الصخور التي نشأت نتيجة الاصطدام الذي أدى إلى تشكل القمر قد تبقى في الطبقة الداخلية للأرض

طقس العرب - يقول الباحثون إن الصخور الكثيفة بشكل غريب في الطبقة الداخلية هي نتيجة اصطدام وقع قبل 4.5 مليار سنة.

يعتقد العديد من العلماء أنه منذ حوالي 4.5 مليار سنة، اصطدم جسم بحجم المريخ بالأرض، مما أدى إلى تناثر الحطام الذي تجمع لتكوين القمر. بعض بقايا هذا الجسم، المسمى ثيا، ما زالت موجودة اليوم على شكل كميات كبيرة من المواد الكثيفة تقع فوق نواة الأرض

في السنوات الأخيرة، اكتشف الجيوفيزيائيون مناطق صخرية بحجم قارة عند قاع الطبقة البينية الأرض حيث تنتقل الموجات الزلزالية ببطء غير طبيعي، مما يشير إلى أن الصخور هناك أكثر كثافة من بقية صخور هذه الطبقة. إحدى هذه البقع، المعروفة بمقاطعات الكثافة المنخفضة الكبيرة، تقع تحت قارة إفريقيا، بينما الأخرى تقع على بعد نصف العالم تحت المحيط الهادئ، وفقًا لما ذكره الجيوديناميتسي الكوكبي كيان يوان من جامعة كاليفورنيا، تكنولوجيا المعهد.

اقترح بعض الباحثين أن هذه الكتل هي بقايا الصفائح التكتونية التي تم دفعها تحت الصفائح التكتونية ثم غرقت إلى الحد الفاصل بين النواة الخارجية للأرض والطبقة البينية العلوية. لكن يوان وزملاؤه يقدمون قصة أصل مختلفة.

القمر لا يمثل سوى حوالي 2% من كتلة الأرض، مما يترك كمية كبيرة من ثيا بدون تفسير. لذلك، باستخدام محاكاة بالحاسوب العملاقة، قام الباحثون بتتبع آثار الاصطدام بين الأرض وجسم آخر بكتلة تقريباً 10% من كتلة الأرض.

في المحاكاة، كان لدى كل جسم قبل الاصطدام نواة حديدية كثيفة محاطة بقشرة صخور خفيفة. تم تقسيم كل جسم رقميا إلى جسيمات بحوالي 10 كيلومترات في القطر، بحيث يمكن تتبع الشظايا بعد الاصطدام، كما أوضح أحد مؤلفي الدراسة، فينسنت إيك، وهو فيزيائي حاسوبي في جامعة دورهام في إنجلترا. ويشير إلى أن عمليات المحاكاة التي أجراها الفريق تتبعت نحو 100 مليون جسيم.

تشير المحاكاة إلى أن جزءًا كبيرًا من نواة ثيا - يعادل حوالي 3% من كتلة الأرض الحالية - تم تركه على كوكب الأرض. وبعد وقت قصير من الاصطدام، كان يمكن أن تغرق هذه المواد الكثيفة والمنصهرة للانضمام إلى نواة الأرض. وفي الوقت نفسه، يشير البحث إلى أن جزءًا كبيرًا من قشرة ثيا - يصل إلى حوالي 5% من كتلة الأرض - كان مطمورًا في الجزء العلوي البالغ 1400 كيلومتر أو نحو ذلك من سطح الأرض.

الصخور القمرية تشير إلى أن قشرة ثيا كانت تحتوي على نسب أعلى من معادن أكسيد الحديد. وهذا يعني أنها كانت على الأرجح أكثر كثافة بنسبة قليلة من الطبقة البينية للأرض، وفقًا لما يقوله كيان. ويشير الباحثون إلى أنه خلال العقود القليلة التي تلت الاصطدام، انخفضت هذه المواد الأكثر كثافة من المتوسط ببطء لتتراكم وتشكل المقاطعات ذات السرعة المنخفضة الكبيرة

على الرغم من أن العديد من الباحثين اقترحوا أن هذه المقاطعات ذات السرعة المنخفضة هي بقايا لصفائح تكتونية، اقترح آخرون أنها بقايا عالية الكثافة من محيط الصهارة الأصلي للأرض التي غمرت إلى أدنى مستويات الطبقة البينية للأرض. يقول بول تاكلي، جيوديناميتسي في جامعة إث زيوريخ، الذي لم يكن جزءًا من الدراسة الجديدة، "أن نسبها إلى المواد التي تركها الاصطدام بين ثيا والأرض الناشئة هو فكرة جديدة، على ما يبدو".

سواء كان الاصطدام مع ثيا هو الذي أسفر عن مقاطعات الكثافة المنخفضة أم لا، فإنه من الممكن على الأقل أن تكون ممتدة لما يقرب من 4.5 مليار سنة منذ تشكل القمر، وفقًا لما يقوله تاكلي. إذا كانت المواد في تلك المناطق كافية الكثافة لتقاوم الخلط مع الطبقة البينية العلوية وهي تتدفق ببطء عبرها، فإنها يمكن أن تبقى على مر الزمن الجيولوجي.

"فرضية الاصطدام العملاقة"

ويظل الاصطدام بين الأرض وكوكب أولي، المعروف باسم "فرضية الاصطدام العملاقة"، النظرية الرائدة حول كيفية تشكل القمر. في السابق، اقترح الباحثون أن مثل هذا الاصطدام سيساعد في شرح الاختلافات الكيميائية الطفيفة بين صخور القمر وصخور الأرض. واقترح العلماء مؤخرًا أن الاصطدام بين الأرض وثيا، بالإضافة إلى خلق قمرنا، قد بدأ أيضًا عملية صفائح التكتونيات.

المصدر: sciencenews