تکه سنگی که تاریخ زمین را در خود ذخیره نموده است، عکس - مجله سلنا

تینا مزدکی: محققان با استفاده از هوش مصنوعی (AI)، بعضی از کهن ترین کریستال های روی کره زمین را تجزیه وتحلیل کردند و به این نتیجه رسیدند تکتونیک صفحه ای که باعث حرکت صفحات غول پیکر و گوشته زمین می شود، خیلی زودتر ازآنچه که دانشمندان تصور می کردند شروعشده است. پژوهش محققان حاکی از آن است که بیش از 4 میلیارد سال پیش و فقط چند صد میلیون سال بعد از پیدایش زمین و در دوره پیشازیستی یا هادئن شروعشده است. احتمالاً این پدیده درشکل گیری اولیه زمین و یاری به شروع حیات نقش داشته است.

این موضوع که تکتونیک صفحه ای بیش از 3 میلیارد سال پیش شروع شد و در آن موقع زمین از یک پوسته بدون حرکت و گوشته داغ شکل گرفته بود کاملاً پذیرفته شده است. در آن موقع ورقه های پوسته اقیانوسی شروع به شکل گیری در گوشته کردند، فوران های آتش فشانی را شروع کردند و زنجیره ای از جزایر را ایجاد کرد که درنهایت در قاره های اول تجمیع شدند.

شواهد این تصویر از قدیمی ترین فضاهای داخلی قاره ای بازمانده است که مربوط به 3.5 میلیارد سال پیش است. درواقع مدل سازی نشان می دهد که حرکت پوسته می توانست زودتر شروعشده باشد. یافتن شواهد محکم از چنین فعالیتی سخت بوده است و تنها مواد به جای مانده از هادئن، زیرکن ها هستند.

[شرح خبر آنلاین: زیرکن (Zircon) نوعی کانی معدنی سیلیکات زیرکنیوم با ترکیب شیمیایی ZrSiO4 و ساختار بلوری چهاروجهی (تتراگونال) است.]

قدیمی ترین زیرکن های کشف شده در جک هیلز استرالیا به 4.3 میلیارد سال پیش بازمی شود. زیرکن ها می توانند از ماگمای تازه گوشته، متبلور شوند (درست شبیه به پوسته اقیانوسی امروزی) اما می توانند از سنگ های رسوبی روی خشکی که به اقیانوس می روند، دوباره به گوشته فروروند و در فوران های بعدی آذرین ها دوباره پدیدار شوند. حال این زیرکن های نوع S که دوباره ظاهر شده اند، شواهدی از وجود هر دو قاره و فرآیند فرورانش ارائه می دهند.

محققان زیرکن های نوع S را با جست وجوی آخال هایی از میکا (ماده معدنی پوسته دار که اغلب در سنگ های رسوبی یافت می شود) یا با میزان گیری سطوح غنی شده عناصر کمیاب مرتبط با ماگماهای تشکیل شده از سنگ های خشکی مانند آلومینیوم یا فسفر، شناسایی می نمایند. اما هیچ عنصر یا ماده معدنی به تنهایی نمی تواند منشأ قطعی را پایین کند و هر چه نمونه ها قدیمی تر باشند، سخت تر می شوند.

محققان به جای نگاه کردن به چند فاکتور تشخیصی، به رویکرد هوش مصنوعی برای مرتب سازی زیرکن ها روی آوردند. آن ها مجموعه ای از داده های فراوانی عنصری 374 زیرکن را با منشأ شناخته شده جمع آوری کردند؛ از 80 درصد زیرکن ها برای آموزش الگوریتم ها و 20 درصد برای آزمایش آن ها استفاده کردند.

آن ها تعداد فاکتورهای تشخیصی را تغییر دادند و دریافتند که 9 مورد از آن ها درست است. استفاده از فاکتورهای کمتر، اطلاعات بسیار کمی را برای انگشت نگاری فراهم کرد. سپس الگوریتم آموزش دیده را روی 971 زیرکن بسیار قدیمی جک هیلز که منشأ آن ها نامشخص بود، اعمال کردند. به طورکلی، آن ها دریافتند که بیش از یک سوم از نوع S، ازجمله چند نمونه 4.2 میلیارد سال سن داشتند. این یافته برای آنالیز تاریخچه زمین شناسی مهم است.

آن ها بعلاوه دریافتند که درصد زیرکن های نوع S در طول زمان تغییر می نماید و در الگویی که شبیه چرخه های شناخته شده ایجاد و تخریب ابرقاره ها در آینده تاریخ زمین است، بالا و پایین می رود. البته گفته می شود که شواهدی مبنی بر فرورانش بیش از 4 میلیارد سال پیش لزوماً به این معنا نیست که موتور تکتونیک صفحه کاملاً در آن نقطه روشن شده است و راه های دیگری برای بازگرداندن پوسته به گوشته وجود دارد، مانند برخورد سیارکی غول پیکر به زمین.

بااین حال، شواهد مربوط به تکتونیک صفحه اولیه در حال افزایش است و حداقل بر اساس ویژگی های حفظ شده در زیرکن های جک هیلز می توان آن را منطقی دانست. محققان گزارش دادند که آب شیرین در تشکیل زیرکن های 4 میلیارد ساله نقش داشته است و این نیز نشانه دیگری از وجود قاره ها و احتمالاً تکتونیک صفحه ای در آن موقع است.

به گفته محققان آنچه در حال حاضر موردنیاز است، زیرکن های باستانی اضافی از مکان هایی غیر از استرالیا است. زیرکن های جک هیلز می توانند رویدادهای یک منطقه استثنایی را ثبت نمایند که نماینده دنیا نیست. بااین حال، با توجه به اینکه تکتونیک صفحه ای برترین راه برای فرورانش پوسته است و نبودن موردی که آن را نقض کند نشان می دهد که زمان آن رسیده است که فرض کنیم تکتونیک صفحه ای تقریباً به قدمت خود پوسته است.

منبع: science

323