداخلي نحو لب الرض، ولا تعود تظهر أبدا.
وهناك 5% فقط من جميع الصخور على الأرض يزيد عمرها عن 2.5 مليار سنة، ولا يوجد صخور أقدم من نحو 4 مليارات سنة.
وبشكل عام، تضيف الدراسة إلى الأبحاث المتزايدة أن الحركة التكتونية حدثت في وقت مبكر نسبيا في تاريخ الأرض البالغ 4.5 مليارات سنة، وأن الأشكال المبكرة للحياة نشأت في بيئة أكثرِ اعتدالا.
