سرپوش علمی – به گزارش ایسنا، پوسته بیرونی زمین مانند یک کلوچه شکسته غول پیکر که تکه های آن بر فراز دریایی از شیر سوزان شناور است، از تکه های سنگی تشکیل شده است که در فرآیندی به نام” زمین ساخت صفحه ای” یا” تکتونیک صفحه ای” دائماً به یکدیگر برخورد می کنند و در زیر یکدیگر فرو می روند.
زمین ساخت صفحه ای( Plate tectonics) به بررسی و مطالعه حرکات وسیع مقیاس در سنگ کُرهٔ( لیتوسفر) کره زمین می پردازد. این نظریه طبق نظریه رانش قاره ای در نخستین دهه های قرن بیستم مطرح شد و بعد از اثبات مفهوم گسترش بستر دریا در سال های ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ میلادی توسط بسیاری از زمین شناسان پذیرفته شد.
بر اساس این نظریه، سنگ کُره( پوسته کره زمین) یا همان” لیتوسفر” زمین از صفحاتی به نام صفحات تکتونیکی تشکیل می شود که در کل شامل هفت یا هشت صفحه اصلی است که در مواردی خود از تعدادی صفحات کوچک تشکیل می شوند. این صفحات به صورت مداوم در حال حرکت هستند و بر اثر اصابت این صفحات، پدیده هایی همچون زلزله، گسل، شکستگی ها، تشکیل کوه ها، تشکیل درازگودال ها و چین خوردگی و دیگر پدیده ها حاصل می شوند. میزان حرکت این صفحات از کمترین حد برابر با صفر میلی متر در سال تا بیشترین حد معادل ۱۰۰ میلی متر در سال بسته به نوع، جایگاه و شرایط آن ها تخمین زده می شود.
صفحات شکل دهنده پوسته زمین به صورت کل از دو نوع سنگ کره های اقیانوسی و سنگ کره های قاره ای کلفت تر تشکیل میشوند که هر نوع پوسته های خاص خود را دارند.
صفحات پوسته زمین( تکتونیک) به این علت قابلیت حرکتی دارند که سنگ کره های پوشاننده سطح زمین دارای جرم حجمی و نیروی بیشتری در مقایسه با لایه های زیرینِ خود به نام سست کره هستند.
از این دانش برای مطالعه نحوه رخداد زلزله، زمین شناسی مهندسی و مطالعه مخازن نفت و گاز استفاده می شود.
مفهوم زمین ساخت همچنین برای گفتگو در مورد حرکت آهسته صفحه ها به کار میرود که در آن مورد به آن بیشتر زمین ساخت صفحه ای یا رانش قاره ای گفته می شود. زمین ساخت همچنین به مباحث زلزله، صفحات قاره ای و پدیده هایی از این دست می پردازد.
ولی چه اتفاقی برای آن تکه های پوسته زمین که زیر دیگری ناپدید میشوند و درون زمین فرو میروند ، می افتد؟
مدل سازی های جدید نشان می دهد که آنها ضعیف و خم می شوند ، ولی کاملا از هم نمی پاشند. این مدل ها همچنین نشان میدهند که تکتونیک صفحه ای، حداقل در شکل مدرن آن، احتمالاً تنها طی چند میلیارد سال گذشته شروع شده است.
تکتونیک صفحه ای، زمین لرزه ها و آتشفشان ها را موجب می شود، رشته کوه ها و جزایر را ایجاد می کند و علتی است که قاره های زمین که زمانی ابرقاره بودند، اکنون توسط اقیانوس ها از هم جدا شده اند. ولی هنوز اطلاعات زیادی در مورد نحوه عملکرد تکتونیک صفحه ای وجود ندارد. به عنوان مثال اینکه وقتی یک صفحه زیر صفحه دیگر در ناحیه ای به نام منطقه فرورانش می لغزد و در گوشته ناپدید می شود که لایه میانی زمین و متشکل از مواد مذاب است چه اتفاقی می افتد.
پژوهشگران برای پی بردن به این موضوع از مدل های رایانه ای دوبعدی مناطق فرورانش استفاده کردند و آنها را با استفاده از فیزیک شناخته شده نحوه رفتار مواد، مانند نحوه تغییر شکل سنگ ها تحت نیروهای خاص، برنامه ریزی کردند. سپس مدل حاصل را مشاهده کردند تا ببینند در منطقه فرورانش چه اتفاقی افتاده است و یافته های خود را با مشاهدات واقعی مقایسه کردند.
مدل های آنها نشان می دهد که وقتی یک صفحه در زیر صفحه دیگر فرو میرود ، آن قطعه ی زیرین که بعنوان ” اسلب”( slab) شناخته می شود، ناگهان به سمت پایین خم می شود و ترک می خورد. خم شدن همینطور باعث می شود که سطح زیرین صفحه ضعیف تر شود. در واقع ، فشارها صفحه را عمدتا دست نخورده باقی می گذارد، اما نقاط ضعف بسیاری در آن به وجود می آورد.
” تاراس گریا” نویسنده مسوول این مطالعه و استاد ژئوفیزیک در مؤسسه فن آوری فدرال زوریخ( ETH) در سوئیس می گوید:این بدان معناست که صفحات از هم جدا نمی شوند و در نتیجه به کشیدن قطعات پشت خود برای مدت بسیار طولانی ادامه می دهند. در واقع ، یک صفحه میتواند صدها میلیون سال زیر صفحه دیگر بلغزد.
او همینطور تایید کرد که شبیه سازی های پژوهشگران با مشاهدات و تصویربرداری لرزه ای عمیق که از مناطق ضعیف شده یک منطقه فرورانش در ژاپن ثبت شده بود، مطابقت داشت.
همچنین” کنت کاندی” استاد بازنشسته ژئوشیمی و علوم زمین و محیط زیست در مؤسسه معدن و فناوری نیومکزیکو که در این مطالعه مشارکت نداشته است، مدل های آنها را” محکم و معنادار” خواند.
” گریا” افزود:یافته های ما نشان می دهد که زمین ساخت صفحه ای مدرن ممکن است همین یک میلیارد سال پیش شروع شده باشد.
وی گفت در حالیکه شکل ابتدایی تکتونیک صفحه ای ممکن است بین ۳.۵ تا دو میلیارد سال پیش به وجود آمده باشد، در دوران آرکئن یا پروتروزوئیک احتمالاً بسیار متفاوت از آنچه سیاره ما امروز تجربه می کند، بوده است و حدود ۱.۸ تا یک میلیارد سال پیش یک دوره آرام وجود داشته که در آن صفحات بسیار کمتر فعال بوده اند.
وی افزود که این نیز فقط یک حدس و گمان است و در حال حاضر بحث و جدل های زیادی پیرامون زمان شروع تکتونیک صفحه ای وجود دارد.
” کندی” نیز با” گریا” موافق است و می گوید:تکتونیک صفحه ای مدرن با تمام شاخص های زمین شناسی، احتمالا تا یک میلیارد سال پیش شروع نشده بوده است، ولی به نحوی حداقل از دو میلیارد سال پیش با ما بوده است.
وی افزود:با این حال، از آنجایی که ما دمای دقیق هسته زمین را در طول زمان نمی دانیم، هنوز نمی توان جدول زمانی دقیقی از زمانی که صفحات از هم جدا شدند و سفر مداومی را به داخل گوشته آغاز کردند، ارائه داد.
اکنون محققان امیدوارند با استفاده از مدل های سه بعدی پیشرفته تر، این پدیده و ارتباط آن با زلزله را بیشتر بررسی کنند.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.