به گزارش اطلاعات آنلاین به نقل از Nature Geoscience، زمین سطح خود را بازیافت می کند. در مناطقی به نام مناطق فرورانش، یک صفحه تکتونیکی که صفحه ای بزرگ از پوسته بیرونی زمین است با برخورد صفحات زیر صفحه دیگر فرو می‌رود. این مناطق محل وقوع زلزله و فعالیت های آتشفشانی هستند و با بازیافت مولکول هایی مانند دی اکسید کربن به تثبیت آب و هوای زمین در طول میلیون ها سال کمک می کنند.
سنگی از پاپوآ گینه نو، شکافی را در درک دانشمندان از دمای داخل این مناطق نشان داده است. این سنگ چهار میلیون سال پیش، بیش از ۹۰ کیلومتر یا حدود ۵۶ مایل، زیر سطح زمین فرود آمد. اما تقریباً در نیمه راه، دما بسیار داغ تر از آن چیزی بود که مدل های فعلی پیش بینی می کردند.
مواد معدنی، سقوطی فراتر از ۵۶ مایل را ثبت می‌کنند
یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به سرپرستی دانشگاه گوتینگن با مطالعه «اکلوژیت» این سفر را بازسازی کردند. اکلوژیت نوعی سنگی قرمز و سبز رنگ است که تحت فشارهای بالای موجود در مناطق فرورانش تشکیل می‌شود. مواد معدنی درون سنگ، شواهدی از شرایطی را حفظ می‌کنند که در زیر زمین تجربه کرده است و به محققان اجازه می‌دهند تا تاریخچه آن را کنار هم بگذارند.
محققان با استفاده از ترکیبی از تکنیک‌های تحلیلی، اجزای کوچکی از کوئزیت را یافتند که در طول تشکیل سنگ، درون یک ماده معدنی دیگر به دام افتاده بودند. کوئزیت ماده معدنی است که برای تشکیل به فشار بسیار بالایی نیاز دارد. وجود آن به تیم کمک کرد تا نتیجه بگیرند که سنگ به عمق حداقل ۹۰ کیلومتری رسیده است؛ جایی که دمایی حدود ۸۰۰ درجه سانتیگراد یا ۱۴۷۰ درجه فارنهایت را تجربه کرده است.
گرمای غیرمنتظره در عمق کم، مدل‌های فرورانش را به چالش می‌کشد
با این حال، در حدود ۴۵ کیلومتر یا ۲۸ مایل، سنگ تنها ۱۰۰ درجه سانتیگراد خنک‌تر بوده است؛ یعنی اختلاف ۱۸۰ درجه فارنهایت. به عبارت دیگر، تقریباً در نیمی از عمق، به حدود ۷۰۰ درجه سانتیگراد یا ۱۲۹۰ درجه فارنهایت رسیده بود. آن شرایط کم‌عمق‌تر به طور غیرمعمولی داغ بودند؛ در حالی که شرایط عمیق‌تر با الگوی رایج‌تر و نسبتاً سرد فرورانش مطابقت دارد. سرد نامیدن شرایط عمیق‌تر به این معنی نیست که سنگ هنگام فرو رفتن سرد شده است؛ به این معنی است که دمای آن نسبت به عمقش کمتر از اوایل سفر بوده است.
دکتر «یان شونیگ» از مرکز علوم زمین دانشگاه گوتینگن توضیح می‌دهد: «یافتن این تغییر از فرورانش گرم به سرد غیرمنتظره بود، زیرا این با مدل‌های حرارتی فعلی ما از مناطق فرورانش در تضاد است».
محققان سنگ‌هایی را پیدا کرده‌اند که قبلاً دمای غیرمنتظره بالایی را ثبت کرده‌اند. با این حال، این اولین بار است که سفر یک سنگ از شرایط کم‌عمق به عمیق، به وضوح تغییر همراه با دماهای نسبتاً سردتر را برای عمق آن نشان می‌دهد.
دو توضیح برای گرمای اضافی
یک توضیح احتمالی این است که تنش برشی که با حرکت صفحات در برابر یکدیگر ایجاد می‌شود، سنگ‌ها را در اعماق کم، بیش از آنچه دانشمندان تصور می‌کردند، داغ می‌کند. توضیح دیگر این است که منطقه فرورانش هنوز زمان کافی برای ایجاد دمای پایین‌تر مورد انتظار در آنجا نداشته است. هر دو فرآیند می‌توانند در این امر نقش داشته باشند.
درک دقیق‌تر این دماها می‌تواند به محققان کمک کند تا ارزیابی کنند که چگونه فرورانش بر زلزله، فعالیت آتشفشانی و حرکت مواد شیمیایی در زمین، از جمله چرخه کربن بلندمدت، تأثیر می‌گذارد. همچنین می‌تواند روشن کند که فرورانش چگونه در طول میلیون‌ها تا میلیاردها سال عمل کرده و چگونه امروز ادامه دارد.