صخور القارة المتجمدة الوردية تقود العلماء إلى اكتشاف كتلة جرانيت مدفونة بطول 100 كم

صخور لا ينبغي أن تكون هنا

لعقود من الزمان، لاحظ الجيولوجيون العاملون في جبال Hudson بـ Antarctica شيئاً غريباً: تجمعات من كتل الجرانيت الوردية تستقر فوق الصخور البركانية الداكنة النموذجية للمنطقة. يتشكل الجرانيت والبازلت البركاني من خلال عمليات جيولوجية مختلفة تماماً، وكان وجود الجرانيت في منطقة يهيمن عليها التضاريس البركانية يثير أسئلة لم يجب عليها أحد بشكل كامل. درسة جديدة الآن حلت اللغز — وفي القيام بذلك، كشفت عن هيكل جيولوجي بحجم غير عادي مختبئ تحت واحد من أهم الأنهار الجليدية في Antarctica.

نُشرت الدراسة في مجلة جيوعلوم رائدة من قبل فريق من الجيولوجيين British و American، واستخدمت مزيجاً من تحديد عمر الصخور ودراسات الجاذبية الجوية لربط الكتل السطحية بمصدرها: جسم جرانيت ضخم، أو pluton، مدفون لعدة كيلومترات تحت Pine Island Glacier ويمتد تقريباً 100 كيلومتر عرضاً عند أوسع نقطة له.

تحديد عمر الصخور

كان المفتاح لحل اللغز هو radiometric dating لكتل الجرانيت الوردية. طبق الفريق uranium-lead dating على بلورات zircon داخل الجرانيت، ووضع تشكيل الجرانيت في فترة Jurassic، قبل حوالي 170 مليون سنة — عندما كانت Antarctica جزءاً من القارة العملاقة Gondwana وتعاني من نشاط igneous واسع النطاق مرتبط بتفككها النهائي.

تشكيل جرانيت Jurassic في Antarctica ليس غير عادي في حد ذاته. ما جعل هذه النتائج مهمة هو ما يعنيه تحديد التاريخ حول رحلة الكتل إلى السطح. لم تتشكل الكتل محلياً من نشاط بركاني سطحي — بل تم تآكلها من العمق ونقلها صعوداً على مدار الوقت الجيولوجي بواسطة glacial dynamics، ظهرت على السطح عندما تقدمت وتراجعت أوراق الجليد المتذبذبة لـ Pine Island Glacier بناءً على الصخور الأساسية الكامنة.

دراسات الجاذبية الجوية تكشف الكتلة المخفية

بمجرد أن أشارت التواريخ radiometric إلى أن الكتل لها مصدر عميق مدفون، انتقل الفريق إلى دراسات جيوفيزيائية جوية أجريت فوق Pine Island Glacier للعثور عليها. تقيس دراسات gravity التغييرات الدقيقة في مجال الجاذبية الأرضي الناجمة عن الفروقات في كثافة الصخور تحت السطح. الجرانيت، كونه أقل كثافة من الصخور البركانية والـ metamorphic المحيطة التي تميز جزءاً كبيراً من أساس West Antarctica، ينتج توقيعاً gravity مميزاً يبرز في القياسات الحذرة.

كشفت بيانات المسح عن شذوذ gravity واضح يمتد تحت Pine Island Glacier — متسق مع وجود جسم جرانيت كبير. من خلال نمذجة شكل الشذوذ وحجمه، قدّر الباحثون أن الكتلة المدفونة يبلغ عرضها حوالي 100 كيلومتر وسمكها 7 كيلومترات في أعمق جزء منها، وتمثل واحدة من أكبر الهياكل الجيولوجية غير المكتشفة التي تم اكتشافها في Antarctica في العقود الأخيرة.

لماذا تعتبر هذه الاكتشاف مهماً لعلم الغطاء الجليدي

الكشف عن pluton جرانيت كبير تحت Pine Island Glacier ليس مجرد فضول جيولوجي. له آثار مباشرة على فهم سلوك الجليدية وساهمتها في ارتفاع مستوى سطح البحر. Pine Island Glacier هي واحدة من أسرع الأنهار الجليدية تغييراً في Antarctica وهي مركز قلق رئيسي لاستقرار الغطاء الجليدي. تتأثر ديناميكياتها بالصخور الأساسية التي تتدفق فوقها — يؤثر شكل الصخور وتركيبها وخصائصها الحرارية تحت الجليد على كيفية تحرك الجليدية وذوبانها.

يمكن للجرانيت أن يحتوي على تركيزات أعلى من العناصر المشعة بشكل طبيعي مثل uranium و thorium، التي تولد حرارة من خلال radioactive decay. حتى كمية إضافية متواضعة من الحرارة من جسم جرانيت كبير يمكن أن تؤثر على معدلات basal melting تحت الجليدية — العملية التي يذوب بها قاع الغطاء الجليدي في التلامس مع الصخور الأساسية، مما يزيل احتكاك تدفق الجليدية نحو المحيط.

الآثار على نمذجة الغطاء الجليدي

تعتمد النماذج الحالية لاستجابة West Antarctic Ice Sheet لتغير المناخ على افتراضات حول جيولوجيا basal مقيدة بقياسات نادرة في واحدة من أكثر البيئات التي يتعذر الوصول إليها على الأرض. يعني اكتشاف ميزة جيولوجية سابقة غير معروفة بهذا الحجم تحت Pine Island Glacier أن النماذج الموجودة قد تحتاج إلى مراجعة لحساب تأثيرها الحراري والفيزيائي على ديناميكيات الجليد.

هذا لا يعني بالضرورة أن سلوك الجليدية يكون أكثر إثارة للقلق مما تشير إليه التوقعات الحالية — جسم الجرانيت يمكن أن يوفر أيضاً تأثيراً مثبتاً في بعض السيناريوهات. ما تؤكده الاكتشاف هو كم تبقى مجهولة حول الركيزة الجيولوجية للأنهار الجليدية في Antarctica وكم يكون أهمية تلك الركيزة لفهم مستقبل الغطاء الجليدي.

تستند هذه المقالة إلى تقرير من Science Daily. اقرأ المقالة الأصلية.