تظهر الرابط المفقود لتاريخ Snowball Earth من بعض الصخور غير العادية في Pikes Peak في كولورادو

منذ حوالي 700 مليون سنة، بردت الأرض كثيرًا لدرجة أن العلماء يعتقدون أن الصفائح الجليدية الضخمة غطت الكوكب بأكمله مثل كرة ثلج عملاقة.هذا التجميد العالمي العميق، والمعروفة باسم كرة الثلج الأرض, ، تحملت ل عشرات الملايين من السنين.

ومع ذلك، بأعجوبة، في وقت مبكر من الحياة لم يصمد فحسب، بل ازدهر.وعندما ذاب الجليد وذابت الأرض، ظهرت حياة معقدة متعددة الخلايا, مما يؤدي في النهاية إلى أشكال الحياة التي نعرفها اليوم.

ال فرضية الأرض كرة الثلج وقد استند إلى حد كبير على أدلة من الصخور الرسوبية المكشوفة في المناطق التي ذات مرة كانت على طول السواحل والبحار الضحلة كذلك نمذجة المناخ.إن الأدلة المادية التي تشير إلى أن الصفائح الجليدية تغطي المناطق الداخلية من القارات في المناطق الاستوائية الدافئة ظلت بعيدة عن العلماء - حتى الآن.

في بحث جديد يصف فريقنا من الجيولوجيين، المنشور في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، الحلقة المفقودة، الموجودة في حجر رملي غير عادي مغطى بالحصى ومغلف داخل الجرانيت الذي يشكل قمة بايكس بيك في كولورادو.

حل لغز الأرض كرة الثلج على الجبل

بايكس بيك, كان اسمه في الأصل Tavá Kaa-vi من قبل شعب يوت، تضفي اسم أجدادها، تافا، على هذه الصخور البارزة.هم تتكون من injectites الرمال الصلبة, ، والتي تشكلت بطريقة مشابهة للحقن الطبي عندما تم دفع السائل الغني بالرمال إلى الصخور الأساسية.

أحد التفسيرات المحتملة لما خلق هذه الحجارة الرملية الغامضة هو الضغط الهائل للطبقة الجليدية المغطاة بأرض سنوبول، مما يجبر الرواسب الممزوجة بالمياه الذائبة على الصخور الضعيفة بالأسفل.

ومع ذلك، فإن إحدى العقبات التي تحول دون اختبار هذه الفكرة هي عدم وجود عمر محدد للصخور للكشف عن الوقت الذي توجد فيه الظروف الجيولوجية المناسبة لحقن الرمال.

لقد وجدنا طريقة لحل هذا اللغز، باستخدام عروق الحديد الموجودة بجانب حقن تافا، بالقرب من بايكس بيك وأماكن أخرى في كولورادو.

تحتوي معادن الحديد على كميات منخفضة جدًا من العناصر المشعة التي تحدث بشكل طبيعي، بما في ذلك اليورانيوم، والذي يتحلل ببطء يضمحل إلى عنصر الرصاص بمعدل معروف.التطورات الحديثة في التعارف الإشعاعي القائم على الليزر سمح لنا بقياس نسبة اليورانيوم إلى نظائر الرصاص في معدن أكسيد الحديد الهيماتيت للكشف عن المدة التي مضت منذ تشكل البلورات الفردية.

يبدو أن العروق الحديدية قد تشكلت قبل وبعد حقن الرمال في صخور كولورادو:لقد وجدنا عروقًا من الهيماتيت والكوارتز تقطع سدود تافا وتتقاطع مع سدود تافا.وقد سمح لنا ذلك بمعرفة الفئة العمرية لحقن الرمل، والتي يجب أن تكون قد تشكلت قبل ما بين 690 مليون و660 مليون سنة.

إذن، ماذا حدث؟

الإطار الزمني يعني أن هذه الحجارة الرملية تشكلت خلال العصر الكريوجيني، من 720 مليون إلى 635 مليون سنة مضت.الاسم مشتق من "الولادة الباردة" في اليونانية القديمة وهو مرادف للاضطرابات المناخية وتعطيل الحياة على كوكبنا - بما في ذلك كرة الثلج.

في حين أن مسببات البرد القارس في ذلك الوقت لا تزال محل نقاش، إلا أن النظريات السائدة تتعلق بذلك التغيرات في نشاط الصفائح التكتونية, بما في ذلك إطلاق الجزيئات في الغلاف الجوي التي تعكس ضوء الشمس بعيدًا عن الأرض.في نهاية المطاف، أ تراكم ثاني أكسيد الكربون الناتج عن إطلاق الغازات البركانية ربما أدى إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب مرة أخرى.

من المحتمل أن يكون تافا الموجود في Pikes Peak قد تشكل بالقرب من خط الاستواء داخل قلب An القارة القديمة اسمها لورينتيا, ، والتي انتقلت تدريجياً بمرور الوقت والدورات التكتونية الطويلة إلى موقعها الشمالي الحالي في أمريكا الشمالية اليوم.

تمت مناقشة أصل صخور تافا لأكثر من 125 عاما, ، لكن التكنولوجيا الجديدة سمحت لنا بربطها بشكل قاطع بفترة الأرض الكروية الثلجية لأول مرة.

يبدو السيناريو الذي نتصوره لكيفية حدوث حقن الرمال كما يلي:

أنتجت طبقة جليدية عملاقة تحتوي على مناطق من التسخين الحراري الأرضي في قاعدتها مياهًا ذائبة، اختلطت مع الرواسب الغنية بالكوارتز في الأسفل.وقد خلق وزن الغطاء الجليدي ضغوطًا هائلة أجبرت هذا السائل الرملي على البقاء في الصخر الذي ضعف بالفعل على مدى ملايين السنين.على غرار التكسير الهيدروليكي للغاز الطبيعي أو النفط اليوم، أدى الضغط إلى تشقق الصخور ودفع المياه الرملية الذائبة، مما أدى في النهاية إلى تكوين الحقن التي نراها اليوم.

أدلة على لغز جيولوجي آخر

لا تؤدي النتائج الجديدة إلى تعزيز فرضية كرة الثلج العالمية فحسب، بل إن وجود حقن تافا داخل الصخور الضعيفة والمتكسرة التي كانت تغطيها الصفائح الجليدية يوفر أدلة حول ظواهر جيولوجية أخرى.

الفجوات الزمنية في سجل الصخور التي نشأت من خلال التآكل و يشار إليها باسم عدم المطابقة يمكن رؤيتها اليوم في جميع أنحاء الولايات المتحدة، وأشهرها في جراند كانيون، حيث يوجد في بعض الأماكن أكثر من مليار سنة مفقودة.تحدث حالات عدم التوافق عندما تتم إزالة فترة طويلة من التآكل وتمنع طبقات جديدة من الصخور من التشكل، مما يترك اتصالاً غير قابل للتوافق.

تدعم نتائجنا أن عدم التوافق الكبير بالقرب من Pikes Peak يجب أن يكون قد تشكل قبل الأرض الثلجية المبردة.وهذا يتعارض مع الفرضيات التي تنسب تشكيل عدم المطابقة الكبير إلى تآكل واسع النطاق بواسطة الصفائح الجليدية للأرض سنوبول نفسها.

نأمل أن تؤدي أسرار هذه الصخور الكريوجينية بعيدة المنال في كولورادو إلى اكتشاف المزيد من السجلات الأرضية لأرض كرة الثلج.يمكن أن تساعد مثل هذه النتائج في تكوين صورة أوضح لكوكبنا أثناء الظواهر المناخية المتطرفة والعمليات التي أدت إلى الكوكب الصالح للسكن الذي نعيش عليه اليوم.