در اعماق پوسته زمین و در لایه‌ای به نام گوشته، حرارت تجمع می‌یابد و به صورت پالس‌هایی بالا می‌آید. این حرکت که «بالاآیی گوشته» نام دارد، نقشی اساسی در شکل‌گیری آتشفشان‌ها، گسست قاره‌ها و ایجاد حوضه‌های اقیانوسی جدید ایفا می‌کند.
چرا فرورفتگی عفار اهمیت دارد؟
در شرق آفریقا، فرورفتگی عفار یکی از نقاط منحصربه‌فرد زمین‌شناسی است، زیرا سه مرز واگرا در آنجا به هم می‌رسند:
- گسل اصلی اتیوپی
- گسل دریای سرخ
- گسل خلیج عدن
زمین‌شناسان مدت‌ها به وجود یک بالاآیی گوشته در این منطقه مشکوک بودند، اما شکل دقیق، ترکیب و نحوه تعامل آن با صفحه‌های تکتونیکی مشخص نبود. اکنون پژوهشی تازه تصویری شفاف‌تر از این پدیده ارائه کرده است.
پالس‌های گوشته از اعماق زمین
نمونه‌برداری از آتشفشان‌های جوان
گروهی از پژوهشگران دانشگاه ساوت‌همپتون با جمع‌آوری نمونه‌های گدازه از بیش از ۱۳۰ آتشفشان جوان، ترکیب شیمیایی سنگ‌ها را بررسی کردند. نتایج نشان داد که بالاآیی گوشته در عفار ساده یا یکنواخت نیست، بلکه نامتقارن و ترکیبی از ستون‌ها و مواد داغ گوشته با ویژگی‌های متفاوت است؛ درست مانند یک وصله‌دوزی پیچیده.
امواجی با امضای شیمیایی خاص
اِما واتس، نویسنده اصلی این پژوهش، توضیح داد:
«ما دریافتیم گوشته در زیر عفار نه یکنواخت است و نه ثابت. این جریان‌ها دارای پالس‌هایی با امضاهای شیمیایی متفاوت هستند و توسط صفحات شکافنده بالای خود هدایت می‌شوند.»
از آنجا که این صفحات در حال کشش و نازک شدن‌اند، مواد داغ راحت‌تر به سمت بالا حرکت می‌کنند، پوسته را ضعیف‌تر می‌سازند و روند شکل‌گیری یک اقیانوس جدید را سرعت می‌بخشند.
ضربان گوشته مانند تپش قلب
شباهت به ریتم قلب
پروفسور تام گرنون، یکی از نویسندگان مقاله، این پدیده را به ضربان قلب تشبیه کرده است:
«ردیف‌های شیمیایی نشان می‌دهند که ستون گوشته به صورت ضربانی عمل می‌کند، درست مانند تپش قلب. این ضربان‌ها بسته به ضخامت پوسته و سرعت جدا شدن آن رفتار متفاوتی دارند.»
تفاوت در نقاط مختلف
- در مناطقی مانند گسل دریای سرخ که پوسته سریع‌تر از هم جدا می‌شود، جریان گوشته متمرکزتر و سریع‌تر است.
- در بخش‌های کندتر، این جریان آرام‌تر و گسترده‌تر حرکت می‌کند.
پیوند دینامیک تکتونیک و گوشته
شکاف قاره‌ای و فرسایش پوسته
دریک کِیر، یکی از نویسندگان همکار، تأکید می‌کند که تکامل بالاآیی‌های گوشته به طور مستقیم به حرکت صفحات تکتونیکی مرتبط است. این تعامل نه تنها باعث آتشفشان‌های سطحی و زمین‌لرزه‌ها می‌شود، بلکه فرآیند جدایی قاره‌ها را نیز رقم می‌زند.
بالاآیی شناسایی‌شده در حال فرسایش لیتوسفر (پوسته سخت بیرونی زمین) از زیر است و ضخامت آن را در برخی مناطق به ۱۵ کیلومتر کاهش می‌دهد. این نازک شدن همراه با کشش ناشی از حرکت صفحات، فوران‌های دوره‌ای آتشفشانی را به دنبال دارد.
شواهد آتشفشانی و لرزه‌ای
- جریان‌های فعال گدازه از کوه آتشفشانی «اِرتا آلِه» در اتیوپی
- پوشش گسترده گدازه در بخش‌های وسیعی از اتیوپی
- دسته‌های لرزه‌ای که نشانگر شکل‌گیری پوسته جدید هستند
به باور دانشمندان، در نهایت آب دریا به این شکاف وارد خواهد شد و شاخ آفریقا از قاره جدا می‌شود؛ درست مانند آنچه میلیون‌ها سال پیش در جدایی اقیانوس اطلس از اروپا و آمریکای شمالی رخ داد.
پیامدهای جهانی ضربان گوشته
تغییرات اقلیمی و انقراض‌ها
نمونه‌هایی مانند «استان بزرگ آذرین اقیانوس اطلس شمالی» که ۶۰ میلیون سال پیش ستون‌های بازالتی ایرلند شمالی (جاده غول‌ها) را شکل دادند، به دلیل انتشار حجم عظیم CO2 و SO2 با تغییرات اقلیمی و حتی انقراض‌های دسته‌جمعی مرتبط دانسته می‌شوند.
بنابراین، درک ریتم بالاآیی عفار تنها به زمین‌شناسی منطقه محدود نمی‌شود، بلکه می‌تواند به توضیح فوران‌های عظیم و تغییرات ناگهانی محیطی در تاریخ زمین کمک کند.
چشم‌انداز آینده پژوهش
مسیرهای پژوهشی تازه
دانشمندان قصد دارند نقشه‌برداری دقیق‌تری از جریان گوشته زیر پوسته‌های نازک انجام دهند تا ارتباط آن با مسیر دریچه‌های آتشفشانی را بهتر بشناسند.
کِیر توضیح می‌دهد:
«این یافته‌ها نشان می‌دهند که جریان‌های عمیق گوشته می‌توانند در زیر صفحات حرکت کنند و فعالیت‌های آتشفشانی را به نقاطی هدایت کنند که پوسته در آنجا نازک‌تر است.»
واتس نیز در پایان تأکید می‌کند:
«برای درک فرآیندهای زیرسطحی زمین، همکاری میان رشته‌های مختلف ضروری است. بدون به‌کارگیری روش‌های گوناگون، تصویر کامل نمایان نمی‌شود؛ درست مانند پازلی که تکه‌های آن ناقص باشد.»
جمع‌بندی
این پژوهش نشان می‌دهد که بالاآیی‌های گوشته صرفاً ویژگی‌های عمیق زمین نیستند، بلکه به طور فعال توسط حرکت صفحات تکتونیکی شکل می‌گیرند و هدایت می‌شوند. به بیان دیگر، میان اعماق زمین و سطحی که ما روی آن زندگی می‌کنیم، ارتباطی پویا و ضربان‌دار وجود دارد.
امروز دانشمندان توانسته‌اند «تپش‌های گوشته» را زیر اتیوپی بشنوند؛ سیگنالی ریتمیک از نیروهایی که قاره‌ای عظیم را به آرامی می‌شکافند و مرزهای اقیانوسی تازه‌ای را ترسیم می‌کنند.
