نظرة عميقة في التماس الأرض

لأول مرة ، يدرس الجيولوجيون سلسلة من التلال البطيئة وسط المحيط

الغوص على المدخنين السود على سلسلة من التلال في منتصف المحيط. كيف تبدو هذه الواجهة من الأرض تحت قاع المحيط ، أصبح الباحثون الآن مرئيين. © NTNU
قراءة بصوت عال

نظرة على الأعماق الخفية: لأول مرة ، كان الباحثون يدرسون الهيكل في أعماق منطقة التماس الخاصة جداً لقشرة الأرض - وهي سلسلة من التلال شديدة التمزق وسط المحيط. على الرغم من أن حوالي ثلث مناطق انتشار الأرض تنتمي إلى هذا النوع ، إلا أن حياتهم الداخلية لم تكن معروفة إلى حد كبير. توفر قياسات الموصلية الآن المعلومات الأولى من العمق.

تمثل التلال الوسطى للمحيط طبقات من الأرض ومصانع لقشرة المحيط الجديدة. لأن لوحات الأرض تنجرف إلى هناك ، فإن الصهارة الطازجة تخرج من باطن الأرض. نتيجة لذلك ، تتشكل التلال الجبلية المطولة التي تشكلها البراكين الفرعية والفتحات الحرارية المائية. في الغالب ، تعود الحمم البركانية على هذا المحيط ببطء وثبات إلى حد ما ، ولكن هناك أيضًا ثورات هائلة. ومع ذلك ، ما إذا كانت هذه الفاشيات تحدث بشكل سلبي بسبب تمزيق القشرة عن طريق الألواح الأرضية المنجرفة ، أو ما إذا كان ضغط الصهارة يسببها في العمق ، لا يزال موضع خلاف.

لغز ظهورهم البطيء

المشكلة هي أنه حتى الآن بالكاد يعرف ما يحدث تحت التلال وسط المحيط. على الرغم من أن الجيولوجيين قد بحثوا في ظهورات سريعة الحركة للغاية ، إلا أنه لم يسبق له مثيل أن نظرت إلى أعماق مناطق الانتشار الطويل للغاية - وهناك العديد منها: "أكثر من ثلث جميع تلال وسط المحيط بها معدل انتشار أقل من 20 ملليمتر في السنة" ، شرح Ståle Emil Johansen وزملاؤه من الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU) في تروندهايم.

المقطع العرضي للظهر في منتصف المحيطات في سبيتسبيرجين. يوهانسن وآخرون الطبيعة 2019

لحل لغز هذه الوصلات البطيئة ، درس الباحثون أرض الخشخاش جنوب غرب سبيتسبيرجين. هناك ، يتباطأ الانجراف البطيء بصرف النظر عن الألواح الأرضية قبل كل شيء من خلال مجال واسع من الفتحات الحرارية المائية. يقع المدخنون السود في "قلعة لوكي" على عمق أكثر من 2300 متر ويمثلون أقصى الشمال من نوعه حتى الآن ، ولم يتم اكتشاف هذا الحقل إلا في عام 2008.

إجراء verr t الملمس الصخور

قام يوهانسن وفريقه بتحليل توصيل الصخور البلوتونية بطريقتين. سجلت القياسات المغنطيسية رد فعل الصخرة لإشعاع الخلفية الكهرومغناطيسية. من أجل تقنية CSEM الأكثر تفصيلاً ، وضع العلماء 30 مستشعرًا فقط على طول اجتياز قاع البحر. ثم سحبت سفينة البحث مصدر شحنة فوقها وسجلت أجهزة الاستشعار كيف تغيرت هذه الإشارات من الأرض. عرض

يقول يوهانسن: "لأول مرة ، قمنا بدمج هاتين الطريقتين في إشارة واحدة ، وبالتالي تلقينا صوراً مذهلة للهياكل العميقة". "لقد استطعنا أن ننظر بشكل أعمق إلى باطن الأرض في هذه التلال وسط المحيط أكثر من أي وقت مضى." كان "عرض" بيانات المستشعر كافياً حتى عمق 120 كيلومتراً. خيانة الاختلافات الدقيقة في التوصيل من باطن الأرض على حد سواء تكوين الصخور وعما إذا كان المنصهر أو الصلبة.

المثير للدهشة غير متناظرة

كما كشفت القياسات ، تحت سلسلة التلال الوسطى للمحيطات ، تتضخم الصهارة إلى القشرة في شريط ضيق وغير متماثل للغاية. يقول يوهانسن: "عادة ، يجب أن تبدو منطقة الصعود متماثلة". "لكن في هذه الحالة ، يكون الانتقال من الصخور الغنية بالذوبان جيدًا إلى الصلبة في الجانب الغربي أكثر مفاجئًا من الجانب الشرقي من الخلف." وهكذا ، تكون الصفيحة الأرضية على الجانب الشرقي من منتصف المحيط R Deutlichckens أثخن بكثير مما كانت عليه في الجانب الغربي.

وفقا للباحثين ، يمكن أن يفسر الشكل غير المتماثل وحركة اللوحين عدم التناسق في قناة الصهارة. ويعطي نظرة ثاقبة في مسألة ما إذا كان الصهارة يرتفع بفاعلية أو يتم "امتصاصه" بشكل سلبي من قبل حركة اللوحة: "على الرغم من أن المنطقة تعرض بعض السمات المميزة لنظام ديناميكي ، فمن المرجح أن تعكس تورمًا سلبيًا ناجم عن وقال الباحثون "إن حركة الصفيحة البطيئة وغير المتماثلة".

غرفة الصهارة تحت قلعة لوكي

كشفت القياسات أيضًا عن شيء آخر: حوالي أربعة إلى خمسة كيلومترات أسفل "قلعة لوكي" تقع في منطقة أخرى تزداد فيها سرعة التوصيل. "هذا يشير إلى زيادة نسبة ذوبان ويمكن أن يشير إلى غرفة الصهارة ،" تقرير الباحثين. كانت أيضًا قادرة على تحديد شبكة واسعة من تيارات السوائل تحت الأرض التي تزود الفتحات الحرارية المائية بالماء الساخن الغني بالمعادن.

يقول يوهانسن وفريقه: "إن الحجم والطبيعة الطويلة الأمد لأنظمة الأنابيب هذه يمكن أن يعزز الدورة الدموية في القشرة ويشرح سبب انحراف مناطق الانتشار البطيئة غالبًا عن العلاقة الخطية بين معدل الانتشار وتسرب المياه". (Nature، 2019؛ doi: 10.1038 / s41586-019-1010-0)

المصدر: الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU)

- ناديا بودبريجار