اكتشف العلماء شيئًا غير متوقع على عمق 90 كيلومترًا تحت الأرض

كانت صخرة من بابوا غينيا الجديدة أكثر سخونة مما كان متوقعا أثناء هبوطها إلى الأرض، مما يشكل تحديا لنماذج العملية التي تؤثر على الزلازل والبراكين والمناخ.

تقوم الأرض بإعادة تدوير سطحها. في المناطق التي تسمى مناطق الاندساس، تغوص إحدى الصفائح التكتونية، وهي لوح كبير من الغلاف الخارجي للأرض، تحت أخرى عندما تتصادم الصفائح. هذه المناطق هي مواقع الزلازل والنشاط البركاني، وتساعد على استقرار مناخ الأرض على مدى ملايين السنين عن طريق إعادة تدوير الجزيئات مثل ثاني أكسيد الكربون.

كشفت صخرة من بابوا غينيا الجديدة عن فجوة في فهم العلماء لدرجات الحرارة داخل هذه المناطق. قبل أربعة ملايين سنة، هبط أكثر من 90 كيلومترًا، أو حوالي 56 ميلًا، تحت سطح الأرض. ولكن في منتصف المسافة تقريبًا، كانت بالفعل أكثر سخونة بكثير مما تتوقعه النماذج الحالية.

تسجل المعادن نزولاً يتجاوز 56 ميلاً

أعاد فريق بحث دولي بقيادة جامعة غوتنغن بناء الرحلة من خلال دراسة الإكلوجيت، وهو صخرة حمراء وخضراء تتشكل تحت الضغوط العالية الموجودة في مناطق الاندساس. تحتفظ المعادن الموجودة في الصخور بدليل على الظروف التي مرت بها تحت الأرض، مما يسمح للباحثين بتجميع تاريخها. ونشرت النتائج في علوم الأرض الطبيعية.

وباستخدام مجموعة من التقنيات التحليلية، وجد الباحثون شوائب صغيرة من كويزيت محصور داخل معدن آخر أثناء تكوين الصخر. Coesite هو معدن يتطلب ضغطًا عاليًا للغاية لتكوينه. وساعد وجودها الفريق على استنتاج أن الصخرة وصلت إلى عمق لا يقل عن 90 كيلومترًا، حيث شهدت درجات حرارة تبلغ حوالي 800 درجة مئوية، أو 1470 درجة فهرنهايت.

تتحدى الحرارة الضحلة غير المتوقعة نماذج الاندساس

ومع ذلك، على بعد حوالي 45 كيلومترًا، أو 28 ميلًا، كانت درجة حرارة الصخرة أكثر برودة بمقدار 100 درجة مئوية فقط، أي بفارق 180 درجة فهرنهايت. بمعنى آخر، وصلت درجة الحرارة بالفعل إلى حوالي 700 درجة مئوية، أو 1290 درجة فهرنهايت، عند نصف العمق تقريبًا. كانت تلك الظروف الضحلة ساخنة بشكل غير عادي، في حين أن الظروف الأعمق تناسب نمط الاندساس الأكثر شيوعًا والبارد نسبيًا. إن تسمية الظروف العميقة بأنها باردة لا يعني أن الصخور بردت أثناء غرقها. وهذا يعني أن درجة حرارته كانت أقل بالنسبة إلى عمقه مما كانت عليه في وقت سابق من الرحلة.

يوضح الدكتور جان شونيغ من مركز علوم الأرض بجامعة غوتنغن: “إن العثور على هذا التغيير من الاندساس الساخن إلى البارد كان غير متوقع، لأن هذا يتناقض مع نماذجنا الحرارية الحالية لمناطق الاندساس”.

اكتشف الباحثون صخورًا سجلت درجات حرارة عالية بشكل غير متوقع من قبل. ومع ذلك، فهذه هي المرة الأولى التي تُظهر فيها رحلة الصخور من الظروف الضحلة إلى الظروف العميقة تحولًا مصاحبًا إلى درجات حرارة أكثر برودة نسبيًا بالنسبة لعمقها.

تفسيران للحرارة الزائدة

أحد التفسيرات المحتملة هو أن إجهاد القص، الذي ينتج عندما تتحرك الصفائح ضد بعضها البعض، يؤدي إلى تسخين الصخور في أعماق ضحلة أكثر مما افترض العلماء. والسبب الآخر هو أن منطقة الاندساس لم يكن لديها الوقت الكافي لتطوير درجات الحرارة المنخفضة المتوقعة هناك. وكان من الممكن أن تساهم كلتا العمليتين.

إن فهم درجات الحرارة هذه بشكل أكثر دقة يمكن أن يساعد الباحثين على تقييم كيفية تأثير الاندساس على الزلازل والنشاط البركاني وحركة المواد الكيميائية عبر الأرض، بما في ذلك دورة الكربون طويلة المدى. ويمكنه أيضًا توضيح كيفية عمل عملية الاندساس على مدى ملايين إلى مليارات السنين وكيف يستمر حتى اليوم.

المرجع: “تغير التدرج الحراري الأرضي أثناء الاندساس المسجل بواسطة eclogite عالي الضغط” بقلم جان شونيج وسيلفيو فيريرو وكيرستين جريسكي ودومينيك سورجر وأكسيل ك. شميت وبيرند وندر وسوزان إل. بالدوين وآدم إف هولت، 1 أكتوبر 2026، علوم الأرض الطبيعية.
دوى: 10.1038/s41561-026-02110-1

تم دعم البحث بتمويل من مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG).

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.