يؤدي الحفر القياسي في قاع المحيط إلى استخراج الصخور من الوشاح ويغير النظريات حول أصل الحياة
أكمل فريق دولي من الباحثين استخراج 1268 مترًا متواصلًا من الصخور من وشاح الأرض. جرت العملية في منطقة مرتفعات وسط المحيط الأطلسي. الموقع هو موطن لكتلة أتلانتس. تمثل هذه المنطقة تعرضًا غير عادي للطبقات العميقة للكوكب بالقرب من قاع المحيط. يتجاوز حجم المواد التي تم جمعها السجلات السابقة للاستكشاف في المناطق السحيقة. وتعمل المعدات عالية الدقة دون انقطاع لضمان سلامة العينات المأخوذة من الأعماق.
نُشرت نتائج الرحلة الاستكشافية 399 في المجلة العلمية Science. قام البروفيسور يوهان ليسنبرغ بتنسيق تحليل المادة في جامعة كارديف. يختلف الهيكل المعدني الموجود عن التوقعات النظرية التي وضعها المجتمع الأكاديمي. تشير العينات إلى عملية ذوبان أعلى بكثير من الحسابات الأولية. ويقدم هذا الاكتشاف دليلا ماديا غير مسبوق لدراسة تكوين الصهارة والآليات الداخلية للكوكب.
يغير تحليل المعادن فهم البراكين البحرية
كشف الفحص المعملي للأسطوانات الصخرية عن نقص غير متوقع في معدن البيروكسين. أظهرت المادة تركيزات المغنيسيوم أعلى بكثير من تلك المنصوص عليها في النماذج الرياضية لهذا العمق. تعمل هذه النسبة المحددة كسجل أحفوري لدرجات الحرارة القصوى التي تدعمها الصخور. يعدل الذوبان الشديد كيمياء المادة قبل أن تصل إلى القشرة. بدأ الخبراء بمراجعة المعادلات الخاصة بالسلوك الحراري لباطن الأرض.
ساعد رسم خرائط التركيب الكيميائي في تتبع المسارات الدقيقة للصهارة. وتشير القنوات المجهرية التي تم تحديدها في العينات إلى مسار المادة المنصهرة نحو قاع البحر. تمثل البراكين تحت الماء معظم الانفجارات العالمية. إن مراقبة هذه القنوات الطبيعية تلقي الضوء على تراكم وتبدد الضغط في العمق. يوثق العمل التحول الفيزيائي بين الصخور الصلبة والسائل المتوهج بالتفصيل غير المسبوق في الجيولوجيا.
يحتوي عباءة الأرض على معظم حجم الكوكب. تتدفق الطبقة الصخرية شبه الصلبة بوتيرة بطيئة على مدى ملايين السنين. تولد الحرارة الصادرة من القلب تيارات الحمل الحراري المسؤولة عن سحب الصفائح التكتونية. الحركة المستمرة تسبب الزلازل والانفجارات البركانية. يوفر الحفر المباشر الفرصة الأولى لتحليل الترس الرئيسي لهذا النظام الديناميكي. توفر البيانات التي تم جمعها أساسًا متينًا للتنبؤ بسلوك العيوب الجيولوجية.
توفر التفاعلات الكيميائية في أعماق البحار أدلة لعلم الأحياء
تحتوي الحجارة المأخوذة من المحيط الأطلسي على معلومات حول الظروف التي كانت على الأرض في وقت مبكر. ولاحظ العلماء وجود كمية كبيرة من معدن الأوليفين في المقاطع الأسطوانية. يتفاعل الزبرجد الزيتوني بشكل مكثف عند ملامسته للمياه المالحة. تطلق العملية الكيميائية الطبيعية غاز الهيدروجين وتشكل جزيئات عضوية بسيطة. ويعامل علماء الأحياء هذه المواد كأساس لتطور الكائنات وحيدة الخلية في المحيطات البدائية.
قامت الباحثة سوزان كيو لانج بتقييم الإمكانات البيولوجية الفلكية للعينات في معهد وودز هول لعلوم المحيطات. وحددت أن صخور كتلة أتلانتس تحتفظ ببصمة كيميائية مشابهة للمواد الموجودة على الكوكب منذ مليارات السنين. تحتوي القارات الحالية على صخور مختلفة جدًا ومُعالجة. إن الوصول إلى المواد البدائية يعمل مثل آلة الزمن الجيولوجية. يمكن للمختبرات محاكاة المحيطات القديمة بدقة مطلقة باستخدام هذه الأجزاء.
تشكل الطاقة الناتجة عن التفاعل بين الزبرجد الزيتوني ومياه البحر بيئة مواتية للحياة القاسية. تعد الفتحات الحرارية المائية موطنًا للأنظمة البيئية التي تعيش بدون ضوء الشمس. تستخدم الميكروبات الهيدروجين المنطلق من الصخور كوقود رئيسي لمعيشتها.
- وجود نسبة عالية من الأوليفين في الهياكل الصخرية المستخرجة.
- معدل الذوبان أعلى من الحسابات الجيولوجية السابقة.
- تظهر القنوات المجهرية مسار الصهارة الصاعدة.
- تطلق التفاعلات الكيميائية الهيدروجين عند ملامستها للمياه المالحة.
- تختلف أنماط البراكين السحيقة عن الانفجارات القارية.
وتوثيق هذه التفاعلات يساعد وكالات الفضاء في البحث عن الحياة على الأقمار الجليدية في النظام الشمسي. يعمل قاع البحر على الأرض كمختبر تناظري للمهام بين الكواكب. تعمل القشرة المحيطية كمرشح كيميائي بين المناطق الداخلية الدافئة والمحيطات الباردة. توسع دراسة العينات نطاق علم الأحياء الفلكي وتوجه التركيز إلى البيئات ذات الضغط العالي وغياب الضوء.
Leia Também
تحطم طائرة تابعة لشركة أرامكو السعودية يسفر عن مقتل 14 شخصا بالقرب من محطة النفط في المملكة العربية السعودية
صحيفة برتغالية تنتقد أداء كريستيانو رونالدو في تعادل البرتغال؛ تم اختيار ديوغو كوستا كأحد أبرز اللاعبين
تعرف على كيفية الحصول على GTA 6 دون إنفاق أي شيء باستخدام Microsoft Rewards قبل إطلاقه في نوفمبر
ديناميات الصفائح التكتونية وتبريد الحمم البركانية
تعمل البراكين الموجودة في قاع المحيط وفقًا لقواعد فيزيائية مختلفة عن الجبال القارية. يؤدي ضغط عمود الماء والتبريد الفوري إلى تغيير عملية تجميد الحمم البركانية. تخضع صخور الوشاح التي اندلعت في المنطقة إلى تجزئة معدنية فريدة من نوعها. يثبت نقص البيروكسين فقدان مكونات الصهارة أثناء الصعود عبر القشرة المحيطية الرقيقة. تصل المادة إلى قاع البحر بكثافة معدلة تمامًا مقارنة بحالتها الأصلية.
تعمل سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي بمثابة صدع ضخم في وسط المحيط حيث تتحرك الصفائح التكتونية باستمرار. يسمح الفضاء الذي يفتحه الانفصال للوشاح الساخن بالارتفاع لملء الفجوة. الاتصال بالمياه الجليدية على عمق آلاف الأمتار يشكل قشرة الأرض الجديدة. استهدفت البعثة بالضبط النقطة التي تظهر فيها المواد الجديدة من الأعماق. يتيح توحيد البيانات إجراء معايرة دقيقة لأجهزة استشعار الزلازل التابعة لمعاهد البحوث العالمية.
ينظم تدفق الطاقة الحرارية المتسربة من الشقوق المحيطية درجة حرارة المياه العميقة. يستخدم علماء المحيطات هذه المعلومات لفهم حركة التيارات البحرية. كما تدعم المادة البركانية المتكونة حديثًا سلسلة غذائية معقدة تعتمد على التخليق الكيميائي. إن فهم هذه الدورة الحرارية والبيولوجية يعتمد بشكل مباشر على تحليل الصخور المستخرجة من الوشاح.
تتيح التكنولوجيا البحرية استخراجًا عميقًا للغاية
يتطلب إجراء الحفر لمسافة تزيد عن كيلومتر واحد في قاع البحر جهازًا هندسيًا معقدًا. وكانت سفينة الأبحاث JOIDESsolution بمثابة قاعدة عمليات للفريق الدولي. تحتوي السفينة على نظام تحديد المواقع الديناميكي القادر على إبقاء الهيكل غير متحرك فوق نقطة الحفر. تعوض المحركات قوة الأمواج والتيارات البحرية في الوقت الفعلي. وقد منع الثبات المطلق القضبان المعدنية من الانكسار خلال أشهر من العمل المتواصل.
كان التحدي الأكبر الذي واجهته البعثة هو نقل الأسطوانات الصخرية السليمة إلى سطح السفينة. يؤدي الاختلاف الوحشي في الضغط ودرجة الحرارة بين الوشاح والسطح إلى تفتيت العينات. قام المهندسون بإنشاء تدريبات خاصة وأغلفة واقية للحفاظ على السلامة الهيكلية للمادة. إن الحفاظ على التسلسل الدقيق للطبقات الصخرية يضمن صحة التحليلات الزمنية. وقام العلماء بتقطيع الأسطوانات لدراسة التحول المعدني ملمًا تلو الآخر في المختبرات الموجودة على متن السفينة.
يحدد نجاح البعثة 399 بروتوكولًا تشغيليًا جديدًا للجيولوجيا البحرية. سيكون للتقنيات المحسنة في مهمة المحيط الأطلسي تطبيق في محاولات الحفر المستقبلية على الصدوع التكتونية الأخرى. لقد صمدت المعدات أمام الحرارة الشديدة والاحتكاك المستمر دون حدوث أعطال كارثية. ينظم المجتمع العلمي إرسال سفن الحفر إلى مناطق ذات قشرة أرق. التقدم التكنولوجي يجعل الباحثين أقرب إلى الحدود الدقيقة بين قشرة الأرض ووشاحها.
