يؤدي التنقيب تحت الأرض إلى زعزعة وجهات النظر الراسخة لتكوين الجبال

يقترح بحث جديد بقيادة جامعة ولاية كولورادو أن الإجابات عن كيفية تشكل الجبال ولماذا يتم دفنها بشكل أعمق مما كان يعتقد من قبل.

قال المؤلف الرئيسي والأستاذ المساعد لعلوم الأرض في جامعة ولاية كاليفورنيا شون جالين: “بناء الجبال هو عملية أساسية لكيفية عمل الأرض ، وتشير هذه الدراسة إلى أننا قد لا نفهمها كما كنا نظن”.

طور جالينوس وفريقه مجموعات بيانات وأساليب جديدة لاستخدام التضاريس في إعادة بناء التواريخ التفصيلية للمباني الجبلية في جنوب إيطاليا. أنتج نهجهم الفريد ما يصفه جالينوس بالنتائج “المشوشة”.

في مناطق الاندساس ، كما هو الحال في كالابريا في جنوب إيطاليا ، تغوص إحدى الصفائح التكتونية تحت صفيحة أخرى. يُعتقد أن الجبال في هذه التكوينات قد تكونت نتيجة انهيار قشرة الأرض وتكثيفها.

جمع الفريق القياسات التي سجلت نطاقات زمنية قصيرة وطويلة جيولوجيًا ، من آلاف السنين إلى عشرات الملايين من السنين. مثل “المسجل الجيولوجي” للتاريخ التكتوني ، امتلأت المناظر الطبيعية بالباقي.

منظر كالابريا يطل على البحر التيراني مع شرفة بحرية في المقدمة (منطقة مسطحة). الائتمان: شون غالن

قال جالين: “في جنوب إيطاليا ، المناظر الطبيعية هي في الحقيقة الجسر بين هذه الأنماط المختلفة التي نستخدمها بشكل مشترك”.

تشير البقع المستوية والمرتفعة من الأرض على طول “إصبع القدم” في شبه الجزيرة الإيطالية إلى فترة من التكوين الجبلي البطيء ، ويشير التحول الحاد في الأسفل إلى تسارع سريع. سمحت هذه الآثار على المناظر الطبيعية للباحثين بإنشاء سجل طويل الأجل ومستمر لتطور الصخور ، وهو السجل الأطول والأكثر اكتمالاً من نوعه.

قال جالين: “لقد توقعنا وجود علاقة بين معدل غوص الصفيحة أسفل الصفيحة الأخرى بمرور الوقت ورفع الصخور لدينا ، وهو ما لم نره”.

يبدو أن انهيار القشرة وتكثيفها ثانوي لعملية أخرى تشارك في تكوين جبال كالابريا. تشير البيانات إلى أن الصفيحة السفلية تنزل عبر وشاح الأرض وتغير مجال تدفق الوشاح كعامل أساسي يتحكم في رفع الصخور.

طلاب الدراسات العليا بجامعة CSU ، أخذ عينات من حجر الأساس لعلم التاريخ الحراري في كالابريا ، إيطاليا. من اليسار ، نيكي سيمور ، المؤلف الثاني للدراسة ، جوانا إيدمان وإيال ماردر. الائتمان: شون غالن

قال جالين: “تشير النتائج إلى أن الطريقة النموذجية التي نرى بها تشكل الجبال ليست في جنوب إيطاليا”. “يبدو أنه يتم التحكم فيه من خلال أشياء أعمق بكثير داخل نظام الأرض. وقد شوهد هذا السلوك في النماذج ، ولكن ليس في الطبيعة. هذه هي المرة الأولى التي نعتقد أننا لاحظنا فيها ذلك.

حذر جالين من أن هناك حاجة إلى مزيد من البيانات لتأكيد صحة تفسيرها ، لكنها مدعومة من قبل النماذج العددية الحالية. ربط العلماء سابقًا بين ارتفاع الجبال وتفاعلات الصفائح التكتونية في الوشاح المتدفق على الأرض ، لكن هذه الدراسة تشير لأول مرة إلى أن هذه الآلية تهيمن على بناء الجبال في مناطق الاندساس.

قال جالين: “يبدو أن التسجيلات التي أجريناها تظهر أن إشارات أعماق الأرض تهيمن على ما يحدث على السطح”. “أنا أعمل في البحر الأبيض المتوسط ​​منذ 15 عامًا ، وقد غيّر هذا القرار بشكل عميق الطريقة التي أفكر بها بشأن هذه المناطق الفرعية.”

منظر كالابريا يطل على البحر التيراني مع شرفة بحرية في المقدمة (منطقة مسطحة). الائتمان: شون غالن

بحث تحولي وشفاف

تمثل التقنيات الجديدة التي تم تطويرها لهذه الدراسة طفرة في إنشاء تاريخ طويل المدى لرفع الصخور.

طورت المجموعة إطارًا موحدًا يعتمد على مجموعة من القياسات الجيولوجية القياسية – علم الزمن الحراري ، والنويدات الكونية ، وملامح نهر سفوح التلال ، وسجل لمستويات سطح البحر السابقة الموجودة في مصاطب المحيط. يعود النهج الجديد إلى الوراء في الزمن أكثر من الطرق الأخرى ويستخدم مجموعات بيانات مختلفة لتقييد النمذجة بطريقة فريدة.

يتم تطبيق هذه الطريقة بشكل أفضل على الهياكل النشطة حيث توفر المناظر الطبيعية الحديثة آثارًا لتاريخها. نظرًا لأن النظام كان نشطًا في الزمن الجيولوجي ، فمن الصعب إعادة بناء تاريخه بثقة.

تم نشر برنامج تم تطويره من أجل الدراسة DOI: 10.1038/s41561-023-01185-4