الملخص:
يبلغ عمر الأرض حوالي 4.5 مليار سنة، ولكن هناك فجوة زمنية محيرة في التكوينات الصخرية في أجزاء كثيرة من العالم: فمئات الملايين من السنين، أو حتى أكثر من مليار سنة، من السجلات الجيولوجية مفقودة بين بعض الصخور القديمة والصخور الرسوبية الأحدث سنا فوقها. يطلق العلماء على هذه الظاهرة اسم "الانعدام الكبير". في الآونة الأخيرة، اقترح فريق بحث من جامعة ولونجونج في أستراليا تفسيرًا جديدًا: ربما تكون مادة الوشاح التي تتدفق ببطء في أعماق الأرض قد عززت ارتفاع القارات القديمة على نطاق واسع، مما تسبب في انكشاف الصخور وتآكلها لفترة طويلة؛ ثم غرقت القارات تدريجياً، وغطت المحيطات والرواسب هذه الأسطح المتآكلة، فحافظت على هذا الانقطاع الجيولوجي حتى يومنا هذا.
يعد عدم المطابقة الكبير أحد أشهر الألغاز التي لم يتم حلها في الجيولوجيا. عادة، تتراكم الطبقات الصخرية بمرور الوقت، حيث تغطي الرواسب الأحدث الصخور الأقدم، مما يؤدي إلى إنشاء سجل مستمر يتتبع تاريخ الأرض. ومع ذلك، في حالة حدوث عدم التوافق الكبير، فإن الصخور الرسوبية التي تشكلت في العصر الكامبري المبكر قبل حوالي 540 مليون سنة غالبًا ما تغطي بشكل مباشر الصخور البلورية القديمة التي يزيد عمرها عن مليار سنة.
تعني هذه الفجوة الزمنية الهائلة بين طبقات الصخور أن الصخور التي تشكلت خلال الفترة الفاصلة الطويلة قد اختفت أو لم يتم الحفاظ عليها محليًا على الإطلاق.
يعد جراند كانيون من أشهر الأماكن التي يمكن رصد هذه الظاهرة فيها. على جدران الوادي، يغطي الحجر الرملي Tapeats، الذي تشكل منذ حوالي 540 مليون سنة، بشكل مباشر صخور الطابق السفلي القديمة مثل Vishnu Schist التي يزيد عمرها عن مليار سنة. هناك فجوة زمنية جيولوجية تبلغ مئات الملايين من السنين بين الاثنين.
لا تقتصر الظواهر المماثلة على أمريكا الشمالية؛ ويمكن أيضًا العثور على الحدود الجيولوجية ذات الصلة في أوروبا وأستراليا وأفريقيا وآسيا. ومع ذلك، فإن الفترات الزمنية المفقودة في مناطق مختلفة تختلف، بعضها يبلغ عمره حوالي 200 مليون سنة، وبعضها يزيد عمره عن مليار سنة.
في الماضي، اقترح العلماء مجموعة متنوعة من التفسيرات، بما في ذلك التآكل العالمي والنشاط الجليدي القديم والتغيرات في تكتونية الصفائح. على وجه الخصوص، كان يُعتقد أن الأحداث الجليدية العالمية التي وقعت في أواخر عصر الطلائع الحديثة قد تسببت في تآكل الصخور على نطاق واسع. لكن هذه النظريات لا يمكنها أن تفسر بشكل كامل سبب تشكل حالة عدم المطابقة الكبرى في القارات البعيدة، ولا سبب إمكانية الحفاظ على واجهات التآكل في بعض المناطق لفترة طويلة.
هذه المرة حول فريق البحث انتباهه إلى حركة الوشاح في أعماق الأرض.
يقع الوشاح تحت القشرة الأرضية ويتكون من صخور صلبة ذات درجة حرارة عالية. على الرغم من أنها لا تتدفق بسرعة السائل، إلا أن مادة الوشاح قادرة على حركات الحمل البطيئة على نطاقات زمنية تتراوح بين ملايين ومئات الملايين من السنين. يمكن لهذه الحركات العميقة أن تغير ارتفاع سطح الأرض، مما يتسبب في ارتفاع أو غرق مناطق قارية كبيرة تدريجيًا.
استخدم قائد البحث سانتوش دونجانا، وهو مرشح دكتوراه في جامعة ولونجونج، ومشرفه الأستاذ المشارك نيكولاس فلامينت، نماذج حاسوبية لمحاكاة العلاقة بين الحمل الحراري للوشاح والحركة العمودية للقارات على مدى مئات الملايين من السنين.
تُظهر النماذج أنه خلال فترة الطلائع الحديثة منذ حوالي مليار إلى 540 مليون سنة مضت، ربما يكون تدفق المواد الساخنة داخل الوشاح قد دفع النوى القارية القديمة لورينتيا، وبلطيق، وشمال الصين إلى الارتفاع تدريجيًا.
لورنشيا هي سلف قلب القارة القديمة لأمريكا الشمالية، وتشكل قارة البلطيق أساسًا جيولوجيًا مهمًا لمنطقة الشمال اليوم. ووجد الباحثون أن هذه المناطق شهدت عملية طويلة الأمد من الارتفاع السطحي، مما أدى إلى كشف الصخور القديمة التي كانت مدفونة تحت الأرض في الأصل.
نظرًا لتعرض الصخور لفترات أطول من الوقت، يمكن للعوامل الجوية وانجراف الأنهار وعمليات التآكل الأخرى أن تؤدي باستمرار إلى إزالة الطبقات العليا من الصخور والرواسب. وبعد مئات الملايين من السنين من التآكل، تمت إزالة عدد كبير من التكوينات الصخرية التي كان من الممكن أن تسجل تاريخ الأرض، ولم يتبق سوى سطح الصخور البلورية القديمة.
لكن لا يكفي شرح سبب اختفاء الصخور. سؤال محير آخر حول عدم المطابقة الكبير هو لماذا تم الحفاظ على السطح المتآكل مع مرور الوقت بدلا من الاستمرار في التدمير الكامل.
يعتقد الباحثون أن المفتاح هو الغرق اللاحق للقارة.
مع دخول دهر الحياة البرية، وهي فترة جيولوجية قبل حوالي 540 مليون سنة، تغير نمط حركة الوشاح، وغرق القلب القاري المرتفع سابقًا تدريجيًا. ومع انخفاض مستوى السطح، تبدأ مياه البحر في إعادة تغطية هذه المناطق التي تآكلت منذ فترة طويلة، وتتراكم الرواسب الجديدة، مما يفصل الصخور القديمة عن السجل الجيولوجي الأحدث.
وبعبارة أخرى، كان الارتفاع القاري السابق مسؤولا عن إزالة كميات كبيرة من الصخور، في حين ساعد الهبوط القاري اللاحق في الحفاظ على الواجهة الجيولوجية التي خلقتها التآكل. عملت عمليتان في أعماق الأرض، استمرتا لمئات الملايين من السنين، معًا على خلق حالة عدم المطابقة الكبرى التي نراها اليوم.
وجد الباحثون أن مناطق الارتفاع والهبوط التي تنبأ بها النموذج الحاسوبي تتوافق بشكل كبير مع التوزيع الفعلي لأسطح عدم المطابقة الكبيرة في المناطق ذات التوزيع الواضح، بما في ذلك أمريكا الشمالية وشمال أوروبا وشمال الصين. توفر هذه المراسلات الجغرافية دعمًا مهمًا لمشاركة حركة الوشاح في تكوين حالة عدم المطابقة الكبرى.
قال نيكولاس فلامينت إن الارتفاع طويل الأمد الذي أعقبه هبوط طويل الأمد خلق الظروف المثالية لإزالة كميات كبيرة من الصخور والحفاظ على السطح المتآكل. في حين أن العديد من التفسيرات السابقة لم تدمج بشكل كامل الحركات الفعلية في أعماق الأرض على فترات زمنية جيولوجية طويلة، تحاول هذه الدراسة ربط ديناميكيات الوشاح بالسجل الجيولوجي السطحي.
يحتوي البحث أيضًا على آثار جيولوجية أوسع. ويوضح أن التكوينات الصخرية التي تظهر على سطح الأرض لا تتأثر فقط بالقوى الخارجية مثل هطول الأمطار والأنهار والأنهار الجليدية والمحيطات، ولكن يمكن أيضًا التحكم فيها من خلال حركات الوشاح طويلة المدى على عمق آلاف الكيلومترات. يمكن للتغيرات البطيئة في باطن الأرض أن تترك آثارًا جيولوجية يمكن تحديدها بوضوح بعد مئات الملايين من السنين من خلال عمليات مثل الارتفاع القاري والتآكل والترسيب.
تحمل الورقة البحثية عنوان "أصل عدم المطابقة الكبير في أعماق الأرض" وشارك في تأليفها سانتوش دونجانا ونيكولاس فلامينت. تم نشره في مجلة Nature في 4 نوفمبر 2026. وقد تم تمويل البحث من قبل مجلس البحوث الأسترالي.
وبطبيعة الحال، لا تعني هذه الدراسة أن حالة عدم المطابقة الكبرى تتشكل من خلال نفس العملية تمامًا في جميع المناطق. تمتلك القارات المختلفة تاريخًا تطوريًا جيولوجيًا مختلفًا، كما تختلف الفترات الزمنية المفقودة أيضًا. يشرح نموذج ديناميكيات الوشاح الذي اقترحه فريق البحث بشكل أساسي آلية تكوين وحفظ عدم المطابقة الكبير في العديد من المجالات المهمة.
الجانب الأكثر إثارة للاهتمام في هذا الاكتشاف هو أن الفصول المفقودة من تاريخ الأرض ربما لم تُفقد عن طريق الصدفة. إن اختفائهم في حد ذاته يسجل التغيرات واسعة النطاق التي حدثت في باطن الأرض. من خلال دراسة هذه الطبقات الصخرية المفقودة، قد يتمكن العلماء من إعادة بناء الحركات العميقة داخل الأرض منذ مئات الملايين من السنين، وكيف ارتفعت القارات القديمة وسقطت وأعادت تشكيل نفسها بمرور الوقت.
التعليقات