يوفر الاسترداد الرائد الذي قام به العلماء لصخور الوشاح رؤى جديدة حول النشاط البركاني للأرض، ودورات العناصر، وأصول الحياة، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في علوم الأرض.
بدأ فريق دولي في التحقيق في دور الوشاح في دعم الحياة على الأرض، ودفع البراكين والتأثير على الدورات العالمية.
نجح العلماء في استعادة أول مقطع طويل من الصخور الذي ينشأ من الطبقة الموجودة أسفل قشرة الأرض، وهي أكبر مكون للكوكب. ومن المتوقع أن تلقي هذه الصخور الضوء على دور الوشاح في نشأة الحياة على الأرض، والنشاط البركاني الذي يحدث أثناء ذوبانه، وتأثيره على الدورات العالمية للعناصر المهمة مثل الكربون والهيدروجين.
تم انتشال ما يقرب من 1,268 مترًا (4,160 قدمًا) من صخور الوشاح من “نافذة تكتونية” حيث تبرز الصخور من قاع المحيط عبر سلسلة جبال وسط المحيط الأطلسي، وهي الكتلة الصخرية للبعثة 399 “الكتل الحية، أثناء سفينة الحفر في المحيط أتلانتس”. . قرار جويديس في ربيع 2023.
كان هذا التعافي إنجازًا فذًا قادته الجهود المبذولة في أوائل الستينيات، بقيادة البرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات، وهو اتحاد دولي لأبحاث المحيطات يضم أكثر من 20 دولة لدراسة تاريخ الأرض.
يقول الباحثون إن الصخور المستخرجة من الوشاح تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في الأرض المبكرة من الصخور الشائعة التي تشكل قاراتنا اليوم. الائتمان: البروفيسور يوهان ليسينبيرج
تحليل الصخور المستردة
منذ ذلك الحين، قام فريق الاسترداد بتجميع كتالوج لصخور الوشاح المستردة لفهم تكوينها وبنيتها وبيئتها.
النتائج التي توصلوا إليها، المقدمة في المجلة علوميكشف عن تاريخ أكثر تفصيلاً لذوبان الصخور المستردة مما كان متوقعًا.
وقال المؤلف الرئيسي البروفيسور يوهان ليسينبيرج، من كلية علوم الأرض والبيئة بجامعة كارديف: “عندما استعدنا الصخور في العام الماضي، كان ذلك إنجازًا كبيرًا في تاريخ علوم الأرض، ولكن أكثر من ذلك، لما يستحقه”. إن نوى صخور الوشاح هي تركيبة كوكبنا، وتبدأ دراستنا بتوثيق معادن الصخور المستردة وتركيبها الكيميائي. وتختلف نتائجنا عما توقعناه، وتحتوي الصخور على تركيزات أعلى بكثير من الميغنيسيوم من الذوبان.
يقوم البروفيسور يوهان ليسنبرغ (يسار) وزملاؤه بفحص النوى المستردة من “النافذة التكتونية” على مرتفع وسط المحيط الأطلسي. الائتمان: ليزلي أندرسون، إكسب. 399، JRSO_IODP
يحدث هذا الذوبان نتيجة لارتفاع مياه القاع من الأجزاء العميقة من الأرض نحو السطح.
ويقول الباحثون إن نتائج التحليل الإضافي لهذه العملية يمكن أن يكون لها آثار مهمة لفهم كيفية تشكل الصهارة وتسببها في البراكين.
“وجدنا أيضًا قنوات ذوبان عبر الوشاح، حتى نتمكن من تتبع مصير الصهارة بعد أن تتشكل وتنتقل إلى سطح الأرض. وهذا مهم لأنه يخبرنا كيف يذوب الوشاح ويغذي البراكين، خاصة تلك الموجودة في قاع المحيط”. ، والتي تمثل معظم البراكين على الأرض، يعد الوصول إلى صخور الوشاح أمرًا مهمًا أيضًا بالنسبة للبراكين، مما يسمح بالاتصال بين المصدر النهائي للصهارة.
رابط محتمل لأصل الحياة
وتقدم الدراسة أيضًا نتائج أولية حول كيفية تفاعل الأوليفين، وهو معدن متوافر بكثرة في صخور الوشاح، مع مياه البحر، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تنتج الهيدروجين وجزيئات أخرى.
ويعتقد العلماء أن هذه قد تكون إحدى العمليات الأساسية لنشوء الحياة على الأرض.
عالم مشارك في الجيولوجيا والجيوفيزياء في معهد وودز هول لعلوم المحيطات د. سوزان كيو لونج، العالمة المشاركة في البعثة وجزء من الفريق الذي يواصل فحص عينات الصخور والسوائل: “تشبه الصخور ما اكتشفناه في هذه الرحلة الاستكشافية أكثر من الصخور الشائعة التي تشكل قاراتنا اليوم.
استعادت البعثة رقم 399 لسفينة الحفر المحيطية JOIDESsolution “Building Blocks of Life, Atlantis Massif” 1,268 مترًا من صخور الوشاح المستمرة في ربيع عام 2023. الائتمان: توماس رونج (Exp. 399، JRSO_IODP)
“يوفر تحليلها نظرة مهمة على البيئات الكيميائية والفيزيائية التي ربما كانت موجودة في وقت مبكر من تاريخ الأرض، والتي كان من الممكن أن توفر مصدرًا ثابتًا للوقود وظروفًا مواتية لتطور الأشكال المبكرة للحياة على مدى فترات زمنية جيولوجية طويلة.”
سيواصل فريق دولي يضم أكثر من 30 عالمًا من JOIDESsolution Expedition أبحاثهم حول قلوب الحفر المستردة لمعالجة مجموعة من المشكلات.
يمكن للدكتور أندرو ماكيج، الأستاذ المشارك في كلية الأرض والبيئة بجامعة ليدز، الراعي الرئيسي للبعثة 399 والعالم المشارك في الاقتراح الأول للبعثة في عام 2018، أن يفخر بالإنجازات الموثقة في هذه الورقة. سيكون ثقبنا العميق الجديد نموذجًا لعقود قادمة في مجالات متنوعة مثل عمليات ذوبان الوشاح، والتبادل الكيميائي بين الصخور والمحيطات، والكيمياء الجيولوجية العضوية، وعلم الأحياء الدقيقة. جميع البيانات من البعثة ستكون متاحة بالكامل، وهي مثال على كيفية إجراء العلوم الدولية.”
ملحوظة: ج. يوهان ليسينبيرج، أندرو م. ماكيج، سوزان ك. لونج، بيتر بلوم، ناتسو آبي، ويليام ج. برازيلتون، ريمي جولداود، جيريمي ر. دينز، كريستين ل. ديكرسون، مارغريت جودارد، باربرا إي. جون، فريدر كلاين، ريبيكا كوهين، كوان يو لين، هايانغ ليو، إيثان إل. لوبيز، توشيو نوساكا، أندرو ج. بارسونز، فامديف باثاك، مارك ك. ريجان، جوردين أ. روبرت إيفان ب. سافوف، استير م. شوارزنباخ، أوليفر ج. سيسمان، جوردون ساوثام، فنغبينغ وانغ، سي. جيفري ويت، وليزلي أندرسون، وسارة تريدويل، 8 أغسطس 2024، علوم.
دوى: 10.1126/science.adp1058
