علمی، پژوهشی و فناوری

دگرگونی گوشته زمین از 300 میلیون سال پیش

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : در زمین امروزی، فرورانش صفحه به طور مداوم ترکیب شیمیایی گوشته همرفت را تغییر می دهد و منابع مختلف گوشته مرتبط با این فرآیندها به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته اند. با این حال، هنوز مشخص نیست که چگونه تکامل ژئودینامیکی زمین بر ترکیب شیمیایی گوشته همرفت در طول زمان تأثیر گذاشته است و چه زمانی ناهمگنی شیمیایی جهانی گوشته همرفت برای اولین بار در تاریخ زمین‌شناسی زمین ظاهر شد.

اکنون، محققان مؤسسه اقیانوس‌شناسی آکادمی علوم چین (IOCAS) به همراه همکارانی از استرالیا، سوئیس و ایالات متحده آمریکا، از طریق مجموعه‌ای قوی از داده‌های ژئوشیمیایی و ایزوتوپی روی سنگ‌های بازالتی درون قاره‌ای در گذشته به این سؤالات پرداخته‌اند.

پروفسور لیو هی از IOCAS، نویسنده مسئول این مطالعه، گفت: "این مطالعه چرخه طولانی مدت مواد در داخل زمین را در مقیاس های زمانی زمین شناسی روشن می کند.

بینش در مورد تغییرات ترکیب گوشته

تجزیه و تحلیل آماری ترکیبات بازالت های درون قاره ای نشان می دهد که بازالت های درون قاره ای با امضاهای ژئوشیمیایی غنی شده با ایزوتوپ نئودیمیم (Nd) (εNd <0) فقط در حدود 300 میلیون سال گذشته رخ داده اند (شکل 1). این دوره مصادف با ظهور کیمبرلیت ها با امضای درگیری مواد پوسته است (شکل 1). این یافته ها یک اصلاح ترکیبی در مقیاس جهانی از گوشته همرفت را نشان می دهد.

از آنجایی که مکان های دیرینه جغرافیایی بازالت ها و کیمبرلیت های درون قاره ای غنی شده نشان می دهد که غنی سازی گوشته تحت تأثیر فاصله از مناطق فرورانش قرار نگرفته است (شکل 2)، محققان پیشنهاد کردند که نشانه های غنی شده در این بازالت ها و کیمبرلیت های درون قاره ای از رویدادهای فرورانش قدیمی تر و دورتر منشأ می گیرند.

تکامل تکتونیک صفحه و دینامیک گوشته

تکتونیک صفحه‌ای به سبک مدرن، که با فرورانش پوسته قاره‌ای و شکستن دال عمیق مشخص شده است، در اواخر نئوپروتروزوییک (تقریباً 700 تا 600 میلیون سال پیش) آغاز شد. تحت رژیم تکتونیکی مدرن، فرورانش سرد گسترده و فرورانش پوسته قاره ای، همراه با افزایش شار فرورانش در طول مونتاژ ابرقاره (شکل 3)، موادی را از پوسته و گوشته بالایی وارد گوشته تحتانی کرد. پس از بیش از 300 میلیون سال، این صفحات فرورانش شده را می توان از طریق بالا آمدن گوشته به گوشته بالایی منتقل کرد.

دکتر چن کیان از IOCAS، نویسنده اول این مطالعه گفت: «این فرآیند ممکن است اساساً ترکیب گوشته همرفتی را تغییر داده باشد و به تشکیل ماگماهای غنی شده کمک کند، و در نهایت منجر به ناهمگونی شیمیایی گوشته در مقیاس جهانی شود».

یافتن ماگماهای مشتق شده از گوشته درون صفحه ای غنی شده که تقریباً ظاهر می شوند. به گفته محققان، 300 میلیون سال پس از شروع تکتونیک صفحه ای مدرن، بینش های مهمی را در مورد فرآیندهایی که توسط تکتونیک صفحه ای هدایت می شوند، ارائه می دهد که در تنوع ترکیبی گوشته همرفت زمین نقش دارند.

پروفسور لیو می‌گوید: «چارچوب زمانی با مدل‌هایی مطابقت دارد که نشان می‌دهند زمان زیادی طول می‌کشد تا مواد فرورانش شده بر ترکیب گوشته بالایی از طریق این فرآیندهای پویا تأثیر بگذارند.