نواة الوشاح تحطم الأرقام القياسية وتكشف أسرارًا جيولوجية عميقة للأرض

كشفت عملية حفر حديثة على عمق 1268 متراً في وشاح الأرض من سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي عن رؤى جديدة حول تركيبته المعدنية وعملياته، مما يتحدى النماذج الجيولوجية الحالية ويؤكد على دور الحفر في أعماق البحار في الاكتشاف العلمي.

لقد قدمت عينة حفرية قياسية يبلغ طولها 1268 متراً (4160 قدماً) تم جمعها من سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي في شمال المحيط الأطلسي لمحة معدنية عميقة ومفصلة عن الوشاح المحيطي. وتكشف النتائج عن رؤى جديدة حول تكوين الوشاح، والجيولوجيا العميقة للأرض، والظروف البيوكيميائية المحتملة التي تشارك في أصول الحياة.

إن فهم غلاف الأرض أمر بالغ الأهمية لفهم التفاصيل المهمة لنظام الأرض، بما في ذلك الصخور المنصهرة الأرضية، وتكوين القشرة الأرضية، ودورة العناصر بين باطن الأرض، والغلاف المائي، والغلاف الجوي، والمحيط الحيوي. ويعتمد الكثير مما نعرفه على الصخور المستخرجة من قاع المحيط.

ومع ذلك، غالبًا ما تفتقر هذه العينات إلى السياق الجيولوجي الحاسم وتخضع لتغيرات في المعادن بسبب العمليات النارية وتآكل قاع البحر، بما في ذلك التحول إلى صخور السربنتين. وعلى الرغم من أن نوى الصخور من البريدوتيتات العميقة ــ الصخور الأساسية في الوشاح العلوي للأرض ــ يمكن أن توفر سجلاً مستمراً، فإن حفر ثقوب يبلغ عمقها كيلومترًا واحدًا المطلوبة للحصول عليها أثبت أنه أمر صعب.

نجاح الحفر الأخير

الآن، أفاد يوهان ليسنبرج وزملاؤه باستعادة وتوصيف عينة حفر متواصلة تقريبًا بطول 1268 مترًا من صخور البريدوتيت السربنتينية من سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي. تم جمع عينة الحفر في عام 2023 خلال بعثة برنامج اكتشاف المحيطات الدولي (IODP) رقم 399، من منطقة نشطة حراريًا مائية تسمى كتلة أتلانتس. وآخرون. تم توثيق اختلافات معدنية كبيرة في جميع أنحاء النواة على مستويات مختلفة، بما في ذلك مستويات السربنتينية.

كما كان محتوى البيروكسين في العينة منخفضًا بشكل غير متوقع مقارنة بعينات البريدوتيت الأخرى في جميع أنحاء العالم، وقد يكون ذلك بسبب درجات عالية من النضوب وذوبان البيروكسين أثناء تدفق الذوبان. وعلى عكس النماذج الشائعة، وجد أن هجرة الذوبان كانت مائلة إلى ارتفاع الوشاح. لاحظ المؤلفون تفاعل السوائل الحرارية المائية مع الصخور في جميع أنحاء اللب، مع التجوية المؤكسدة حتى عمق 200 متر. كما تم اكتشاف أن التسللات الجابروية تلعب دورًا غير متوقع في التغيير الحراري المائي وفي تنظيم تركيبات السوائل من الفتحات الحرارية المائية المستضافة في البريدوتيت، والتي تم اقتراحها كنماذج للبيئات حيث قد تؤدي الكيمياء الحيوية إلى تطور الحياة على الأرض المبكرة والأجسام الكوكبية الأخرى.

“لقد رسمت عقود من أخذ العينات من قاع المحيطات عن طريق التجريف صورة معدنية تقريبية للوشاح. ومع ذلك، فإن كل مهمة حفر جديدة تكشف عن وجهات نظر مدهشة للوشاح وتكوين القشرة المحيطية”، كما كتب إريك هيلبراند في مقال ذي صلة بمنظور. “سوف تكشف مشاريع الحفر الأكثر طموحًا عن قطع مهمة لفهم التأثيرات البيوكيميائية للوشاح المحيطي”.

المراجع: “مقطع طويل من البريدوتيت المستنفد السربنتيني” بقلم سي يوهان ليسينبيرج، أندرو م. ماكايج، سوزان كيو لانج، بيتر بلوم، ناتسو آبي، ويليام جيه برازلتون، ريمي كولتات، جيريمي آر دينز، كريستين إل ديكرسون، مارغريت جودارد، باربرا إي جون، فريدر كلاين، ريبيكا كوهن، كوان يو لين، هايانج ليو، إيثان إل لوبيز، توشيو نوزاكا، أندرو جيه بارسونز، فامديف باتاك، مارك كيه ريجان، جوردين إيه روباري، إيفان بي سافوف، إستر إم شوارزنباخ، أوليفييه جيه سيسمان، جوردون ساوثام، فينج بينج وانج، سي جيفري ويت، ليزلي أندرسون وسارة تريدويل، 8 أغسطس 2024، علوم.
DOI: 10.1126/science.adp1058

“غوص أعمق في عباءة الأرض” بقلم إريك هيلبراند، 8 أغسطس 2024، علوم.
DOI: 10.1126/science.adr2490