ما الذي يحرك القشرة الأرضية تحت أقدامنا؟

الصغير محمد الغربي

الدجاجة والبيضة
وقد سعى الباحثون منذ عقود طويلة لفهم ما الذي يدفع الحركات المعقدة لطبقات سطح الأرض، وبدا الأمر بالنسبة للجيولوجيين مثل لغز الدجاجة والبيضة، فهل يحرك الوشاح الصفائح عبر التيارات الحرارية الصاعدة أم أن الصفائح هي التي تدفع الوشاح من خلال غوص أطرافها الباردة داخله؟

لحل هذه المعضلة، تناول فريق من الباحثين من جامعة غرونوبل الفرنسية وجامعة أوستن في الولايات المتحدة الموضوع من زاوية مختلفة تماما، وذلك بالتعامل مع هذه المكونات على أنها نظام واحد. وطور الباحثون لهذا الغرض نماذج محاكاة ثلاثية الأبعاد مدعومة بمعادلات معقدة تحتاج حواسيب عملاقة لحلها.

يقول الباحثون في الدراسة المنشورة في 30 أكتوبر/تشرين الأول الماضي في دورية "ساينس دفانس"، إننا نظرنا إلى هذا السؤال بطريقة خاطئة طوال الوقت، وعلينا الكف عن طرح السؤال عما إذا كان غوص أطراف من قشرة الأرض الباردة داخل الوشاح هو الذي يدفعه إلى الحركة أو العكس، فكلاهما يلعب دورا مهما في رسم التضاريس على سطح الكوكب.

لقد اعتقد العلماء لوقت طويل أن حركة القشرة الخارجية تنتج عن تيارات الحمل الحراري داخل الصخور السائلة والمضغوطة التي نسميها الوشاح، أثناء ارتفاعها وتبردها ثم نزولها داخل أعماق الكوكب من جديد.

في الوقت نفسه، جمع العلماء معلومات إضافية منذ الخمسينيات من القرن الماضي عن كيفية غوص قشرة الأرض في بعض المناطق وصعودها في مناطق أخرى، مشكلة صخورا جديدة طازجة أثناء ذوبان القشرة القديمة داخل الوشاح.

لذلك، واجهت النماذج التي تحاول وصف هذه العملية مصاعب جمة في محاولة مواءمة قوى السحب والاحتكاك الخاصة بالصفائح بديناميكيات الوشاح العميق المتدفق في الأسفل.

القشرة تهيمن على الوشاح
وأوضح الباحثون في دراستهم أن "النتائج تشير إلى هيمنة قوة سحب الصفائح على سحب الوشاح عند قاعدة الصفائح، مما يشير إلى أن الصفائح التكتونية تدفع تدفق الوشاح".

وتشير الصورة التي نحصل عليها الآن إلى أننا لا نسبح فوق وشاح متدفق بل نبحر -على متن "القوارب الشراعية" القارية- محدثين دوامات في البحر المنصهر تحتنا.

وسمحت الاستنتاجات التي توصل إليها الفريق بإنشاء كوكب (عبر المحاكاة) شبيه بكوكبنا ومشاهدته يتطور على مدار 1.5 مليار عام. ومن خلال النظر إلى الوشاح والقشرة كتدرجات حرارة وضغط، تمكن الفريق من فهم كيفية تغير كل منهما على نحو أفضل.

وكشفت نتائج المحاكاة عن "رقصة" معقدة إلى حد ما أدت إلى تشكيل القشرة، وتدفق الوشاح وحركته التي تغيرت على مدى ملايين السنين.

ووجد الباحثون أن حوالي 20-40% من السطح يتم سحبه بالفعل بواسطة الوشاح المتدفق، لكن هذا يعني كذلك أن ما يصل إلى 60% من السطح يدفع الوشاح إلى الحركة.

ووجد العلماء أن هذه النماذج تتغير أيضا مع مرور الوقت، إذ يتم سحب الأجزاء الأكثر سمكا من الصفائح القارية بواسطة تيارات أعمق، حتى يتم دمجها معا في قارات أكبر حجما. وعندما تنكسر القارات العظمى وتنفصل أجزاؤها عن بعضها بعضا، يؤدي غرق الصفائح بدوره إلى تدفق الوشاح.

يقول الباحثون إن الكثير مما يحدث في أعماق الأرض له تداعيات خطيرة على الحياة على السطح، من الزلازل إلى البراكين إلى الغلاف المغناطيسي الواقي الذي يحمينا من انفجارات جزيئات الطاقة العالية من الشمس، لذلك فنحن تحت رحمة الجيولوجيا التي ما زلنا نعمل عليها.