اكتشاف حُطام كوكب غريب في أعماق قشرة الأرض
اصطدام كوكبي كبير جداً إلى درجة أنه شكَّل القمر وخلَّف أيضاً بقايا غيّرت وشاح الأرض
قبل نحو 4.5 بليون سنة، أدى الاصطدام الهائل بكوكب آخر إلى تغيير الأرض إلى الأبد. حالياً، اكتشف علماء أن الحطام الناتج عن الاصطدام ما زال موجوداً داخل عالمنا. يمكن أن تكون قطع المادة التي يبلغ طولها عشرات الكيلومترات، من بقايا كوكب أولي قديم (جسم كبير من المادة في طور التطور إلى كوكب) يُعرَف باسم ثِيا Theia، وفقاً للعلماء. كان من الممكن أن يكون حجم ثِيا بحجم المريخ عندما اصطدم بالأرض في طور تطورها.
ووجدت الدراسة الجديدة التي نُشرت في مجلة نيتشر Nature، أن حطام ثِيا المدفون والمحفوظ تحت القشرة يُشكل ما يصل إلى 2% من كتلة الأرض. كما أن المواد الغريبة أكثر كثافة من وشاح الأرض، ويعتقد العلماء أن السبب في ذلك هو أنها غنية بالحديد، مثل صخور القمر.
يعتقد عديد من العلماء منذ فترة طويلة أن القمر تشكل في أثناء الاصطدام بين ثِيا والأرض. وتشير عمليات المحاكاة السابقة إلى أن القمر يتكون في الغالب من شظايا الكوكب الأولي الفضائي. وتشير عمليات المحاكاة نفسها أيضاً إلى أن ثِيا لم تلوث الأرض إلا على نحو طفيف، نظراً إلى قلة الأدلة المباشرة على وجود الكوكب البدائي.
لكن الدراسة الجديدة تتحدى هذه الفكرة، وبدلاً من ذلك تظهر أن تأثيراته في الأرض كانت كبيرة.
على مدى سنوات عديدة، تحيَّر العلماء حيالَ النشاط الزلزالي الشاذ الذي يحدث في أعماق قشرة الأرض. هناك مكانان تنتقل فيهما الموجات الزلزالية بسرعات منخفضة على نحو غامض: تحت الصفيحة التكتونية الإفريقية وتحت الصفيحة التكتونية للمحيط الهادئ. ويؤثر هذا في بنية الصفائح التكتونية، ومن ثم في انضمام القارات العظمى وانفصالها.
لحل هذا اللغز، أجرى علماء من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا California Institute of Technology في الولايات المتحدة الأمريكية، ومرصد شنغهاي الفلكي Shanghai Astronomical Observatory (اختصاراً: المرصد SHAO) في الصين، عمليات محاكاة حاسوبية باستخدام حسابات تضمَّنت محاكاة عالية الدقة للصدمات، ونمذجات الحمل الحراري للوشاح Mantle convection [أو حركته الزاحفة البطيئة المتأثرة بتيارات الحمل الحراري من باطن الأرض إلى السطح]، وحسابات فيزياء المعادن، والمسح الزلزالي Seismic imaging.
واكتشفوا أن المادة الموجودة في منطقتي الموجات الزلزالية منخفضة السرعة أكثر كثافة بنسبة 2-3.5% من الوشاح المحيط بها. من المحتمل أن هذه الكثافة العالية سببت غرق المادة التي يمكن أن تكون شظايا ثِيا، نحو قلب الأرض وتشكيل مناطق منخفضة السرعة ساعدت على تشكيل الأرض كما نعرفها.
وقال هونغبينغ دينغ Hongping Deng، الأستاذ المساعد في المرصد SHAO وأحد مؤلفي الورقة البحثية: ”إن الارتطام الهائل الذي شكل القمر يمثل [على الأرجح] نقطة البَدء للتطور الجيولوجي للأرض على مدار 4.5 بليون سنة“.
يمكن أن تساعدنا النتائج على معرفة مزيد عن تكوين الأرض والقمر والكواكب البعيدة خارج مجموعتنا الشمسية.
