إعداد: أشرف مرحلي
تتكون الطبقة الخارجية من الكرة الأرضية من صفائح متحركة ومتفاعلة تتسبب حركتها عند السطح في حدوث الزلازل وإثارة البراكين، بل وفي تكوّن الجبال .
جد علماء الجيولوجيا طوال الأعوام الفائتة في محاولة فهم الخواص الجوهرية لهذه الصفائح والآلية التي تحركها لتحدث ما تحدثه، وبات السؤال مثار جدل واسع في الأوساط العلمية .
نشرت مجلة العلوم في 27 فبراير/ شباط 2014 دراسة تقترب تفاصيل نتائجها من الإجابة عن السؤال .
استعرضت الدراسة التي قادتها كارولين بيجاين، أستاذ مساعد علم الأرض والكواكب وعلوم الفضاء في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، تقنية تعرف بالتصوير المقطعي للزلازل لدراسة تركيبة صفيحة المحيط الهادي، التي تشكل واحدة من صفائح سطح الأرض الأساسية التي يقدر عددها ما بين 8 إلى 12 صفيحة، ومن خلال التقنية تمكنت الباحثة وفريقها من تحديد سمك الطبقة ووضع تصور لمكوناتها الداخلية وللعباءة القابعة أسفلها (الطبقة بين قشرة الأرض ولبها الخارجي) والتي ربطوا بينها وبين اتجاه حركة الصخور في هذه العباءة .
تقول بيجاين "تتغير تركيبة الصخور ومن ثم تنساب ببطء إلى داخل عباءة الأرض ما يسبب حركة الصفائح عند السطح، وتمكنا من تصور داخل الصفائح وكيف تشكلت وتطورت" .
وبحسب موقع phys .org يمكن تطبيق نتائج الدراسة على صفائح المحيطات الأخرى .
وعلى الرغم مما كشفته الدراسة فلايزال هناك بعض الغموض المحيط بخواص الصفائح الأساسية، بحسب بيجاين .
وتشبه تقنية التصوير المقطعي للزلازل تقنيات التصوير المستخدمة في المجال الطبي، مثل التصوير الطبقي للدماغ، بيد أنه بدلاً من استخدام أشعة اكس تعتمد التقنية على استخدام تسجيلات حول الموجات الزلزالية التي تولدها الزلازل ومن خلالها يتمكن العلماء من اكتشاف المتغيرات في سرعة هذه الموجات داخل الأرض .
ويمكن أن تسهم هذه المتغيرات في كشف النقاب عن وجود طبقات أخرى مختلفة داخل عباءة الأرض، كما يمكن أن تساعد العلماء على تحديد درجة حرارة وكيمياء صخور العباءة من خلال مقارنة التغير في سرعة الموجة الزلزالية مع التنبؤات التي يتحصل عليها من البيانات الجيوفيزيائية الأخرى .
ويستخدم علماء الزلازل في الغالب أنواعاً أخرى من المعلومات المتعلقة بها لتحديد هذه التركيبة الطبقية، تكشف الموجات الزلزالية التي ترتد من الواجهة الفاصلة ما بين طبقتين، وفي الدراسة التي أجرتها بيجاين، قارنت وفريقها تكون الطبقات التي رصدوها باستخدام التصوير المقطعي للزلازل مع تكونها من خلال ما رصدته البيانات الأخرى، ويرى علماء الجيولوجيا أن مقارنة النتائج المختلفة تمثل تحدياً كبيراً بالنسبة لهم وأنها سوف تساعدهم إلى حد كبير على فهم تركيبة الأرض .
يقول نيكولاس ستشمر، باحث في علم طبقات الأرض في جامعة ماريلاند ومساعد صاحبة الدراسة "تمكنا من مواجهة هذا التحدي من خلال مقارنة الملاحظات في قواعد البيانات" .
وكان الفريق أول من اكتشف أن طبقة المحيط الهادي تكونت عبر مجموعة من الآليات، فسمكها زاد عندما بردت صخور عباءة الأرض، كما أن التركيبة الكيميائية للصخور المكونة للصفيحة تغيرت في العمق، وتغير السلوك الميكانيكي للصخور عند الأعماق أيضاً، وكذا دنوها من مكان تكون الصفيحة وسط حافة المحيط .
ومن خلال وضع نماذج لسلوك الموجات الزلزالية في عباءة الأرض، اكتشف الباحثون وجود حركة انتقالية داخل الصفيحة من أعلاها، حيث لم تتغير تركيبة الصخور ولم تتدفق إلى العباءة، أسفل الصفيحة، حيث تتغير تركيبة الصخور تغيراً جذرياً بسبب قوى حركية في قشرة الأرض، وتستجيب هذه الحركة للحدود بين الطبقات التي يمكن تصويرها عبر تقنيات رصد الزلازل، والتي عزاها الباحثون إلى التغيرات في تركيبة الصخور، بحسب بيجاين .
وتتكون صفائح المحيط عند حوافه وتختفي داخل عباءة الأرض، وتعرف العملية باسم "الاندساس" التي لايزال الجدل حول أسبابها مثاراً بين علماء الجيولوجيا .
وساهمت دراسة بيجاين في تعزيز فهم آلية تكون وتطور صفائح المحيطات بمرور الزمن باستخدام مجموعتين من البيانات حول الزلازل ومقارنتهما مع بعضهما، وكشفت الدراسة النقاب عن وجود حدود تركيبية داخل الصفيحة، والتي يبدو أنها مرتبطة بآلية تكونها .
تتكون الطبقة الخارجية من الكرة الأرضية من صفائح متحركة ومتفاعلة تتسبب حركتها عند السطح في حدوث الزلازل وإثارة البراكين، بل وفي تكوّن الجبال .
جد علماء الجيولوجيا طوال الأعوام الفائتة في محاولة فهم الخواص الجوهرية لهذه الصفائح والآلية التي تحركها لتحدث ما تحدثه، وبات السؤال مثار جدل واسع في الأوساط العلمية .
نشرت مجلة العلوم في 27 فبراير/ شباط 2014 دراسة تقترب تفاصيل نتائجها من الإجابة عن السؤال .
استعرضت الدراسة التي قادتها كارولين بيجاين، أستاذ مساعد علم الأرض والكواكب وعلوم الفضاء في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، تقنية تعرف بالتصوير المقطعي للزلازل لدراسة تركيبة صفيحة المحيط الهادي، التي تشكل واحدة من صفائح سطح الأرض الأساسية التي يقدر عددها ما بين 8 إلى 12 صفيحة، ومن خلال التقنية تمكنت الباحثة وفريقها من تحديد سمك الطبقة ووضع تصور لمكوناتها الداخلية وللعباءة القابعة أسفلها (الطبقة بين قشرة الأرض ولبها الخارجي) والتي ربطوا بينها وبين اتجاه حركة الصخور في هذه العباءة .
تقول بيجاين "تتغير تركيبة الصخور ومن ثم تنساب ببطء إلى داخل عباءة الأرض ما يسبب حركة الصفائح عند السطح، وتمكنا من تصور داخل الصفائح وكيف تشكلت وتطورت" .
وبحسب موقع phys .org يمكن تطبيق نتائج الدراسة على صفائح المحيطات الأخرى .
وعلى الرغم مما كشفته الدراسة فلايزال هناك بعض الغموض المحيط بخواص الصفائح الأساسية، بحسب بيجاين .
وتشبه تقنية التصوير المقطعي للزلازل تقنيات التصوير المستخدمة في المجال الطبي، مثل التصوير الطبقي للدماغ، بيد أنه بدلاً من استخدام أشعة اكس تعتمد التقنية على استخدام تسجيلات حول الموجات الزلزالية التي تولدها الزلازل ومن خلالها يتمكن العلماء من اكتشاف المتغيرات في سرعة هذه الموجات داخل الأرض .
ويمكن أن تسهم هذه المتغيرات في كشف النقاب عن وجود طبقات أخرى مختلفة داخل عباءة الأرض، كما يمكن أن تساعد العلماء على تحديد درجة حرارة وكيمياء صخور العباءة من خلال مقارنة التغير في سرعة الموجة الزلزالية مع التنبؤات التي يتحصل عليها من البيانات الجيوفيزيائية الأخرى .
ويستخدم علماء الزلازل في الغالب أنواعاً أخرى من المعلومات المتعلقة بها لتحديد هذه التركيبة الطبقية، تكشف الموجات الزلزالية التي ترتد من الواجهة الفاصلة ما بين طبقتين، وفي الدراسة التي أجرتها بيجاين، قارنت وفريقها تكون الطبقات التي رصدوها باستخدام التصوير المقطعي للزلازل مع تكونها من خلال ما رصدته البيانات الأخرى، ويرى علماء الجيولوجيا أن مقارنة النتائج المختلفة تمثل تحدياً كبيراً بالنسبة لهم وأنها سوف تساعدهم إلى حد كبير على فهم تركيبة الأرض .
يقول نيكولاس ستشمر، باحث في علم طبقات الأرض في جامعة ماريلاند ومساعد صاحبة الدراسة "تمكنا من مواجهة هذا التحدي من خلال مقارنة الملاحظات في قواعد البيانات" .
وكان الفريق أول من اكتشف أن طبقة المحيط الهادي تكونت عبر مجموعة من الآليات، فسمكها زاد عندما بردت صخور عباءة الأرض، كما أن التركيبة الكيميائية للصخور المكونة للصفيحة تغيرت في العمق، وتغير السلوك الميكانيكي للصخور عند الأعماق أيضاً، وكذا دنوها من مكان تكون الصفيحة وسط حافة المحيط .
ومن خلال وضع نماذج لسلوك الموجات الزلزالية في عباءة الأرض، اكتشف الباحثون وجود حركة انتقالية داخل الصفيحة من أعلاها، حيث لم تتغير تركيبة الصخور ولم تتدفق إلى العباءة، أسفل الصفيحة، حيث تتغير تركيبة الصخور تغيراً جذرياً بسبب قوى حركية في قشرة الأرض، وتستجيب هذه الحركة للحدود بين الطبقات التي يمكن تصويرها عبر تقنيات رصد الزلازل، والتي عزاها الباحثون إلى التغيرات في تركيبة الصخور، بحسب بيجاين .
وتتكون صفائح المحيط عند حوافه وتختفي داخل عباءة الأرض، وتعرف العملية باسم "الاندساس" التي لايزال الجدل حول أسبابها مثاراً بين علماء الجيولوجيا .
وساهمت دراسة بيجاين في تعزيز فهم آلية تكون وتطور صفائح المحيطات بمرور الزمن باستخدام مجموعتين من البيانات حول الزلازل ومقارنتهما مع بعضهما، وكشفت الدراسة النقاب عن وجود حدود تركيبية داخل الصفيحة، والتي يبدو أنها مرتبطة بآلية تكونها .
