توسط : 
این یکی از بسیاری از ویژگیهای منحصر به فرد زمین است: برخلاف هر سیاره شناختهشده دیگری در جهان، سطح زمین از صفحات سفت و سختی تشکیل شده است که جابجا میشوند، به هم برخورد میکنند و به داخل هسته زمین فرو میروند. اما، سطح زمین چه زمانی به صفحات تکتونیکی تقسیم شد؟ و این صفحات از چه زمانی شروع به حرکت کردند؟ این پرسشی مهم است زیرا تکتونیک صفحهای به نظر میرسد که تکامل و پیچیدگی حیات را تقویت میکند.
شگفتانگیز است که زمینشناسان پاسخ دقیقی برای زمان ظهور تکتونیک صفحهای ندارند و تخمینها از ۷۰۰ میلیون سال پیش تا قبل از ۴ میلیارد سال پیش، زمانی که زمین هنوز در دوران نوزادی خود بود، متغیر است.
قدیمیترین شواهد قطعی از تکتونیک صفحهای مدرن به نئوپروتروزوئیک (۱ میلیارد تا ۵۴۱ میلیون سال پیش) بازمیگردد، رابرت استرن، زمینشناس دانشگاه تگزاس در دالاس، به لایو ساینس گفت. در آن زمان، سوابق زمینشناسی افیولیتهای فراوانی را نشان میدهد – قطعاتی از پوسته اقیانوسی که به قارهها فشار آورده شدهاند – و بلوشیتها، که سنگهای دگرگونی هستند که در مناطق فرورانش تشکیل میشوند، یا مناطقی که صفحات با هم برخورد میکنند و به داخل هسته زمین فرو میروند. فرورانش یکی از ویژگیهای تکتونیک صفحهای است، بنابراین این سنگهای گسترده با اطمینان نشان میدهند که صفحات به هم برخورد کرده و زیر یکدیگر لغزیدهاند.
اما بسیاری از زمینشناسان معتقدند دیدگاه استرن بیش از حد محافظهکارانه است. منتقدان موافقند که سنگهای نشاندهنده تکتونیک صفحهای برای اولین بار ۷۰۰ تا ۹۰۰ میلیون سال پیش گسترده شدند. اما آنها پیشنهاد میکنند که این سنگها ممکن است زودتر وجود داشته باشند و توسط زمان از بین رفته باشند. به عنوان مثال، شبهقاره هند تنها ۵۵ میلیون سال پیش با جنوب آسیا برخورد کرد و بسیاری از آن سنگها در حال حاضر فرسوده شدهاند، مارک هریسون، استاد بازنشسته زمینشناسی در UCLA، گفت. هریسون به لایو ساینس گفت: “برخورد تبت-هند هنوز تمام نشده است.” اگر شواهد تکتونیک حتی در حین برخورد صفحه به صفحه در حال ناپدید شدن است، چه امیدی به یافتن این سنگها از گذشته بسیار دورتر وجود دارد؟
استرن استدلال میکند که شواهدی از یک قسمت کوچک فرورانش ۱.۸ میلیارد سال پیش وجود دارد که کاملاً انجام نشده است، و دیدگاه او را تقویت میکند که اگر تکتونیک صفحهای به طور مداوم قبل از حدود ۸۰۰ میلیون سال پیش وجود داشت، در سوابق سنگی واضحتر میبود. (دانشمندان دیگر این نوسان را به عنوان مدرکی میبینند که تکتونیک صفحهای در آن زمان در حال انجام بود.)
بسیاری از محققان گذار به تکتونیک صفحهای را بسیار زودتر قرار میدهند. نشانههای متعددی از نوعی تغییر زمینشناسی در دوران آرکئن (۴ میلیارد تا ۲.۵ میلیارد سال پیش) وجود دارد، با تخمینهایی از زمان دقیق آن از ۲.۵ میلیارد تا ۳.۸ میلیارد سال پیش. به عنوان مثال، حداقل یک افیولیت حفظ شده امروز به ۲.۵ میلیارد سال پیش بازمیگردد.
خط دیگری از شواهد در شیمی پوسته زمین است. اگر پوسته یک سنگ آتشفشانی کاملاً جدید باشد، شیمی آن بسیار شبیه به گوشتهای خواهد بود که از آن آمده است. اگر توسط تکتونیک صفحهای دوباره ذوب و بازیافت شود، این شیمی تغییر میکند. یک مطالعه تأثیرگذار در سال ۲۰۱۲ نشان داد که از حدود ۳ میلیارد سال پیش، پوسته بیشتری شروع به بازیافت کرد. کریس هاکسورث، استاد بازنشسته علوم زمین در دانشگاه سنت اندروز در بریتانیا، گفت که این میتواند نشاندهنده تغییر به فرورانش برای تخریب و بازسازی پوسته باشد.
تحقیقات در مورد زیرکنها – کانیهایی که حتی زمانی که سنگهای اطراف آنها ذوب و مجدداً تشکیل میشوند، زنده میمانند – نشان میدهد که پوسته زمین زودتر، حدود ۳.۸ میلیارد سال پیش تغییر کرده است. نادجا دراون، دانشمند زمین و سیارهای در دانشگاه هاروارد، به لایو ساینس گفت: “ما شروع به دیدن ساختارهای زیرکونی میکنیم که بیشتر و بیشتر شبیه به آنچه امروزه در مناطق فرورانش میبینیم میشود.” پوسته همچنین در آن زمان کوتاهتر شد، که دوباره نشاندهنده فرآیند بازیافت فرورانش است.
اما آیا این گذار نشاندهنده تکتونیک صفحهای واقعی است؟ تحقیقات زیرکون منتشر شده در سال ۲۰۲۳، که شرایط میدان مغناطیسی زمین را در زمان تشکیل کانیها بررسی کرد، نشان میدهد که این دانهها تا ۳.۴ میلیارد سال پیش کم و بیش در جایی که ساخته شده بودند، باقی ماندهاند، و نشان میدهد که تودههای خشکی تا آن زمان در حرکت نبودهاند.
دراون خاطرنشان کرد که ممکن است جنبههای مختلف تکتونیک صفحهای در زمانهای مختلف ظاهر شده باشد. شاید فرورانش ۳.۸ میلیارد سال پیش شروع شد، اما مدتی طول کشید تا قارهها شروع به حرکت در اطراف کره زمین کنند.
ایده جدیدتر و بحثبرانگیزتری نشان میدهد که زمین تکتونیک صفحهای را در هادئن (۴.۵ میلیارد تا ۴ میلیارد سال پیش) توسعه داده است. این ایده از شواهد فزایندهای ناشی میشود که زمین تازه متولد شده مکانی شگفتانگیز و مدرن با اقیانوسها و قارهها بود – نتیجهای که از تحقیقات زیرکون و شیمی قدیمیترین سنگهای بازمانده زمین استخراج شده است. برخی مطالعات در مورد قدیمیترین زیرکنهای زمین، که به این دوره مرموز از تاریخ زمینشناسی تعلق دارند، نشان داد که آنها شبیه زیرکنهایی هستند که امروزه در قوسهای آتشفشانی بالای مناطق فرورانش تشکیل میشوند. و مدلسازی نظری نشان میدهد که وجود تکتونیک صفحهای در شرایط هادئن ممکن است، جون کورناگا، استاد علوم زمین و سیارهای در دانشگاه ییل، به لایو ساینس گفت.
هر قطعه از شواهد برای هر یک از این داستانهای مبدا با نقاط ضعف همراه است. به عنوان مثال، اکثریت قریب به اتفاق زیرکنهای بسیار قدیمی از یک مکان، تپههای جک در استرالیا، میآیند و ممکن است نشاندهنده آنچه در بقیه سیاره اتفاق میافتاد نباشد. قدیمیترین سنگها نیز ممکن است عجیب باشند – شاید آنها هنوز امروز در اطراف هستند زیرا مانند همه سنگهای دیگر روی زمین باستانی نبودهاند. و شما نمیخواهید در میان مدلسازان کامپیوتری قرار بگیرید وقتی که آنها در مورد فرضیات وضعیت گوشته ۴ میلیارد سال پیش بحث میکنند.
جسی ریمینک، زمینشناس دانشگاه پنسیلوانیا به لایو ساینس گفت: “شگفتانگیز است که متوجه شویم هیچ دیدگاه اجماعی در مورد زمان شروع [تکتونیک صفحهای] وجود ندارد.”
منبع: livescience
