شواهدی از تکتونیک صفحه “مدرن” مربوط به 2.5 بیلیون سال پیش در چین یافت شد!!

کانی‌های کمیاب شواهدی از یک منطقه فرورانش باستانی نشان می‌دهند.

این تصویر زمین اولیه را با تکتونیک صفحه‌ای نشان می‌دهد. (اعتبار تصویر: Zoonar GmbH / Alamy)

یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که یک سازند سنگی منحصربه‌فرد در چین سرنخ‌هایی دارد که نشان می‌دهد صفحات تکتونیکی در دوران آرکئن (4 تا 2.5 بیلیون سال پیش) فرورانش کرده یا به زیر صفحات دیگر رفته‌اند، درست همانطور که امروزه اینکار را انجام می‌دهند.

این سنگ 2.5 بیلیون ساله که به نام اکلوژیت شناخته می‌شود، نادر است و زمانی تشکیل می‌شود که پوسته اقیانوسی به اعماق گوشته (لایه بین پوسته و هسته) در دمای نسبتاً پایین رانده می‌شود. تیموتی کوسکی و لو وانگ، دانشمندان زمین‌شناس در دانشگاه علوم زمین چین، در ایمیلی به لایو ساینس گفتند، این نوع سنگ با فشار بالا و دمای پایین “تا حد زیادی به مناطق فرورانش در زمین فعلی محدود می‌شود.” .

به گفته محققان، این مطالعه قدیمی‌ترین اکلوژیت‌های شناخته شده را از یک کمربند کوه باستانی که در پوسته اقیانوسی زمین یافت شده است، نشان می‌دهد. به گفته محققان، قدیمی‌ترین سنگهای بعدی از این نوع – سنگهای 2.1 بیلیون ساله در جمهوری دموکراتیک کنگو – حدود 400 میلیون سال جوان‌تر هستند.

در حالی که این سازند قدیمی‌ترین شواهد از تکتونیک صفحه‌ای نیست که به ثبت رسیده است – برای مثال، یک مطالعه در سال 2021، مربوط به زمین ساخت صفحه‌ای به حدود 3.6 بیلیون سال پیش است – یافته جدید یک داده ارزشمند است که نشان می‌دهد در روزهای اولیه زمین حداقل از نظر زمین شناسی صفحات تکتونیکی در زیر یکدیگر، فرورانش کرده‌اند.

صفحات تکتونیکی – صفحات متحرکی هستند که پوسته بیرونی زمین را تشکیل می‌دهند – مسئول چرخش مواد و عناصر از اعماق زمین به اقیانوسها، سطوح و جو آن هستند. برای چندین دهه، تیم تحقیقاتی برای درک تاریخچه اولیه و تکامل زمین کار کرده است، “از زمانی که از یک توپ مذاب ماگما در فضا شکل گرفت و سرد شد” تا زمانی که جامد شد و پوسته بیرونی سفت و سختی را تشکیل داد که به شکل صفحه تکتونیکی تکامل یافت.

صفحات تکتونیکی برای گرم کردن سیاره بسیار مهم هستند. آنها گفتند که به دلیل حرکت صفحات تکتونیکی، “گرما از داخل از بین می‌رود”.

تخته ای از اکلوژیت آرکئن با گارنت قرمز و پیروکسن سبز از Shangying، چین. (اعتبار تصویر: لو وانگ)

به همین دلیل است که در 20 سال گذشته، تیم تحقیقاتی سنگهای دوران آرکئن را در 990 مایل (1600 کیلومتر) در شمال چین نقشه‌برداری کرده‌اند – «یک کمربند کوهستانی باستانی به نام کوه‌زایی که محل برخورد دو صفحه تکتونیکی حدود 2.5 بیلیون را ثبت کرده است.

بسیاری از ویژگی‌های موجود در این سنگ‌ها نشان می‌دهد که این کمربند کوه باستانی در اثر تعامل صفحات تکتونیکی با یکدیگر شکل گرفته است. به‌عنوان مثال، تکه‌هایی از پوسته اقیانوسی به نام افیولیت‌ها در منطقه برخورد باستانی به دام افتاده‌اند، و همچنین مخلوط‌های بسیار تغییر شکل یافته سنگهایی به نام ملانژ (به فرانسوی «مخلوط») که نقاط برخورد صفحات را مشخص می‌کنند. این تیم همچنین ساختارهای چین خورده بزرگی به نام ناپ را پیدا کردند که تکتونیک صفحه از صدها تا هزاران مایل دورتر رانده شد.

سازند صخره‌ای که اکلوژیت (لایه تاریک، با گارنت قرمز و پیروکسن سبز) از دوران آرکئن را نشان می‌دهد که با متاگابروی گارنت دار از Shangying، چین در میان لایه‌ای قرار دارد. (اعتبار تصویر: لو وانگ)

فشار بالا، دمای پایین

کشف اکلوژیت‌های درون این ترکیب نشان می‌دهد که یک صفحه تکتونیکی از پوسته اقیانوسی در زیر صفحه دیگری فرورانش و دگرگونی ایجاد می‌کند – یعنی ترکیب، بافت یا ساختار داخلی آن در اثر گرما و فشار تغییر می‌کند – همانطور که در اعماق گوشته فرو می‌رود.

کوسکی و وانگ گفتند، یافتن اکلوژیت‌هایی از دوران آرکئن به ندرت اتفاق می‌افتد که «به این ادعا منجر شده است که تکتونیک صفحه‌ای مدرن در آرکئن کار نمی‌کند». بنابراین، یافتن اکلوژیت، یک شاخص کلیدی فرورانش عمیق و سرد، بسیار مهم است.

لو وانگ در محل اکلوژیت آرکئن در شانگینگ چین  (اعتبار تصویر: تیموتی کوسکی)

تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی اکلوژیت‌ها از سایت نشان داد که آنها در یک اقیانوس در حال گسترش شکل گرفته‌اند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

Evidence of ‘modern’ plate tectonics dating to 2.5 billion years ago found in China

By Laura Geggel

https://www.space.com/archean-eon-plate-tectonics-china