الحرارة الخفية تحت الولايات المتحدة تعود إلى الصدع القديم مع جرينلاند

يبدو أن كتلة حرارية عميقة تحت جبال الأبالاتشي قد بدأت بالقرب من الصدع بين جرينلاند وأمريكا الشمالية.

تكشف رحلتها البطيئة جنوبًا أن الأحداث التكتونية القديمة لا تزال تؤثر على القارة اليوم.

الحرارة العميقة تحت جبال الآبالاش مرتبطة بالصدع القديم

قد تكون هناك منطقة واسعة من الصخور الدافئة بشكل غير عادي تقع أسفل جبال الآبالاش في الولايات المتحدة مرتبطة بفصل جرينلاند وأمريكا الشمالية منذ حوالي 80 مليون سنة، وفقا لبحث جديد أجرته جامعة ساوثهامبتون.

ويرى العلماء المشاركون أن هذه الميزة ليست من بقايا الانفصال الأقدم بين أمريكا الشمالية وشمال غرب أفريقيا منذ 180 مليون سنة، والذي كان التفسير السائد لسنوات عديدة.

تمتد المنطقة الساخنة، والمعروفة باسم شذوذ أبالاتشي الشمالي (NAA)، على حوالي 350 كيلومترًا (حوالي 220 ميلًا) وتقع على بعد حوالي 200 كيلومتر (حوالي 120 ميلًا) تحت نيو إنجلاند.

المنطقة الساخنة التي تشكلت بعيدًا عن ما هي عليه اليوم

الدراسة التي نشرت في الجيولوجيايشير إلى أن NAA تطورت في الأصل على بعد حوالي 1800 كيلومتر (حوالي 1120 ميلًا)، بالقرب من بحر لابرادور عندما بدأت القشرة بالانقسام بين كندا وجرينلاند. على مدار ملايين السنين، انتقلت هذه الكتلة من الصخور الساخنة وغير المستقرة ببطء إلى موقعها الحالي بمعدل يقدر بحوالي 20 كيلومترًا (حوالي 12 ميلًا) لكل مليون سنة.

تعاون باحثون من جامعة ساوثهامبتون، ومركز هيلمهولتز لعلوم الأرض في بوتسدام (GFZ)، وجامعة فلورنسا في المشروع.

أوضح توم جيرنون، المؤلف الرئيسي وأستاذ علوم الأرض في جامعة ساوثهامبتون: “لطالما كان هذا الارتفاع الحراري للأعلى سمة محيرة لجيولوجيا أمريكا الشمالية. إنه يقع أسفل جزء من القارة التي كانت هادئة تكتونيا لمدة 180 مليون عام، لذا فإن فكرة أنها كانت مجرد بقايا من عندما انفصلت كتلة اليابسة لم يتم تكديسها تمامًا”.

“يشير بحثنا إلى أنها جزء من عملية أكبر بكثير وبطيئة الحركة في أعماق الأرض، والتي يمكن أن تساعد في تفسير سبب استمرار بقاء سلاسل الجبال مثل جبال الآبالاش. يمكن للحرارة في قاعدة القارة أن تضعف وتزيل جزءًا من جذرها الكثيف، مما يجعل القارة أخف وزنًا وأكثر قدرة على الطفو، مثل منطاد الهواء الساخن الذي يرتفع بعد سقوط صابورةه. وهذا من شأنه أن يتسبب في ارتفاع الجبال القديمة بشكل أكبر على مدى ملايين السنين القليلة الماضية.”

استكشاف عملية “موجة الوشاح”.

يعتمد تفسير الفريق على مفهوم قدموه مؤخرًا يسمى نظرية “موجة الوشاح”، والتي تم اختيارها للتصفيات النهائية لجائزة علوم المجلة 2024 اختراق السنة.

تصف هذه النظرية كيف تنفصل الصخور الكثيفة الساخنة تدريجيًا عن الجانب السفلي من الصفائح التكتونية بعد انفصال القارات، وتتحرك إلى حد ما مثل النقط البطيئة في مصباح الحمم البركانية. يمكن لهذه الموجات أن تموج تحت القارات لعشرات الملايين من السنين وتساعد في تفسير الأحداث البركانية النادرة التي تجلب الماس إلى السطح، إلى جانب التضاريس المرتفعة بشكل غير عادي في المناطق الداخلية.

باستخدام المحاكاة الجيوديناميكية، والتصوير المقطعي الزلزالي (على غرار الموجات فوق الصوتية الطبية ولكن باستخدام الموجات الزلزالية)، وإعادة بناء مواقع الصفائح السابقة، تتبع الباحثون NAA إلى الفترة التي انفتح فيها بحر لابرادور وانفصلت جرينلاند عن كندا منذ ما بين 90 إلى 80 مليون سنة.

“تقطر” الوشاح البطيء الحركة أسفل أمريكا الشمالية

قال البروفيسور ساشا برون، المؤلف المشارك ورئيس قسم النمذجة الجيوديناميكية في GFZ: “تتسبب حالات عدم الاستقرار الحملي هذه في غرق قطع من الصخور يبلغ سمكها عدة عشرات من الكيلومترات ببطء من قاعدة الطبقة الخارجية للأرض المعروفة باسم الغلاف الصخري. ومع ترقق الغلاف الصخري، ترتفع مادة الوشاح الأكثر سخونة لتحل محلها، مما يخلق منطقة دافئة تُعرف باسم الشذوذ الحراري”.

“يُظهر بحثنا السابق أن هذه “القطرات” من الصخور يمكن أن تتشكل في سلسلة، مثل أحجار الدومينو عندما تسقط واحدة تلو الأخرى، وتهاجر تسلسليًا مع مرور الوقت. ومن المحتمل جدًا أن تكون الميزة التي نراها أسفل نيو إنجلاند إحدى هذه القطرات، التي نشأت بعيدًا عن مكانها الآن”.

وبناءً على تحليل الفريق، يبدو أن NAA تنجرف نحو الجنوب الغربي عبر الغلاف الصخري لأمريكا الشمالية بسرعة حوالي 20 كيلومترًا (حوالي 12 ميلًا) لكل مليون سنة. ويتفق عرضها الحالي الذي يبلغ حوالي 350 كيلومترًا (حوالي 220 ميلًا) وعمقها بشكل وثيق مع ما تتنبأ به النماذج لهذا النوع من عدم الاستقرار. ويقدر الباحثون أن مركز الشذوذ يمكن أن يتحرك في نهاية المطاف تحت منطقة نيويورك في غضون 15 مليون سنة تقريبًا.

ميزة الحرارة المطابقة تحت جرينلاند

وتحدد الدراسة أيضًا منطقة مماثلة من الحرارة الشاذة تحت شمال وسط جرينلاند والتي ربما تكونت في نفس الوقت الذي تشكلت فيه NAA، وتعمل بشكل أساسي كنظيرتها الجيولوجية. ربما ظهرت كلتا الميزتين على جانبي بحر لابرادور مع انفصال القارتين.

تحت جرينلاند، يزيد مصدر الحرارة العميق هذا من الدفء عند قاعدة الطبقة الجليدية السميكة، مما يؤثر على كيفية تدفق الجليد وذوبانه. وكما أشار البروفيسور جيرنون، “لا تزال شذوذات الحرارة القديمة تلعب دورًا رئيسيًا في تشكيل ديناميكيات الصفائح الجليدية القارية من الأسفل”.

الصدع القديم لا يزال يؤثر على السطح اليوم

قال الدكتور ديريك كير، المؤلف المشارك والمتخصص في التكتونيات في جامعة ساوثهامبتون وجامعة فلورنسا: “إن فكرة أن تصدع القارات يمكن أن يسبب قطرات وخلايا من الصخور الساخنة المنتشرة في العمق والتي تنتشر آلاف الكيلومترات داخل الأرض تجعلنا نعيد التفكير فيما نعرفه عن حواف القارات اليوم وفي الماضي العميق للأرض”.

تضيف النتائج إلى العمل السابق الذي يشير إلى أن العمليات الأرضية العميقة يمكن أن تستمر لفترة طويلة بعد تباطؤ النشاط التكتوني على السطح. تؤثر حالات عدم الاستقرار الطويلة الأمد هذه على الارتفاعات والتآكل وحتى أنماط البراكين، بما في ذلك المناطق التي كانت تعتبر مستقرة جيولوجيًا.

وأضاف البروفيسور جيرنون: “على الرغم من أن السطح لا يُظهر سوى القليل من العلامات على التكتونيات المستمرة، إلا أن عواقب التصدع القديم لا تزال تظهر في الأعماق. وقد يكون إرث التفكك القاري على أجزاء أخرى من نظام الأرض أكثر انتشارًا وأطول عمرًا مما أدركنا سابقًا”.

المرجع: “أصل متصدع لبحر لابرادور قابل للحياة في منطقة أبالاتشي الشمالية والشذوذات الزلزالية ذات الصلة” بقلم توماس إم. جيرنون، وساشا برون، وثيا ك. هينكس، وديريك كير، 29 يوليو 2025، الجيولوجيا.
دوى: 10.1130/G53588.1

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.