فورانهای عظیم آتشفشانی نه تنها میتوانند زیرساختهای حیاتی را نابود کنند و باعث اختلال در پروازهای هوایی ویرانگر شوند، بلکه پتانسیل تغییر اقلیم برای سالها و حتی از میان بردن بخش بزرگی از زیستکره را نیز دارند. درک پدیدههایی که منجر به این گونه فورانهای ویرانگر میشوند، از اهمیت بالایی برخوردار است.
زمینه علمی: گوشته زمین و ساختارهای ناشناخته
به نوشته ساینس آلرت، در اعماق چند هزار کیلومتری زیر سطح زمین، لایهای سخت و فوقالعاده داغ به نام «گوشته زیرین» قرار دارد. شاید بیشتر منابع علمی این ناحیه را به صورت سطحی هموار نشان دهند، اما پژوهشهای جدید اثبات کردهاند که این لایه در واقع حاوی پستی و بلندیهای وسیعی است. در دل گوشته زیرین، دو ساختار عظیم با اندازه قارهای وجود دارد که به نظر میرسد جنس آنها با محیط اطراف متفاوت باشد. این ساختارهای زیرزمینی که اصطلاحاً «تودهها» یا BLOBS نامگذاری شدهاند، شامل رشتهکوههایی پرپیچوخم هستند که مشابه حرکت صفحات تکتونیکی سطح زمین، جابجایی و تغییر شکل میدهند.
کشف جدید دانشمندان: BLOBS و ارتباط آنها با آتشفشانها
تیم پژوهشی به رهبری آنالیس کوکیارو، آتشفشانشناس دانشگاه وولونگونگ استرالیا، نشان دادهاند که این تودههای پایهای در گوشته زیرین به شکلگیری فورانهای آتشفشانی سطح زمین ارتباط مستقیم دارند. این تیم تحقیقاتی با استفاده از سه پایگاه داده مختلف که جزئیات دقیقی از فورانهای بزرگ حدود ۳۰۰ میلیون سال پیش را ارائه میدهند، موفق به اثبات این ارتباط شدهاند.
طبق یافتههای این پژوهش، ستونهای داغ و عظیمی از جنس سنگ، موسوم به ستونهای گوشتهای یا mantle plumes، وقتی از عمق حدود ۳۰۰۰ کیلومتری زمین به بالا صعود میکنند، پدیدههایی همچون فورانهای عظیم و انقراض گسترده گونههای زیستی (مانند نابودی دایناسورها) را رقم زدهاند. در این پژوهش مشخص شد که BLOBS منبع اصلی این ستونهای گوشتهای هستند و در جایگاههایی که این تودهها وجود داشته یا نزدیک به آن بودهاند، آتشفشانهای عظیم به وقوع پیوسته است.
کوکیارو در این زمینه میگوید: «این تحقیق نشاندهنده اهمیت ستونهای گوشته در نقش آفرینی آنها به عنوان ‘بزرگراههای ماگمایی’ به سوی سطح زمین و ایجاد فورانهای عظیم است. همچنین نشان میدهد که این ستونها همراه با منبع خود یعنی BLOBS جابجا میشوند.»
پویایی BLOBS و نتایج شبیهسازی
در گوشته زیرین، دو BLOBS عمده شناسایی شدهاند: یکی زیر نیمکره آفریقا و دیگری در عمق زیر اقیانوس آرام. هنوز دقیقاً مشخص نیست که این تودهها ثابت بودهاند یا در نتیجه همرفت گوشته به طور مستمر حرکت داشتهاند؛ اما یافتههای جدید به پویایی این سامانه و تأثیرات مستقیم آن بر سطح زمین اشاره دارند. شبیهسازی حرکت این تودهها یک میلیارد سال پیش نشان داد که BLOBS میتوانند ستونهای گوشتهای را با زاویههای متفاوت نسبت به سطح زمین تولید کنند؛ بنابراین، فورانهای بزرگ آتشفشانی معمولاً دقیقاً بالای این BLOBS یا نزدیک به آنها اتفاق افتاده است.
نیکلاس فلامان، زمینشناس برجسته و همکار این پروژه میافزاید: «ما با استفاده از آمار نشان دادیم که مکانهای فورانهای عظیم آتشفشانی گذشته به طور معناداری با محلهای پیشبینی شده ستونهای گوشتهای در مدلهای ما تطابق دارد. این یافته امیدبخش است زیرا نشان میدهد شبیهسازیهای ما منطبق با شواهد زمینشناسی است.»
پیامدها و چشماندازهای آینده
در حالی که فورانهای عظیم قدرت تخریب بینظیری دارند، اما در عین حال منشأ پیدایش منابع ارزشمند زمینشناسی نیز هستند. شناسایی محلهای احتمالی این فورانها، چه در گذشته و چه در آینده، میتواند به کشف ذخایر کیمبرلیت (سنگ مادر الماس) و سایر مواد معدنی باارزش که قابلیت استفاده در انرژیهای تجدیدپذیر دارند، کمک کند.
فلامان در پایان اشاره میکند: «این پژوهش یکی از پرسشهای قدیمی جامعه علمی را حل کرده است: اینکه BLOBS ساکناند یا متحرک، و نقش آنها در فورانهای آتشفشانی عظیم چیست. اکنون هیجانانگیز است که میتوانیم این معماهای ژرف زمین را بازگشایی کنیم.»
نتیجهگیری
کشف رابطه میان تودههای اسرارآمیز گوشته زیرین و وقوع فورانهای آتشفشانی عظیم گامی بزرگ در درک پویاییهای زمین است. این دستاورد نهتنها به ما کمک میکند تا نقاط پرخطر زمینشناسی را شناسایی کنیم و برای آینده آمادگی بیشتری داشته باشیم، بلکه میتواند راهگشای کشف منابع معدنی ارزشمند و درک فرآیندهای بکر در اعماق سیارهمان باشد. فهم پویایی BLOBS و ستونهای گوشتهای، افقهای تازهای را پیش روی دانش زمینشناسی و علوم سیارهای گشوده است.
