كويل في جزيرة ستاتيا. إحدى جزر الأنتيل الصغرى. الصورة ملك لـ : د. جورج كوبر
in ,

بحث جديد يكشف كيف تسبب المياه في أعماق الأرض الزلازل والتسونامي

كويل في جزيرة ستاتيا. إحدى جزر الأنتيل الصغرى. الصورة ملك لـ : د. جورج كوبر

في دراسة جديدة ، نُشرت في مجلة Nature ، قدم فريق دولي من العلماء أول دليل قاطع يربط مباشرة بين دورة المياه العميقة في الأرض وتعابيرها بالإنتاج الصهاري ونشاط الزلازل.

لعبت المياه (H2O) والمواد المتطايرة الأخرى (مثل ثاني أكسيد الكربون والكبريت) التي يتم تدويرها عبر الأرض العميقة دورًا رئيسيًا في تطور كوكبنا ، بما في ذلك في تكوين القارات ، وبدء الحياة ، وتركيز الموارد المعدنية ، وتوزيع البراكين والزلازل.

تعتبر مناطق الاندساس ، حيث تتلاقى الصفائح التكتونية وتغوص صفيحة تحت أخرى ، أهم أجزاء الدورة – مع دخول كميات كبيرة من المياه والخروج منها بشكل رئيسي من خلال الانفجارات البركانية. ومع ذلك ، لم يُفهم تاريخيا (وكيف يتم) نقل المياه عن طريق الاندساس ، وتأثيرها على المخاطر الطبيعية وتكوين الموارد الطبيعية ، بشكل سيئ.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة ، الدكتور جورج كوبر ، زميل البحث الفخري في كلية علوم الأرض بجامعة بريستول: “بينما تنتقل اللوحات من حيث يتم تصنيعها لأول مرة في منتصف المحيطات إلى مناطق الاندساس ، تدخل مياه البحر الى الصخور من خلال تشققات وأعطال وربطها بالمعادن. عند الوصول إلى منطقة الاندساس ، تسخن صفيحة الغرق ويتم عصرها ، مما يؤدي إلى إطلاق تدريجي لبعض أو كل الماء. وعندما يتم إطلاق الماء ، فإنه يخفض نقطة انصهار الصخور المحيطة وتولد الصهارة. هذه الصهارة تزدهر وتتحرك إلى أعلى ، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى الانفجارات في القوس البركاني المغطي. قد تكون هذه الانفجارات قابلة للانفجار بسبب المواد المتطايرة في الذوبان. يمكن أن تؤدي العملية نفسها إلى الزلازل وقد تؤثر على الخصائص الرئيسية مثل من حيث الحجم وما إذا كانت تؤدي إلى تسونامي أم لا “.

يبقى بالضبط أين وكيف يتم إطلاق المواد المتطايرة وكيف تعدل الصخور المضيفة مجالًا للبحث المكثف.

ركزت معظم الدراسات على الاندساس على طول حزام النار في المحيط الهادئ. ومع ذلك ، ركز هذا البحث على الصفيحة الأطلسية ، وبشكل أكثر تحديدًا ، القوس البركاني لجزر الأنتيل الصغرى ، الموجود على الحافة الشرقية للبحر الكاريبي.

قال البروفيسور ساسكيا , إمبريال كوليدج لندن : “هذه واحدة من منطقتين فقط تقومان حاليًا بتدوير الصفائح التي تم تشكيلها بعد  الانتشار البطيء. نتوقع أن يكون هذا مرطبًا بشكل أكثر انتشارًا وتجانسًا من صفيحة المحيط الهادئ سريعة الانتشار ، وأن تكون تعبيرات إطلاق المياه أكثر وضوحًا”.

يجمع مشروع إعادة التدوير المتطاير في جزر الأنتيل الصغرى (VoiLA) فريقًا كبيرًا متعدد التخصصات من الباحثين بما في ذلك الجيوفيزيائيين والجيوكيميائيين وديناميكيات الأرض من جامعة دورهام ، إمبريال كوليدج لندن ، جامعة ساوثهامبتون ، جامعة بريستول ، جامعة ليفربول ، معهد كارلسروه للتكنولوجيا ، ال جامعة ليدز ، ومتحف التاريخ الطبيعي ، ومعهد الطبيعة في باريس ، وجامعة ويست إنديز.

قال الدكتور كوبر: “لقد جمعنا بيانات أكثر من رحلتين علميتين بحريتين حول RRS James Cook ، النشر المؤقت لمحطات الزلازل التي سجلت الزلازل تحت الجزر ، والعمل الميداني الجيولوجي ، والتحليلات الكيميائية والمعدنية لعينات الصخور ، والنمذجة الرقمية”.

لتتبع تأثير الماء على طول منطقة الاندساس ، درس العلماء تركيبات البورون ونظائر الشوائب الذائبة (جيوب صغيرة من الصهارة المحاصرة داخل البلورات البركانية). كشفت بصمات البورون أن السربنتين المعدني الغني بالمياه ، الموجود في صفيحة الغرق ، هو مورد مهيمن للمياه في المنطقة الوسطى من قوس الأنتيل الصغرى.

قال البروفيسور كولين ماكفيرسون ، جامعة دورهام : “من خلال دراسة هذه القياسات الميكرونية ، من الممكن فهم العمليات واسعة النطاق بشكل أفضل. توفر بياناتنا الجيوكيميائية والجيوفيزيائية الموحدة أوضح مؤشر حتى الآن على أن بنية وكمية الماء من لوحة الغرق مرتبطة بشكل مباشر بالتطور البركاني  . “القوس والمخاطر المرتبطة به”

قال البروفيسور ساسكيا جوس : “إن الأجزاء الأكثر رطوبة من الصفيحة الهابطة هي حيث توجد تشققات كبيرة (أو مناطق كسر). من خلال إنشاء نموذج رقمي لتاريخ منطقة الاندساس تحت الجزر ، وجدنا رابطًا مباشرًا لمواقع أعلى معدلات صغيرة الزلازل وسرعات موجة القص المنخفضة (التي تشير إلى السوائل) في باطن الأرض ”

يمكن أن يفسر تاريخ الاندساس في مناطق الكسر الغنية بالماء أيضًا لماذا الجزر المركزية للقوس هي الأكبر ولماذا  عبر التاريخ الجيولوجي  أنتجت أكثر الصهارة.

قال الدكتور كوبر : “تقدم دراستنا دليلاً قاطعًا يربط مباشرة بين أجزاء الماء الداخل والخارج من الدورة وتعبيراتها من حيث الإنتاجية الصهريجية ونشاط الزلازل. وقد يشجع ذلك الدراسات في مناطق الاندساس الأخرى للعثور على هياكل خطأ تحمل المياه على لوحة الانغماس للمساعدة في فهم أنماط مخاطر البراكين والزلازل ، ”

قال البروفيسور كولين ماكفيرسون : “وجدنا في هذا البحث أن الاختلافات في المياه ترتبط بتوزيع الزلازل الأصغر ، لكننا نرغب حقًا في معرفة كيف يمكن أن يؤثر هذا النمط من إطلاق المياه على الإمكانات – ويعمل كنظام إنذار – للزلازل الأكبر والتسونامي المحتمل .

لمزيد من المعلومات  :

  •  Variable water input controls evolution of the Lesser Antilles volcanic arc, Nature (2020). من هنا

What do you think?

Comments

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Loading…

0

الاستهلاك المفرط ونمو الاقتصاد محركات رئيسية للأزمات البيئية

9 طرق رائعة لجعل سيارتك تدوم لفترة أطول