پیشگویی ژول ورن به حقیقت پیوست؟ - بازی های فکری

به گزارش ایرنا از وبگاه سایِنس دِیلی (Science Daily)، منطقه گذار نام لایه مرزی جدانماینده گوشته بالایی زمین از گوشته پایینی آن است و در عمق 410 تا 660 کیلومتری زمین واقع شده است.

فشار بسیار زیاد تا 23 هزار بار (bar) در منطقه گذار باعث می گردد که ماده معدنی سبز زیتونی الیوین که حدود 70 درصد گوشته بالایی زمین را تشکیل می دهد و پریدوت (زبرجد) نیز نامیده می گردد، ساختار کریستالی آن را تغییر دهد.

در مرز بالایی منطقه گذار، در عمق حدود 410 کیلومتری به وادسلِییت (Wadsleyite) متراکم تر تبدیل می گردد و در فاصله 520 کیلومتری به رینگ وودیت (ringwoodite) که از آن هم متراکم تر است، تبدیل می گردد.

دکتر فرانک برِنکِر از محققان مؤسسه علوم زمین در دانشگاه گوته در فرانکفورت آلمان در این زمینه گفت: این دگرگونی های معدنی به شدت مانع حرکت سنگ در گوشته زمین می گردد؛ مثلاً ستون های گوشته، ستون های سنگ داغ که از عمق گوشته بالا می آیند، گاهی مستقیم در زیر ناحیه انتقال متوقف می شوند. حرکت جرم در جهت مخالف نیز متوقف می گردد.

به گفته این محقق، صفحات فرورانش اغلب در شکستن کل منطقه گذار مشکل دارند بنابراین، یک قبرستان کامل از چنین صفحاتی در این منطقه در زیر اروپا وجود دارد.

تا به امروز معلوم نبود که مکیدن مواد به داخل منطقه گذار چه اثرات بلندمدتی بر ترکیب ژئوشیمیایی آن دارد و آیا آب بیشتری در آنجا وجود دارد یا خیر.

برنکر شرح داد: دال های فرورانش نیز مواد رسوبی اعماق دریا را به داخل زمین برمی گردانند. این رسوبات می توانند مقدار زیادی آب و دی اکسیدکربن را در خود نگه دارند، اما تا به امروز معین نبود که چه مقدار از این رسوبات به شکل مواد معدنی و کربنات های آبدار و پایدارتر وارد منطقه گذار می گردد و بنابراین معین نیست که آیا واقعاً مقدار زیادی آب در آنجا ذخیره می گردد یا خیر.

وی اضافه نمود: شرایط حاکم قطعاً برای این امر مساعد خواهد بود. مواد معدنی متراکم وادسلییت و رینگ وودیت (بر خلاف اُلیوین در اعماق کمتر) می توانند مقدار زیادی آب را ذخیره نمایند؛ در واقع آبی که ذخیره می نمایند این قدر زیاد است که منطقه گذار از نظر تئوری قادر به جذب شش برابر مقدار آب اقیانوس های ما است.

این محقق یادآور شد: می دانستیم که لایه مرزی ظرفیت بسیار زیادی برای ذخیره آب دارد اما، نمی دانستیم که آیا واقعاً این مقدار آب را ذخیره نموده است یا خیر.

تیم پژوهشی، برای یافتن پاسخ، یک الماس از بوتسوانا، آفریقا را تجزیه وتحلیل کردند. این ماده در عمق 660 کیلومتری، درست در حد فاصل بین منطقه گذار و گوشته پایین، جایی که رینگ وودیت ماده معدنی غالب است، تشکیل شده است.

الماس های این منطقه بسیار نادر هستند و یک درصد از الماس ها را تشکیل می دهند. تجزیه وتحلیل ها حاکی از این است که این سنگ حاوی اجزای متعدد رینگ وودیت است که حاوی آب زیادی است.

علاوه بر این، گروه پژوهشی توانست ترکیب شیمیایی سنگ را معین کند. این ترکیب تقریباً مشابه تمام قطعات سنگ گوشته ای بود که در بازالت ها در همه جای جهان یافت می گردد.

این پژوهش نشان داد که الماس به طور حتم از یک قطعه معمولی از گوشته زمین ایجاد شده است.

برنکر در این باره گفت: در این پژوهش نشان دادیم که منطقه گذار یک اسفنج خشک نیست، بلکه مقدار چشمگیری آب را در خود جای می دهد. این موضوع ما را یک قدم به ایده ژول ورن درباره وجود اقیانوس در داخل زمین نزدیک تر می نماید.

وی ادامه داد: تفاوت در این است که هیچ اقیانوسی در آن پایین وجود ندارد، بلکه سنگ های آبداری وجود دارد که نه مرطوب هستند و نه از آن ها آب می چکد.

رینگ وودیت آبدار اولین بار در سال 2014 در یک الماس در منطقه گذار یافت شد. برنکر نیز در آن مطالعه شرکت داشت. با این حال، معین ترکیب شیمیایی دقیق سنگ به علت کوچک بودن آن ممکن نبود بنابراین معین نبود که اولین پژوهش تا چه حد مسایل را درباره گوشته روشن می نماید، زیرا ممکن بود محتوای آب آن الماس ناشی از یک محیط شیمیایی ناآشنا باشد.

در مقابل، اجزای موجود در الماس 1/5 سانتی متری بوتسوانا که تیم پژوهشی آن را آنالیز کردند به مقدار ای بزرگ بود که توانستند ترکیب شیمیایی دقیق آن را معین نمایند و این تأیید نهایی نتایج اولیه به دست آمده در سال 2014 بود.

مقدار زیاد آب در منطقه گذار، پیامد های گسترده ای برای شرایط دینامیکی داخل زمین دارد. می توان نتیجه آن را مشاهده کرد؛ مثلاً در ستون های داغ گوشته که از پایین می آیند و در منطقه گذار گیر می نمایند. در آنجا، آن ها منطقه گذار پر از آب را گرم می نمایند که به نوبه خود منجر به تشکیل ستون های کوچک تر گوشته نو می گردد که آب ذخیره شده در منطقه گذار را جذب می نماید.

اگر این ستون های کوچک تر گوشته که پر از آب هستند، بیشتر به سمت بالا حرکت و از مرز گوشته بالایی عبور نمایند، این اتفاقات رخ می دهد: آب موجود در ستون های گوشته آزاد می گردد و نقطه ذوب مواد در حال پیدایش را می کاهد. در نتیجه، ستون های گوشته بلافاصله ذوب می شوند؛ در صورتی که معمولاً قبل از رسیدن به سطح این اتفاق روی می دهد.

در نتیجه، توده های سنگی در این قسمت از گوشته زمین دیگر به طور کلی سخت نیستند و این به حرکت توده ها پویایی بیشتری می بخشد. منطقه گذار که به عنوان مانعی برای پویایی در آنجا عمل می نماید، ناگهان به محرک گردش جهانی مواد تبدیل می گردد.