«صخرة خضراء» تحافظ على استدامة الحياة بالأرض

صخرة «السربنتينيت»

حددت دراسة أميركية جديدة، «السربنتينيت»، وهي صخرة خضراء تشبه إلى حد ما جلد الثعبان وتحمل السوائل في هياكلها المعدنية، كمحرك رئيسي لعملية إعادة تدوير الأكسجين، ما ساعد في الحفاظ على الغلاف الجوي المستدام للحياة على الأرض، وتم الإعلان عن هذا الإنجاز في دورية «ساينس أدفانسيس».
يقول إستيبان جازيل، الأستاذ المشارك في علوم الأرض والغلاف الجوي بكلية الهندسة جامعة كورنيل، والمؤلف الرئيسي المشارك بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة 29 نوفمبر (تشرين الثاني) الماضي: «هذه الدورة هي حقاً قضية كبرى، ففي النهاية، نتحدث عن ميزانية الأكسجين على الكوكب وكيف تتم موازنة ذلك من خلال عمليات مثل اندساس الأكسجين».
وتعمل الأرض باستمرار على إعادة تدوير إمداداتها الواهبة للحياة من الماء والأكسجين، حيث تغرق الصفائح التكتونية أو تغوص في أعماق الكوكب، ويتم نقل العناصر إلى أسفل عندما تنزلق قطعة واحدة من قشرة الكوكب أسفل أخرى، وتعاود الظهور عبر البراكين الناتجة.
وهذه عملية حاسمة. لكن كيف بالضبط، يعيد «الاندساس» تدوير الأكسجين ويسمح له بالتفاعل مع العناصر الأخرى، هذا ما كان ذلك دائماً موضوع نقاش بين علماء الجيولوجيا. باستخدام البراكين لسبر أعماق الأرض، قامت الدراسات السابقة بفحص مستويات الأكسجين في وشاح الأرض، الطبقة المليئة بالصهارة مباشرة تحت القشرة، بحثاً عن أدلة.
وأشار بعض علماء الجيولوجيا إلى زيادة الأكسدة تحت الأقواس البركانية، حيث يغرق الغلاف الصخري المحيطي المائي في الوشاح، وكانت النظرية الرائدة هي أن مياه المحيط التي تنقل الهيدروجين إلى الوشاح تؤثر على حالة الأكسدة، لكن الدراسة الجديدة وجدت أن الأكسجين يدخل الوشاح في سوائل مشتقة من صخور السربنتينيت «المسخنة والمضغوطة». وتحت قاع البحر، تخلق عملية إنتاج «السربنتينيت»، صخوراً تحبس سوائل شديدة التأكسد بالداخل، وفي النهاية تنغمس هذه السربنتينات في الوشاح.
يقول جازيل: «في النهاية، سيتم عصر تلك العصائر السربنتينية اعتماداً على الزاوية والظروف الحرارية، ويتم إطلاق هذه السوائل وتؤكسد الوشاح أسفل البراكين». ومع قيود السفر، بسبب وباء «كورونا»، أمضى جازيل وفريقه وقتاً عام 2020 في تحليل مجموعة بيانات موجودة بعناية لتركيبات الحمم البركانية الخاصة. ويضيف: «كنا نبحث في العلاقة بين العمليات المختلفة، وعلى سبيل المثال، كانت هناك بعض مجموعات البيانات الإقليمية التي تربط سُمك القشرة بالأكسدة، لكنها لم تكن منطقية بمجرد أن جعلنا دراستنا عالمية».
وبمجرد دمج مجموعات بيانات كافية، تم القضاء على بعض الارتباطات بينما أصبح الارتباط بين السوائل المرتبطة بصخور «السربنتينيت» والأكسدة واضحاً.
وعلى وجه التحديد، أثبتت الظروف الديناميكية الحرارية وهندسة نظام الاندساس، أنها تتحكم في جفاف السربنتين وحالة أكسدة الوشاح، مع مناطق اندساس أكثر برودة وانحداراً توفر مزيداً من الأكسدة.