ردپایی از حیات در اعماق گوشته زمین کشف شد

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱۰ مارچ، ۲۰۲۲
لینک منبع: Traces of Life Discovered Deep in the Earth’s Mantle

به راحتی می‌توان دید که فرآیندهای درون زمین بر آنچه در سطح رخ می‌دهد، تاثیر می‌گذارند. برای مثال، آتشفشان‌ها سنگ‌های ماگمایی غیر زمینی را آزاد می‌کنند و گازها را به اتمسفر منتشر می‌کنند و در نتیجه بر چرخه‌های بیوژئوشیمیایی در سیاره ما تاثیر می‌گذارند.

با این حال چیزی که کم‌تر واضح است این است که عکس آن نیز درست است: آنچه بر روی سطح زمین اتفاق می‌افتد بر قسمتش های درونی زمین تاثیر می‌گذارد -حتی تا اعماق زیاد. این نتیجه‌ای است که یک گروه بین‌المللی از محققان به رهبری آندریا جولیانی، عضو SNSF آمبیزیون در دپارتمان علوم زمین در زوریخ، در یک مطالعه جدید منتشر شده در مجله علمی پیشرفته، به آن دست یافتند. براساس این مطالعه، توسعه زندگی بر روی سیاره ما بر روی بخش‌هایی از گوشته پایینی زمین تاثیر می‌گذارد.

کربن به‌عنوان یک پیام‌رسان

محققان در مطالعه خود سنگ‌های آتشفشانی الماس‌خیز نادری به نام کیمبرلیت را از دوره‌های مختلف تاریخ زمین مورد بررسی قرار دادند. این سنگ‌های ویژه، پیام‌آوران مناطق کم‌ارتفاع گوشته زمین هستند. دانشمندان ترکیب ایزوتوپی کربن را در حدود ۱۵۰ نمونه از این سنگ‌های خاص اندازه‌گیری کردند. آن‌ها دریافتند که ترکیب کیمبرلیت‌های جوان‌تر، که کم‌تر از ۲۵۰ میلیون سال سن دارند، به‌طور قابل‌توجهی با سنگ‌های قدیمی‌تر متفاوت است. در بسیاری از نمونه‌های جوان‌تر، ترکیب ایزوتوپ‌های کربن، خارج از محدوده‌ای است که برای سنگ‌های گوشته انتظار می‌رود.

محققان یک محرک قطعی برای این تغییر در ترکیب کیمبرلیت‌های جوان‌تر در انفجار کامبرین می‌بینند. این فاز نسبتا کوتاه -از نظر زمین شناختی- در طول یک دوره چند ده میلیون ساله در آغاز تپه‌ماهورهای کامبرین، حدود ۵۴۰ میلیون سال پیش رخ داد. در طول این تحول اساسی، تقریبا تمام قبایل حیوانی موجود امروزی برای اولین بار بر روی زمین ظاهر شدند. جولیانی توضیح می‌دهد: «افزایش عظیم اشکال زندگی در اقیانوس‌ها به‌طور قطع آنچه را که در سطح زمین اتفاق می‌افتاد تغییر داد.» «و این امر به نوبه خود بر ترکیب رسوبات کف اقیانوس تاثیر گذاشت.»

از اقیانوس‌ها گرفته تا گوشته و فراتر از آن

برای گوشته پایینی زمین، این تغییر شکل مرتبط است زیرا برخی از رسوبات بستر دریا، که در آن مواد موجودات مرده رسوب می‌کنند، از طریق تکتونیک صفحه‌ای وارد گوشته می‌شوند. در امتداد مناطق فرورانش، این رسوبات -همراه‌ با پوسته اقیانوسی زیرین- به اعماق زیادی منتقل می‌شوند. به این ترتیب، کربن ذخیره‌شده به‌عنوان مواد آلی در رسوبات نیز به گوشته زمین می‌رسد. در آنجا رسوبات با دیگر مواد سنگی از گوشته زمین ترکیب می‌شوند و پس از یک زمان مشخص، که حداقل ۲۰۰ تا ۳۰۰ میلیون سال تخمین زده می‌شود، دوباره در مکان‌های دیگر به سطح زمین می‌رسند -برای مثال در شکل ماگمای کیمبرلیت.

قابل‌توجه است که تغییرات در رسوبات دریایی چنین اثرات عمیقی بر جای می‌گذارد، زیرا در کل، تنها مقادیر کمی از رسوبات به اعماق گوشته در امتداد یک منطقه فرورانش منتقل می‌شوند. جولیانی توضیح می‌دهد: «این امر تایید می‌کند که مواد صخره فرو ریخته در پوشش زمین به صورت همگن توزیع نشده‌اند، بلکه در طول مسیرهای خاص حرکت می‌کنند.»

زمین به‌عنوان یک سیستم کلی

علاوه‌بر کربن، محققان ترکیب ایزوتوپی دیگر عناصر شیمیایی را نیز بررسی کردند. برای مثال، دو عنصر استرانسیوم و هافنیوم الگوی مشابهی با کربن نشان دادند. جولیانی اشاره می‌کند: «این بدان معنی است که امضای کربن را نمی‌توان با فرآیندهای دیگری مانند گاززدایی توضیح داد، زیرا در غیر این صورت ایزوتوپ‌های استرانسیوم و هافنیوم با ایزوتوپ‌های کربن همبستگی ندارند.»

یافته‌های جدید درهایی را برای مطالعات بیشتر باز می‌کنند. به‌عنوان مثال، عناصری مانند فسفر و یا روی که به‌طور قابل‌توجهی از ظهور حیات تاثیر می‌پذیرند نیز می‌توانند سرنخ‌هایی در مورد چگونگی تاثیر فرآیندهای سطح زمین بر درون زمین ارائه کنند. جولیانی می‌گوید: «زمین در واقع یک سیستم کلی پیچیده است.» «و ما اکنون می‌خواهیم این سیستم را با جزئیات بیشتر درک کنیم.»

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات زمین‌شناسی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.