آیا سیارک های غول پیکر قاره های زمین را ایجاد کردند؟

زمین تنها سیاره ای است که برای ما شناخته شده است با قاره ها، توده های خشکی غول پیکری که خانه هایی برای بشریت و بیشتر زیست توده زمین فراهم می کنند. با این حال، ما هنوز پاسخ محکمی برای برخی از سؤالات اساسی در مورد قاره ها نداریم: آنها چگونه شکل گرفتند و چرا در جایی که شکل گرفتند؟ یک نظریه این است که آنها از سیارک های غول پیکری تشکیل شده اند که مدت ها پیش به پوسته زمین برخورد کرده اند. این ایده چندین بار مطرح شده است، اما تاکنون شواهد کمی برای حمایت از آن وجود داشته است.

در تحقیقات جدید منتشر شده در نیچر، ما مواد معدنی باستانی استرالیای غربی را بررسی کردیم و سرنخ‌های وسوسه‌انگیزی پیدا کردیم که نشان می‌دهد فرضیه ضربه غول‌پیکر ممکن است درست باشد.

قاره چگونه ساخته می شود؟

قاره ها بخشی از لیتوسفر، پوسته سخت و صخره ای بیرونی زمین هستند که از کف اقیانوس ها و قاره ها تشکیل شده است که پوسته بالاترین لایه آن است.

پوسته زیر اقیانوس ها نازک است و از سنگ بازالتی تیره و متراکم تشکیل شده است که تنها حاوی مقدار کمی سیلیس است. در مقابل، پوسته قاره ای ضخیم است و بیشتر از گرانیت تشکیل شده است، سنگی کم چگال، کم رنگ و غنی از سیلیس که باعث شناور شدن قاره ها می شود.

در زیر لیتوسفر، توده ای متراکم و آهسته از سنگ تقریباً مذاب وجود دارد که در نزدیکی بالای گوشته، لایه ای از زمین بین پوسته و هسته قرار دارد.

اگر بخشی از لیتوسفر برداشته شود، با آزاد شدن فشار بالا، گوشته زیر آن ذوب می شود. و برخورد شهاب‌سنگ‌های غول‌پیکر – صخره‌هایی با قطر ده‌ها یا صدها کیلومتر از فضا – روشی بسیار مؤثر برای انجام این کار است!

عواقب یک ضربه غول پیکر چیست؟

ضربات غول پیکر تقریباً بلافاصله حجم عظیمی از مواد را بیرون می اندازد. سنگ های نزدیک به سطح صدها کیلومتر یا بیشتر در اطراف محل برخورد ذوب می شوند. این ضربه همچنین باعث آزاد شدن فشار بر روی گوشته زیر شد و باعث ذوب شدن آن و ایجاد توده ای «لکه مانند» از پوسته ضخیم بازالتی شد.

این توده فلات اقیانوسی نامیده می شود، شبیه به فلات کنونی هاوایی یا ایسلند. این روند تا حدودی شبیه به اتفاقی است که اگر با یک توپ گلف یا سنگریزه به سر شما ضربه محکمی وارد شود – برآمدگی یا “تخم مرغ” حاصل مانند یک فلات اقیانوسی است.

تحقیقات ما نشان می‌دهد که این صفحات اقیانوسی می‌توانستند از طریق فرآیندی به نام تمایز پوسته، قاره‌ها را تشکیل دهند. فلات اقیانوسی ضخیم ایجاد شده در اثر برخورد ممکن است به اندازه کافی در پایه خود داغ شود تا ذوب شود و نوعی سنگ گرانیتی تولید کند که پوسته قاره ای شناور را تشکیل می دهد.

آیا راه های دیگری برای ایجاد فلات های اقیانوسی وجود دارد؟

راه های دیگری نیز وجود دارد که صفحات اقیانوسی می توانند تشکیل شوند. پوسته های ضخیم زیر هاوایی و ایسلند نه بر اثر برخوردهای غول پیکر، بلکه توسط “فشارهای گوشته” تشکیل شده اند، جریان هایی از مواد داغ که از لبه هسته فلزی زمین بلند می شوند، کمی شبیه به یک لامپ گدازه. همانطور که این ستون در حال افزایش به لیتوسفر می رسد، باعث ذوب عظیم گوشته و تشکیل یک فلات اقیانوسی می شود.

آیا باله ها می توانستند قاره ها را ایجاد کنند؟ بر اساس تحقیقات ما و تعادل ایزوتوپ‌های مختلف اکسیژن در دانه‌های ریز ماده معدنی زیرکون، که معمولاً به مقدار کم در سنگ‌های پوسته قاره‌ای یافت می‌شود، اینطور فکر نمی‌کنیم.

زیرکون قدیمی ترین ماده شناخته شده از پوسته زمین است و می تواند میلیاردها سال دست نخورده باقی بماند. ما همچنین می‌توانیم دقیقاً تعیین کنیم که چه زمانی بر اساس تجزیه اورانیوم رادیواکتیو موجود در آن تشکیل شده است.

علاوه بر این، می‌توانیم با اندازه‌گیری نسبت نسبی ایزوتوپ‌های اکسیژن موجود در زیرکون، در مورد محیطی که زیرکون در آن تشکیل شده است، بیاموزیم.

ما دانه‌های زیرکون را از یکی از قدیمی‌ترین قطعات بازمانده از پوسته قاره‌ای، پیلبارا کراتون در استرالیای غربی، که بیش از 3 میلیارد سال پیش شروع به شکل‌گیری کرد، بررسی کردیم. بسیاری از قدیمی‌ترین دانه‌های زیرکون حاوی ایزوتوپ‌های اکسیژن سبک بیشتری هستند که نشان‌دهنده ذوب کم عمق است، اما دانه‌های جوان‌تر حاوی ایزوتوپ‌های متعادل گوشته‌مانند هستند که نشان‌دهنده ذوب بسیار عمیق‌تر است.

این الگوی ایزوتوپ های اکسیژن از بالا به پایین همان چیزی است که ممکن است پس از برخورد با یک شهاب سنگ غول پیکر انتظار داشته باشید. در مقابل، در ستون های گوشته، ذوب فرآیندی از پایین به بالا است.

منطقی به نظر می رسد، اما آیا مدرک دیگری وجود دارد؟

داشتن! به نظر می رسد که زیرکون های کراتون پیلبارا در تعداد انگشت شماری از دوره های مختلف به جای پیوسته در طول زمان شکل گرفته اند.

به جز دانه های اولیه، سایر دانه های زیرکون سبک ایزوتوپی هم سن تخت های کروی در پیلبارا کراتون و جاهای دیگر هستند.

بسترهای کروی رسوباتی از قطرات موادی هستند که در اثر برخورد شهاب سنگ “پاشیده می شوند”. این واقعیت که زیرکن ها هم سن هستند نشان می دهد که آنها ممکن است در اثر همان اتفاقات شکل گرفته باشند.

علاوه بر این، الگوی از بالا به پایین ایزوتوپ ها را می توان در مناطق دیگر پوسته قاره ای باستانی، مانند کانادا و گرینلند، شناسایی کرد. با این حال، داده‌های جاهای دیگر هنوز به دقت داده‌های Pilbara فیلتر نشده‌اند، بنابراین برای تأیید این مدل به کار بیشتری نیاز است.

گام بعدی در تحقیقات ما این است که این صخره های باستانی را از جاهای دیگر تجزیه و تحلیل کنیم تا آنچه را که ما گمان می کنیم تأیید کنیم – اینکه قاره ها در محل برخورد با شهاب سنگ های غول پیکر رشد کرده اند. رونق.