کشف سرنخ هایی در مورد ساختار زمین
فیکس سرور: دانه های ریز مواد معدنی که کوچک تر از عرض یک تار موی انسان هستند، سرنخ هایی را در مورد ساختار سیاره زمین دارند.
"به گزارش فیکس سرور به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، "برای دیدن یک دنیا در یک دانه شن"، که عبارت آغازین شعر "ویلیام بلیک"(William Blake) است، عبارتی است که اغلب مورد استفاده قرار می گیرد و تعدادی از کارهای زمین شناسان را نیز به تصویر می کشد.
زمین شناسان بطور معمول ترکیب دانه های معدنی را بررسی می کنند که کوچک تر از عرض یک تار موی انسان است. سپس، فرآیندهای شیمیایی را که این دانه ها نشان می دهند، برای تأمل در ساختار سیاره زمین مورد بررسی قرار می دهند.
حالا، "کریس کرکلند"(Chris Kirkland)، استاد زمین شناسی "دانشگاه کورتین"(Curtin University) استرالیا و همکارانش، توجه خودرا به موضوعات جدیدی معطوف ساخته اند و دانه های ریز را به زمین در محیط کهکشانی مرتبط کرده اند.
کاوش در جهان
در مقیاس بزرگتر، اخترفیزیکدانان بدنبال درک جهان و جایگاه ما در آن هستند. آنها از قوانین فیزیک برای توسعه مدل هایی استفاده می نمایند که مدار اجرام نجومی را توضیح می دهند.
بااینکه ممکنست سطح سیاره را چیزی بدانیم که توسط فرآیندهای کاملا درونی زمین شکل گرفته اما سیاره ما بدون شک تأثیرات محیط کیهانی خودرا احساس کرده است. این تاثیرات شامل تغییرات دوره ای در مدار زمین، تغییرات در خروجی خورشید، انفجار پرتو گاما و برخورد شهاب سنگ هستند.
با عنایت به این که جرم زمین بیش از ۸۰ برابر قمر خاکستری آنست، فقط نگاه کردن به ماه و سطح آن می تواند این مساله را به ما یادآوری کند. پژوهش کرکلند و همکارانش، اهمیت برخورد شهاب سنگ را در تولید پوسته قاره ای روی زمین خاطرنشان کرده است. این پژوهش می گوید که برخورد شهاب سنگ، به تشکیل دانه های شناور کمک می نماید که در جوانی روی بیرونی ترین لایه سیاره ما شناور بودند.
کرکلند و یک گروه بین المللی از پژوهشگران حالا اصولی را در تولید این پوسته قاره ای اولیه شناسایی کرده اند که سرعت آن به یک مکانیسم واقعا بزرگ اشاره دارد.
تولید پوسته زمین
خیلی از سنگ های روی زمین، از ماگمای مذاب یا نیمه مذاب تشکیل می شوند. این ماگما یا مستقیما از گوشته یا از حرارت دیدن مجدد قطعات قدیمی تری از پوسته به دست می آید. ماگمای مایع با سرد شدن، در نهایت به سنگ جامد تبدیل می شود.
بوسیله این پروسه خنک سازی تبلور ماگما، دانه های معدنی رشد می کنند و می توانند عناصری مانند اورانیوم را که به مرور زمان تجزیه می شوند، به دام بیاندازند و سن آنها را ثبت کنند. کریستال ها می توانند نه فقط این عناصر، بلکه عناصر دیگری را نیز به دام بیندازند که ترکیب ماگمای والدین آنها را ردیابی می کند؛ مانند اینکه بررسی یک نام خانوادگی ممکنست خانواده یک شخص را ردیابی کند.
با در اختیار داشتن این اطلاعات یعنی سن و ترکیب می توانیم جدول زمانی تولید پوسته را بازسازی نماییم. سپس، می توانیم فرکانس های اصلی آنرا با بهره گیری از جادوگری ریاضی "تبدیل فوریه"(Fourier transform) رمزگشایی نماییم. این روش اساسا فرکانس رویدادها را رمزگشایی می کند؛ دقیقا مانند بررسی موادی که برای درست کردن کیک در مخلوط کن ریخته شده اند.
نتایج این پژوهش، یک ریتم تقریبی ۲۰۰ میلیون ساله را برای تولید پوسته در زمین اولیه نشان میدهد.
جایگاه ما در کیهان
روند دیگری با ریتم مشابه وجود دارد. منظومه شمسی ما و چهار بازوی مارپیچی کهکشان راه شیری هر دو به دور سیاه چاله کلان جرم در مرکز کهکشان می چرخند اما با سرعت های متفاوتی درحال حرکت هستند.
بازوهای مارپیچی با سرعت ۲۱۰ کیلومتر در ثانیه به دور خود می چرخند؛ در صورتیکه خورشید با سرعت ۲۴۰ کیلومتر در ثانیه درحال حرکت است. این بدان معناست که منظومه شمسی ما درحال گشت و گذار به داخل و خارج از بازوهای کهکشان است. می توان بازوهای مارپیچی را به عنوان مناطق متراکمی در نظر گرفت که سرعت عبور ستارگان را خیلی کم می کند.
بنظر می رسد که یک ارتباط احتمالی بین زمان تولید پوسته روی زمین و مدت زمان لازم برای چرخش به دور بازوهای مارپیچی کهکشانی وجود دارد اما چرا؟
برخورد با ابر اورت
بر طبق نظریه "یان اورت"(Jan Oort) ستاره شناس فقید هلندی، در نقاط دوردست منظومه شمسی، ابری به نام "ابر اورت"(Oort cloud) متشکل از خرده سیاره یخی وجود دارد که به دور خورشید ما می چرخد.
همانطور که منظومه شمسی بطور دوره ای به سمت بازوی مارپیچی حرکت می کند، تعامل بین آن و ابر اورت، مواد را از ابر خارج می کند و آنها را به منظومه شمسی داخلی نزدیک تر می سازد. تعدادی از این مواد حتی ممکنست به زمین برخورد کنند.
زمین، برخوردهای نسبتا مکرری را با اجرام سنگی کمربند سیارک ها تجربه می کند که بطور متوسط با سرعت ۱۵ کیلومتر در ثانیه به آن می رسند اما دنباله دارهایی که از ابر اورت پرتاب می شوند، بسیار سریع تر و بطور متوسط با سرعت ۵۲ کیلومتر در ثانیه به زمین می رسند.
استدلال کرکلند و گروهش این است که این تأثیرات دوره ای پرانرژی را می توان با ثبت رکورد تولید پوسته حفظ شده در دانه های معدنی ریز پیگیری کرد. برخورد دنباله دار، حجم بزرگی از سطح زمین را حفاری می کند و به ذوب گوشته منجر می شود.
این سنگ مذاب که با عناصر سبکی مانند سیلیکون، آلومینیوم، سدیم و پتاسیم غنی شده است، بطور موثر روی گوشته متراکم تر شناور می شود. بااینکه راه های زیادی برای تولید پوسته قاره ای وجود دارد اما این احتمال نیز وجود دارد که برخورد، دانه های شناور پوسته را در سیاره اولیه ما تشکیل داده باشد. ماگمای تولیدشده از فرآیندهای زمین شناسی بعدی، به آن دانه های اولیه می چسبد.
مجری عذاب یا عامل زندگی زمینی؟
پوسته قاره ای در بیشتر چرخه های طبیعی زمین مهم است. این پوسته با آب و اکسیژن در تعامل قرار می گیرد، محصولات جدید حاصل از هوازدگی را تشکیل می دهد و همچنین، میزبان بیشتر فلزات و کربن بیولوژیکی است.
برخورد شهاب سنگ های بزرگ، رویدادهای فاجعه باری هستند که می توانند حیات را محو کنند. در هر حال، این تأثیرات ممکنست برای توسعه پوسته قاره ای که ما در آن زندگی می نماییم، بسیار مهم باشند.
با عبور اخیر سیارک های میان ستاره ای از منظومه شمسی، برخی حتی تا آنجا پیش رفته اند که می گویند این نشان دهنده انتقال حیات در سراسر کیهان است.
این پژوهش، در مجله "Geology" به چاپ رسید.
منبع: fixserver.ir
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب