ثار بركان تحت الماء بقايا محيط الصهارة الأساسي للأرض

يقذف بركان تحت سطح البحر قبالة سواحل مدغشقر الحمم البركانية مع آثار كيميائية من المواد من محيط الصهارة البدائي الذي غطى الأرض في أول 100 مليون سنة من وجودها. وذكر الباحثون هذا الاكتشاف في المجلة طبيعة.

وقالت عالمة الجيوكيمياء كاثرين شوفيل من معهد باريس لفيزياء الأرض التي قادت الدراسة: “سيغير هذا الكثير في علوم الأرض لأن لدينا الآن دليلا على أن المواد التي يبلغ عمرها 4.5 مليار سنة – منذ بداية تاريخ الأرض – لا تزال موجودة بكميات كافية يمكن اكتشافها في الانفجارات البركانية”.

محيط الصهارة وآثارها

خلال عصر الهاديان، اصطدم جسم بحجم المريخ بالأرض؛ الشظايا المكسورة، كما يعتقد العلماء، فيما بعد شكلت القمر. أدى هذا الاصطدام إلى تسخين الكوكب الشاب لدرجة أنه كان مغطى بمحيط مستمر من الذوبان. وعلى مدى ملايين السنين القليلة التالية، بردت الصخور وتبلورت، وبدأت القشرة الأولى بالتشكل فوق الوشاح.

على مدى مليارات السنين الماضية، أدى الحمل الحراري في الوشاح إلى محو أي آثار كيميائية لتاريخ الأرض المبكر. ومع ذلك، يعترف بعض الباحثين بأن بعض البقايا تم الحفاظ عليها، لكنهم حتى الآن كانوا يفتقرون إلى دقة القياسات لإثبات ذلك، كما يقول شوفيل.

في مايو 2018، حدثت سلسلة غير عادية من الزلازل قبالة جزيرة مايوت الفرنسية بين مدغشقر وموزمبيق. وأدى ذلك إلى اكتشاف بركان جديد على بعد حوالي 50 كيلومترا إلى الشرق، يسمى فاني ماوري. أدت الثورات البركانية التي حدثت على مدى السنوات الثلاث التالية إلى ضخ الكثير من الصهارة من أسفل جزيرة مايوت، مما أدى إلى غرقها بحوالي 20 سنتيمترًا.

أخذت شوفيل وزملاؤها عينات من الصخور البركانية من فاني ماوري وجزيرة مايوت القريبة لمقارنة التركيب الكيميائي للحمم البركانية المتفجرة حديثًا مع الصخور البركانية الأقدم. تم إجراء التحليل بواسطة عالمة الجيوكيمياء كلودين إسرائيل من جامعة كامبريدج، التي طورت تقنية لتحديد التركيب النظائري بدقة فائقة.

اتضح أنه في حمم فاني ماوري نسبة النيوديميوم 142 إلى النيوديميوم 144 أعلى قليلاًمما كانت عليه في حمم مايوت. يعكس هذا الاختلاف على الأرجح وجود منطقة منفصلة من الوشاح القديم نجت من الاختلاط ولا تزال غنية نسبيًا بالبريدجمانيت، والذي يُعتقد أنه من أوائل المناطق التي تبلورت من محيط الصهارة البدائي.

يشير هذا الاكتشاف إلى أن وشاح الأرض ربما لم يختلط أبدًا بالكثافة التي يعتقدها العديد من الجيولوجيين، علاوة على ذلك، فهو يساعد في إعادة بناء تاريخ تصلب محيط الصهارة البدائي.

“لأول مرة، أظهرنا تجريبيا كيف تبلور الوشاح من محيط الصهارة وكيف خلق هذا التبلور عدم تجانس كيميائي منذ البداية”، يؤكد إسرائيل.

يبدو الأمر كما لو أنهم أخذوا عينة من القلب

وقال برنارد بوردون، مدير الأبحاث في مختبر ليون الجيولوجي: “إن جلب مثل هذه التقنية إلى حالة العمل يتطلب عملاً هائلاً، ويبدو أنهم نجحوا”.

وفي رأيه، تقدم الدراسة نظرة غير مسبوقة على فترة من تاريخ الأرض لم يبق منها أي دليل مباشر تقريبًا. وأضاف عالم الكيمياء الجيولوجية: “يشبه الأمر العثور على عينة من قلب الأرض شقت طريقها بطريقة ما إلى السطح”.