اقترح باحثون من جامعة ساوثهامبتون (المملكة المتحدة)، مع زملاء من ألمانيا وكندا وويلز، تفسيرًا جديدًا لكيفية ظهور البراكين تحت المحيطات بعيدًا عن حدود الصفائح التكتونية. أعمالهم المنشورة في علوم الأرض الطبيعية, يظهر: لا تنتشر القارات على السطح فحسب، بل “تتقشر” تدريجيًا أيضًا من الأسفل، مما يرسل شظاياها العميقة إلى الوشاح المحيطي.

سر البراكين في وسط المحيطات

تحتوي العديد من الجزر، بما في ذلك جزيرة كريسماس في المحيط الهندي، على صخور غنية بالعناصر الموجودة في القشرة القارية. وقد حير هذا الجيولوجيين لفترة طويلة: كيف انتهت “قطع القارات” في وسط المحيطات بعيدا عن مناطق تصادم الصفائح المعتادة؟

في السابق، كان من المفترض أن هذه العناصر المخصبة ترتفع من الأعماق جنبا إلى جنب مع أعمدة الوشاح – التدفقات الساخنة للصخور المنصهرة. وربطتهم فرضية أخرى بالمواد المعاد تدويرها أثناء هبوط الصفائح المحيطية. لكن لم تفسر أي من هذه الإصدارات بشكل كامل الشذوذات الكيميائية المرصودة.

يقول توماس جيرنون، أستاذ علوم الأرض، الذي قاد الدراسة: “لقد عرفنا منذ عقود أن مناطق الوشاح تحت المحيطات تبدو ملوثة بشكل غريب، كما لو أن أجزاء من القارات القديمة قد انتهت بطريقة أو بأخرى هناك. ولكن حتى الآن، لم يتمكن أحد من أن يبين بشكل قاطع كيف تصل هذه المواد إلى هناك”.

كيف تتخلص الأرض من “قشرتها” من الأسفل

قام العلماء بتصميم نموذج للعملية التي تحدث عندما تتباعد القارات. تخلق القوى التكتونية العميقة موجة من عدم الاستقرار في الوشاح السفلي – وهو نوع من “موجة الوشاح” – التي تتحرك ببطء على طول قاعدة القارات. وعلى عمق حوالي 150-200 كيلومتر، يضعف جذورها، كما لو كان يقطعها من الأسفل.

هذه العملية بطيئة بشكل لا يصدق – فقط جزء من المليون من سرعة الحلزون. لكن على مدى ملايين السنين، أصبح قادرًا على فصل كتل كبيرة من الصخور، والتي تتحرك بعد ذلك نحو الوشاح المحيطي. وتصبح هذه الشظايا وقودًا للبراكين التي يمكن أن يستمر نشاطها لعشرات الملايين من السنين بعد تفكك القارات.

يلاحظ البروفيسور ساشا برون من مركز هيلمهولتز للعلوم الجيولوجية (GFZ، بوتسدام):

“لقد وجدنا أن الوشاح لا يزال يشعر بآثار التفكك القاري لفترة طويلة. وحتى عندما يتم تشكيل حوض محيط جديد، فإن النظام لا يتوقف – بل يستمر في التحرك، حاملاً المواد المخصبة أبعد وأبعد من نقطة البداية”.

آثار القارات القديمة في المحيطات

ولاختبار الفرضية، قام الفريق بفحص البيانات الجيوكيميائية من المحيط الهندي، وتحديدًا من منطقة الجبال البحرية التي تشكلت بعد تفكك قارة غوندوانالاند العملاقة منذ أكثر من 100 مليون سنة. وأظهر التحليل: بعد وقت قصير من تفكك القارة، ظهرت بالفعل موجة من الصهارة المخصبة بشكل غير عادي في الوشاح. وبمرور الوقت، بدأت البصمة الكيميائية تضعف، مما يشير إلى استنفاد تدريجي لتدفق المواد القارية.

من الغريب أن العملية حدثت دون مشاركة عمود الوشاح – وهو عمود ساخن من المادة، والذي كان يعتبر في السابق مصدرًا إلزاميًا لهذا النشاط.

“نحن لا نرفض وجود الأعمدة، ولكن لدينا الآن آلية أخرى جديدة تمامًا تساعدنا على فهم كيفية تشكيل التركيب الكيميائي للوشاح. يمكن لموجات الوشاح أن تنقل جلطات من المواد القارية لآلاف الكيلومترات، تاركة وراءها أثرًا كيميائيًا طويل الأمد”، يوضح البروفيسور جيرنون.

فهم جديد لديناميات الأرض

ولا يفسر هذا الاكتشاف أصل البراكين المحيطية المعزولة فحسب، بل يغير أيضًا فهم الديناميكيات العميقة للكوكب. وقد أظهرت الدراسات السابقة التي أجرتها نفس المجموعة أن مثل هذه الموجات في الوشاح يمكن أن تسبب انفجارات الماس وتؤثر على تضاريس القارات على بعد آلاف الكيلومترات من الحدود التكتونية. اتضح أن الأرض “حية” في أعماقها أكثر مما كانت تبدو من قبل: فهي تتخلص ببطء من الطبقات من الأسفل، مثل شجرة قديمة تجدد لحائها.