بلورات صغيرة تلتقط ملايين السنين من تاريخ سلسلة الجبال - يقوم جيولوجي بالتنقيب في جبال الهيمالايا باستخدام المجهر

جبال الهيمالايا تقف كذلك أعلى سلسلة جبال على وجه الأرض, ، وربما الأعلى على الإطلاق.كيف تشكلت؟لماذا هو طويل القامة؟

قد تعتقد أن فهم سلاسل الجبال الكبيرة يتطلب قياسات كبيرة، ربما التصوير عبر الأقمار الصناعية على مدى عشرات أو مئات الآلاف من الأميال المربعة.على الرغم من أن العلماء يستخدمون بالتأكيد بيانات الأقمار الصناعية، إلا أن الكثير منا، بما في ذلك أنا, ، قم بدراسة أكبر السلاسل الجبلية بالاعتماد على أصغر القياسات الموجودة فيها معادن صغيرة التي نمت مع تشكل سلسلة الجبال.

تم العثور على هذه المعادن في الصخور المتحولة – الصخور المتحولة بالحرارة أو الضغط أو كليهما.واحدة من أعظم المتع في دراسة الصخور المتحولة تكمن في التحليل الدقيق من معادنهم.ومن خلال قياسات على مقاييس أصغر من سمك شعرة الإنسان، يمكننا اكتشاف العمر والتركيبات الكيميائية المخبأة داخل البلورات الصغيرة لفهم العمليات التي تحدث على نطاق هائل.

قياس العناصر المشعة

المعادن التي تحتوي على عناصر مشعة لها أهمية خاصة لأن هذه العناصر، التي تسمى الآباء، تتحلل بمعدلات معروفة لتشكل عناصر مستقرة تسمى البنات.بواسطة قياس نسبة الوالدين إلى الابنة, يمكننا تحديد عمر المعدن.

مع التحليل الجزئي، يمكننا حتى قياس الأعمار المختلفة في أجزاء مختلفة من البلورة لتحديد مراحل النمو المختلفة.ومن خلال ربط كيمياء المناطق المختلفة داخل المعدن بالأحداث في تاريخ سلسلة جبال، يمكن للباحثين استنتاج كيفية تجميع سلسلة الجبال ومدى سرعة ذلك.

قمت أنا وفريق البحث الخاص بي بتحليل وتصوير أ حبة واحدة من المونازيت المتحول من الصخور التي جمعناها من منطقة أنابورنا بوسط نيبال.على الرغم من أن طولها يبلغ 0.07 بوصة (1.75 ملم) فقط، إلا أنها بلورة عملاقة وفقًا لمعايير الجيولوجيين - أكبر بحوالي 30 مرة من بلورات المونازيت النموذجية.لقد أطلقنا عليها اسم "مونزيلا".

باستخدام محلل دقيق مسبار الإلكترون, قمنا بجمع وتصور بيانات حول تركيز الثوريوم - وهو عنصر مشع، يشبه اليورانيوم - في البلورة.وتظهر الألوان توزيع الثوريوم، حيث يشير اللون الأبيض والأحمر إلى تركيزات أعلى، بينما يشير اللون الأزرق والبنفسجي إلى تركيزات أقل.تمثل الأرقام المتراكبة على الصورة العمر بملايين السنين.

يقيس تأريخ الرصاص بالثوريوم نسبة الثوريوم الأم إلى الرصاص الناتج؛وتعتمد هذه النسبة على معدل اضمحلال الثوريوم وعمر البلورة.نرى منطقتين مختلفتين موجودتين في العينة:نواة عمرها حوالي 30 مليون عام تحتوي على تركيزات عالية من الثوريوم، وحافة منتفخة عمرها حوالي 10 ملايين عام تحتوي على تركيزات منخفضة من الثوريوم.

ماذا تعني هذه العصور؟

كما الهندي الصفائح التكتونية عندما تتجه الصخور شمالًا إلى آسيا، يتم دفن الصخور عميقًا أولاً، ثم تُدفع جنوبًا على صدوع ضخمة.هذه العيوب المسؤول حاليا لبعض الزلازل الأكثر كارثية على كوكبنا.على سبيل المثال، في عام 2015، بلغت قوة الزلزال 7.8 زلزال جورخا في وسط نيبال، تسببت في انهيارات أرضية دمرت مدينة لانجتانج، حيث كنت أعمل قبل حوالي اثنتي عشرة سنة.توفي هناك ما يقدر بـ 329 شخصًا، ونجا 14 فقط.

تشير تحليلاتنا الكيميائية لبلورة المونازيت والعينات القريبة منها إلى أن هذه الصخور دُفنت عميقًا تحت الصدوع الدافعة، مما أدى إلى ذوبانها جزئيًا وتشكيل نواة المونازيت التي يبلغ عمرها حوالي 30 مليون عام.منذ حوالي 10 ملايين سنة، تم حمل الصخور على صدع دفع كبير، لتشكل حافة المونازيت.وتُظهر هذه البيانات أن بناء سلاسل الجبال يستغرق وقتًا طويلاً - على الأقل 30 مليون سنة، في هذه الحالة - وأن الصخور تدور من خلالها بشكل أساسي.

ومن خلال دراسة الصخور في مواقع أخرى، يمكننا رسم خريطة لحركة هذه التوجهات وفهم أصول جبال الهيمالايا بشكل أفضل.