ربما ولدت قارات الأرض تحت سلاسل جبلية كبيرة مثل جبال الأنديز.
بحث جديد يجمع بين عنصر أثر غامض مفقود ، صخرة يبلغ عمرها 66 مليون عام ، تمزقها بركان قديم ، وقاعدة بيانات لجميع كيمياء الصخور التي حللها العلماء في القرن الماضي توضح سبب وجود قارات للأرض. نشرت الدراسة في 16 يناير في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز ، تقترح الدراسة أنه حيث تولد الجبال ، وكذلك القارات.
قال قائد الدراسة مينغ تانغ ، باحث ما بعد الدكتوراه في الجيولوجيا بجامعة رايس في هيوستون: "إنها مثل أحجية الصور المقطوعة". "هناك جزء مفقود في هذا اللغز القاري ، ويبدو أننا وجدنا الجواب."
القطعة المفقودة
القطعة المفقودة هي معدن نادر الأرضية يسمى النيوبيوم. في الطبقة الوسطى من الأرض ، تسمى الوشاح ، وكذلك في القشرة المحيطية (جزء من الطبقة الخارجية للكوكب المغطاة بالبحار) ، يوجد النيوبيوم وعنصر آخر من الأرض النادرة ، التنتالوم ، عادة ما يحدثان بنسبة ثابتة. وقال تانغ لعلوم الحياة إن القشرة القارية غريبة. القشرة التي تشكل القارات منخفضة نسبيا في النيوبيوم.
حالة هذا النيوبيوم المفقود في القشرة القارية دأبت على علماء الجيولوجيا لعقود. ذهب تانغ للبحث عنه في قاعدة بيانات الجيوكيمياء الصخرية التي يحتفظ بها معهد ماكس بلانك في ألمانيا. قام بتفتيش مناطق الاندساس ، حيث تطحن القشرة إلى الوشاح وشكل الصهارة. عند تبريد الصهارة ، يمكن أن تخلق القارات. ووجد تانج أن النيوبيوم لم يكن مفقودًا عبر العديد من مناطق الاندساس هذه. لكنها كانت غائبة بشكل غريب في مناطق معينة لبناء الجبال مثل جبال الأنديز.
جبال الأنديز هي منطقة ضخمة لبناء الجبال ، مدعومة بالتكتونية القريبة لمنطقة الاندساس. وقال تانغ إنه بينما تتقشر قشرة المحيطات قبالة سواحل أمريكا الجنوبية أسفل القشرة القارية ، فإن جبال الأنديز التي لا تهدأ ترتفع وتنبثق الصهارة من بعض البراكين الأعلى ارتفاعًا على الأرض.
قال تانغ إن مناطق مثل جبال الأنديز - التي تشكلت فوق منطقة الاندساس - تُعرف بالأقواس القارية ، وهي خاصة لأن القشرة هناك تبلغ سماكتها ضعف القشرة القارية العادية. لسوء الحظ ، فإن كيمياء الصخور في قاع هذه القشرة هي لغز. على بعد حوالي 50 ميلاً (80 كيلومترًا) تحت السطح ، لا يمكن الوصول إلى هذه الصخور.
أدخل xenolith
لحسن الحظ ، كانت جبال سييرا نيفادا في غرب الولايات المتحدة منطقة نشطة لبناء الجبال ، مثل جبال الأنديز اليوم. قام تانغ ، إلى جانب عالم بترول جامعة رايس سين تاي لي ، وزملاؤهم بتحليل عينة من الصخور التي تكونت منذ حوالي 66 مليون سنة ودُفعوا إلى السطح في ثوران بركاني قبل حوالي 25 مليون سنة. هذه الصخرة ، التي تسمى xenolith ، تكونت في الأصل في عمق قاعدة سييرا نيفادا عندما كانت قوسًا قاريًا نشطًا - وجد الباحثون الصخرة في أريزونا.
وقال تانغ إن الصخرة "قد توفر تناظرا رائعا وممتازا للغاية للقشرة العميقة تحت جبال الأنديز".
أظهر التحليل أن xenolith القاري القاري لديه نيوبيوم إضافي. وجد تانغ وزملاؤه عنصر الأرض النادرة المفقود في القارة: النيوبيوم المفقود عالق في أسفل الأقواس القارية.
يُعلق النيوبيوم عميقًا جدًا بسبب الظروف الفريدة تحت هذه الأجزاء فائقة السُمك من قشرة الأرض. وقال تانغ إنه تحت الأقواس القارية ، بسبب القشرة السميكة ، فإن الوشاح تحت ضغط مرتفع. تحت ضغط مرتفع ، يتبلور معدن التيتانيوم يسمى الروتيل من الصهارة. يحدث الروتيل لاحتجاز كميات كبيرة من النيوبيوم ، وليس الكثير من التنتالوم. كما أنها كثيفة جدًا ، لذا فهي تقع في أعماق القشرة مع دوران الصخور الأخرى نحو السطح.
وقال تانغ ، لأن القشرة القارية تفتقد النيوبيوم ، يجب أن تكونت في ظل هذه الظروف القارية. وهذا يعني أن أماكن مثل جبال الأنديز ربما تحتفظ ببذور جميع القارات على الأرض اليوم.
وقال تانغ "كل قطعة من القارة التي نقف عليها الآن بدأت على الأرجح في عمليات بناء الجبال هذه".
