يبلغ عمر فوهة هياواثا في جرينلاند 4500 مرة


نموذج ثلاثي الأبعاد لهامش الصفيحة الجليدية على Inglefield Earth

أظهرت دراسة حديثة أن فوهة الارتطام Hiawatha المخبأة تحت الجليد في شمال غرب جرينلاند تشكلت قبل 58 مليون عام ، في أواخر العصر الباليوسيني. في السابق ، كان يُعتقد أنه كان أصغر من ذلك بكثير: فقد قدر عمره بحوالي 13 ألف عام. ولكن بالحكم على تأريخ حبيبات التصادم التي تم غسلها من فوهة البركان بواسطة المياه الذائبة ، فإن حدث الاصطدام – سقوط كويكب أو نيزك كبير أدى إلى تكوين فوهة البركان – حدث قبل فترة طويلة من تكوين الصفيحة الجليدية. لذلك ، لا يمكن بأي شكل من الأشكال التسبب في تبريد عالمي وانقراض لحيوانات العصر الجليدي في يونغ درياس ، منذ 12.9-12.8 ألف سنة ، كما افترض بعض الباحثين.

تم اكتشاف الحفرة في شمال غرب جرينلاند لأول مرة في يوليو 2015. استكشاف البيانات رادار السبر من برنامج ناسا الإقليمي لتقييم المناخ في القطب الشمالي و عمليات IceBridge، لاحظ الباحثون على الحافة ذاتها نهر هياواثا الجليدي منخفض دائري بقطر 31 كم تشير ملامح التضاريس للحوض – الارتفاعات المحلية على طول الحافة بأكملها والعديد من القمم في الوسط – بشكل لا لبس فيه إلى تأثير طبيعة هذا الهيكل.

الحفرة محفوظة بشكل جيد ، على الرغم من ارتفاعها للغاية تآكل نشاط الأنهار الجليدية. من هذا ، استنتج الباحثون في البداية أن الحفرة صغيرة من وجهة نظر جيولوجية. يقترح أنها تشكلت بعد أن بدأ الجليد يغطي جرينلاند منذ 2.6 مليون سنة ، ربما في الآونة الأخيرة بنهاية العصر الجليدي الأخير ، منذ حوالي 12 ألف عام. وقد دفع هذا بعض العلماء إلى التكهن بأن Hiawatha Crater مرتبط بحدث الارتطام الأساسي فرضية الأصغر درياس.

الحقيقة هي أنه في العديد من الأماكن في نصف الكرة الشمالي عند قاعدة الطبقة المقابلة الأصغر درياس، والعثور على طبقة رقيقة ذات تركيز شاذ من المادة الكربونية ، والبلاتين والإيريديوم ، ووجود المعدن الكريات والادراج الماسات النانوية، فضلا عن المعادن والمركبات الأخرى ، مما يشير إلى أنه في مطلع العصر الجليدي و عارية نجت الأرض من تصادم مع كويكب صغير أو مذنب (انظر تشيلي وجدت حججًا لصالح نسخة تأثير التبريد في يونغ درياس ، “العناصر” ، 26/03/2019). مؤيدو الفرضية يعتقدون أن الضربة جمل تسبب في حرق واسع النطاق للكتلة الحيوية وأثار ظهورها تأثير الشتاء – تبريد عالمي حاد في النهاية العصر الجليديمما أدى إلى الانقراض أواخر العصر الجليدي الضخم في نصف الكرة الشمالي وتدهور الأثر الأثري ثقافة كلوفيس، الذي كان ممثلوه أول سكان القارة الأمريكية.

حتى الآن ، كانت جميع الاستنتاجات حول العمر المحتمل لحفرة هياواثا تخمينية بحتة ومبنية على أدلة غير مباشرة. اقترحت السمات المورفولوجية – الشكل الناعم للحواف المرتفعة والعمق الضحل نسبيًا (320 ± 70 م) لهيكل تأثير يبلغ قطره 31 كم – خيارين. إما أن تكون هذه فوهة بركان قديمة ، تشكلت قبل التجلد في جرينلاند عندما اصطدمت كرة نارية بأساس صخري خالٍ من الجليد ؛ أو حدث حديث نسبيًا تم فيه إخماد قوة التأثير بواسطة طبقة من الجليد. أظهرت النمذجة أنه في كلتا الحالتين سيكون شكل الحفرة متماثلًا تقريبًا.

أدت محاولات تقدير عمر الهيكل بناءً على تحليل معدلات التعرية في المنطقة إلى انتشار كبير جدًا. بيدروك المنطقة التي تقع فيها فوهة غيفاتا ممثلة بكثافة سينيت و النيس تتراوح أعمارهم من 1.985 إلى 1.740 مليار سنة. استنادًا إلى النماذج الحالية (G. S. Collins et al. ، 2010. برنامج تأثيرات تأثير الأرض: برنامج كمبيوتر قائم على الويب لحساب النتائج البيئية الإقليمية لتأثير النيازك على الأرض) ، يجب أن يكون عمق فوهة جديدة بهذا القطر حوالي 800 متر. وبمعدل تآكل الأنهار والأنهار الجليدية عند مستوى 10−5– 10−2 م / سنة ، اتضح أنه من أجل تقليل حافة الحفرة بمقدار 500 متر ، يجب أن تمر من 50 ألف إلى 50 مليون سنة.

يمكن إعطاء تأريخ أكثر دقة من خلال تحليل الرواسب من سطح الحفرة ، ولكن لهذا من الضروري حفر حفرة في الجليد بعمق أكثر من 900 متر. علماء من الدنمارك والسويد والولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا بقيادة كورت كيير (كورت كيار) ونيكولاي لارسن (نيكولاس لارسن) من جامعة كوبنهاغن قررت الذهاب في الاتجاه الآخر. لقد جمعوا عينات من الرمل والحصى التي يحملها نهر تحت الجليد (يتدفق من تحت النهر الجليدي) أدى إلى تآكل الفوهة (الشكل 2). نتائج البحث نشرت في المجلة تقدم العلم.


أرز. 2. موقع فوهة الارتطام Hiawatha في شمال غرب جرينلاند

في كوارتز بعد أن جرفت الرمال من الحفرة ، وجد المؤلفون حبوبًا عليها علامات تشوه مستوٍ ، مما يشير إلى تأثير قوي. هياكل تشوه الطائرة (ملفات PDF – ميزات تشوه مستو) لا توجد في المعادن المتكونة في بيئة صخرية طبيعية. إن وجودهم هو علامة لا لبس فيها على وقوع حدث تصادم (الشكل 3).

أرز. 3. حبوب الكوارتز مع علامات تشوه تأثير

خمسون حبة كوارتز بعلامات الصدمة تحول بحث في متحف التاريخ الطبيعي في الدنمارك. أولاً ، تم تسخينها باستخدام الليزر إلى أن يتم إطلاق غاز الأرجون منها ، والذي كان قد خضع بالفعل لتحليل النظائر. إشعاعي 40يتكون Ar من الاضمحلال الإشعاعي لنظير 40ك (نصف العمر 1.248 مليار سنة) وحسب النسبة 40ع /39يمكن الحكم على Ar في وقت تحول الصخور. تم الحصول على قيم عمر التعرض الأرجون الأرجون من خلال طريقة تأثير حبيبات الكوارتز ، تراوحت من 60.2 إلى 58.5 مللي أمبير.

بالإضافة إلى ذلك ، عزل المؤلفون الحبوب من الحصى الصخرية. الزركون (ZrSiO4) – معدن يستخدم تقليديا لتحديد العمر بالطريقة اليورانيوم الرصاص التعارف ، كما يحتوي متماثل شوائب اليورانيوم. اختار المؤلفون نوعين من بلورات الزركون: 1) شفاف وغير مشوه في الصخور الأولية غير المتغيرة و 2) عكر ، ومكسور بعلامات إعادة التبلور في الصخور المنصهرة (تأثير) (الشكل 4). استخدمهم العلماء لتاريخ حدث التأثير.

أرز. 4. حبوب الزركون مع إعادة بلورة السطح

نتائج التحليل التي أجريت في المتحف السويدي للتاريخ الطبيعي، التي تحددها النسبة 206الرصاص /238عمر الزركون U في الصخور غير المعدلة هو 1915 ± 8 مللي أمبير ، وفي التأثيرات يبلغ 57.99 ± 0.54 مللي أمبير. لاحظ المؤلفون تطابقًا وثيقًا للغاية بين التواريخ التي تم الحصول عليها باستخدام طريقة الأرجون والأرجون والرصاص باليورانيوم. بالنظر إلى أنه في الحالة الأخيرة كان تشتت القيم ضئيلًا ، فإنهم يعتقدون أن حدث التأثير الذي أدى إلى تكوين فوهة Hiawatha بدرجة عالية من الاحتمال قد حدث قبل 58 مليون سنة.

التأكيد غير المباشر على أن سقوط كرة النار قد حدث على وجه التحديد في أواخر العصر الباليوسيني ، وليس في العصر البليستوسيني ، يوجد أيضًا في منطقة الجريان السطحي لعينات الحصى في Hiawatha Glacier مع جزيئات الفحم التي تشكلت أثناء الحريق الناجم عن السقوط. يشير التركيب الخلوي للمادة الكربونية إلى أن الأشجار المحترقة تنتمي إلى الأنواع الصنوبرية. تشير العديد من البيانات القديمة إلى أن الغابات الصنوبرية كانت منتشرة في القطب الشمالي في أواخر العصر الباليوسيني. وفي العصر الجليدي ، كانت غرينلاند مغطاة بالفعل بالأنهار الجليدية.

أرز. 5. حافة الغطاء الجليدي في جرينلاند في منطقة Hiawatha Glacier

بعد الحصول على العمر الدقيق للحفرة ، حاول مؤلفو الدراسة تحديد تأثير هذا الحدث على المناخ الإقليمي والعالمي. في مقالته السابقة (K. Kjær وآخرون ، 2018. فوهة بركان كبيرة تحت نهر هاواثا الجليدي في شمال غرب جرينلاند) حسبوا أن الأمر يستغرق حوالي 3 × 1021 J من الطاقة. بافتراض أن المسبار كان كويكبًا حديديًا بكثافة 8000 كجم / م3، وكانت سرعة التصادم 20 كم / ث ، حيث حصلوا على كرة نارية قطرها 1.5 كم.

بعد الاصطدام ، تم ترك منخفض على شكل وعاء يبلغ قطره حوالي 20 وعمق حوالي 7 كم ، والذي تحول على الفور تقريبًا نتيجة لتدمير الجوانب إلى فوهة بقطر 31 كم و عمق 800 م مع ارتفاع في الوسط. أظهرت النمذجة أنه عند الاصطدام يذوب ويتبخر حتى 20 كم3 صخور ، بقي نصفها تقريبًا داخل الحفرة ، مكونة طبقة من الصدمات يصل سمكها إلى 50 مترًا ، وتشتت نصفها الآخر في الغلاف الجوي. من جميع النواحي ، هذا الحدث أكثر تواضعا بكثير مما حدث قبل 8 ملايين سنة فقط ، على الحدود الدهر الوسيط و حقب الحياة الحديثة، السقوط تشيكشولوبسكي الكويكب الذي تسبب الانقراض الجماعيعندما اختفت جميع الديناصورات غير الطيرية من على وجه الأرض. لكن وفقًا للعلماء ، كان ينبغي أن يترك بصماته في السجل التاريخي للمناخ.

من المثير للاهتمام أن حدث Hiawatha يتزامن مع فترة من التبريد الحاد على خلفية اتجاه الاحترار العام الذي تشكل بعد العواقب الكارثية لتأثير Chicxulub (الشكل 6) ، وكذلك مع ذروة في د13ج، المعروف باسم الحد الأقصى لنظير الكربون باليوسين (PCIM).

أرز. 6. درجات حرارة الأرض والبحار العالمية في حقب الحياة الحديثة

النمو δ13عادة ما يرتبط C بزيادة الإنتاج الأولي (نمو الكتلة الحيوية لكل وحدة زمنية) أو الدفن المتسارع للمادة العضوية. في كلتا الحالتين ، نظير الضوء 12C ، يتراكم بشكل أساسي في الكائنات الحية (الشكل 7).

أرز. التين. 7. المقياس الجغرافي الزمني للباليوجين المبكر ومنحنى قيم 13C

على الأرجح ، تم تخزين الكربون العضوي على نطاق واسع قبل 58 مليون سنة ، مرتبطًا بطريقة ما بالتبريد العالمي. لكن لا يزال من الصعب تحديد الدور الذي لعبه حدث Hiawatha في هذه السلسلة.

مصدر: جافين ج.كيني ، ويليام ر. هايد ، مايكل ستوري ، آدم أ. غارد ، مارتن جيه وايتهاوس ، بيير بيك ، ليف جوهانسون ، آن صوفي سوندرجارد ، أندرس إيه بيورك ، جوزيف إيه ماكجريجور ، شفقت أ.خان ، جيريمي موجينوت ، براندون سي جونسون ، إليزابيث أ. سيلبر ، دانيال ك.ب.ويلاندت ، كورت إتش كيير ، نيكولاي ك. لارسن. عصر العصر الباليوسيني المتأخر لهيكل تأثير Hiawatha في جرينلاند // تقدم العلم. 2022. DOI: 10.1126 / sciadv.abm2434.

فلاديسلاف ستريكوبيتوف



Publicar un comentario

All comments are review by moderator. Please don't place any spam comment here.

Artículo Anterior Artículo Siguiente