الوشاح الأرضي هو الطبقة السميكة من صخور السيليكات بين قشرة الأرض ولبها المنصهر، وهو يشكل حوالي 84٪ من حجم كوكبنا.
على الرغم من أن الوشاح الأرضي صلب في الغالب، إلا أنه وفقًا للمقاييس الزمنية الجيولوجية، فإنه يتصرف كسائل لزج – يصعب تحريكه وخلطه.
تشير دراسة جديدة إلى أن الجزء العميق من الوشاح القديم الأقرب إلى لب الأرض بدأ أكثر جفافاً من الجزء الأقرب إلى سطح الكوكب الشاب من الوشاح.
أجري هذا البحث من قبل ريتا باراي، الأستاذة المساعدة لعلوم الأرض والكواكب في الآداب والعلوم بجامعة واشنطن في سانت لويس.
من خلال تحليل بيانات نظائر الغاز النبيل، حددت باراي أن الوشاح العمودي القديم (الجزء العميق) كان له تركيز مائي أقل من 4 إلى 250 مرة مقارنة بتركيز الماء في الوشاح العلوي.
بعد ذلك، كان من الممكن أن يمنع تباين اللزوجة الناتج الاختلاط داخل الوشاح.
هذا من شأنه أن يساعد في تفسير بعض الألغاز طويلة الأمد حول تكوين الأرض وتطورها.
نُشر البحث في أسبوع 11 يوليو في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS).
قالت باراي، وهي أستاذ في مركز ماكدونيل لعلوم الفضاء بالجامعة:
“قد يفسر تباين اللزوجة البدائية سبب عدم تجانس التأثيرات العملاقة التي تسببت في إحداث محيطات الصهارة الكاملة للكوكب المتنامي”.
“يمكن أن يفسر أيضًا سبب تعرض الوشاح العمودي لمعالجة أقل من خلال الذوبان الجزئي على مدار تاريخ الأرض.”
يتحدى تحقيق باراي الافتراض الذي كان منتشرًا على نطاق واسع في مجالها: أن وشاح الأرض كان موحدًا منذ البداية.
عندما استقر النظام الشمسي في مخططه الحالي منذ حوالي 4.5 مليار سنة، تشكلت الأرض عندما سحبت الجاذبية الغاز والغبار الملتف إلى الداخل لتصبح الكوكب الثالث بعيدًا عن الشمس.
تم نقل المواد المتطايرة مثل الماء والكربون والنيتروجين والغازات النبيلة إلى الأرض أثناء تشكلها، لكن دراسة باراي تشير إلى أن المادة التي تراكمت في وقت سابق كانت نوعًا من الصخور الأكثر جفافاً مما تراكم لاحقًا.
ووجدت أن نظائر الهليوم والنيون والزينون (Xe) في الوشاح تتطلب أن يكون للوشاح العمودي تركيزات منخفضة من المواد المتطايرة في نهاية تلك الفترة من التراكم، مقارنةً مع الوشاح العلوي.
إقرأ أيضا:
قد يكون الوشاح العلوي قد استفاد من مساهمة أكبر للكتلة من المواد الغنية بالتطاير المشابهة لفئة من النيازك تسمى الكوندريت الكربوني.
يتبع Parai نهجًا متعدد الجوانب لاكتشاف قصة حياة كوكب ما.
تقدم هذه الدراسة في PNAS نموذجًا طورته، لكن Parai تقوم أيضًا بعملها التجريبي الخاص مع عينات الصخور في مختبرها الكيميائي الجيولوجي للنظائر عالية الحرارة في جامعة واشنطن.
تدرس نظائر الغازات النبيلة – وخاصة نظائر Xe – في الصخور البركانية لفهم تطور تكوين غطاء الأرض وفي الصخور الأرضية على سطح الأرض لمعرفة تطور الغلاف الجوي.
قال باراي: “في مختبري، نأخذ عينات من الصخور الطبيعية – معظمها صخور بركانية حديثة، ولكن أيضًا بعض الصخور القديمة – ونحاول فهم أشياء مختلفة عن تاريخ الأرض.
على وجه التحديد، نريد أن نعرف كيف حصلت الأرض على غلافها الجوي ومحيطاتها وغيرها من الميزات المتعلقة بصلاحيتها للعيش “.