ساختار های مرموز گوشته ممکن است عامل وجود حیات روی زمین باشند
یک پژوهش جدید به بررسی ساختارهای موجود در گوشته زمین و نقش نشت مواد از هسته پرداخته و فرضیهای را مطرح میکند که بر اساس آن این ساختارها ممکن است در ایجاد شرایط مناسب برای شکلگیری حیات روی زمین اثرگذار بوده باشند. این ساختارهای بزرگ در محل برخورد هسته و گوشته قرار دارند و باعث کاهش سرعت امواج لرزهای میشوند.
امواج لرزهای ناشی از زمینلرزه هنگام عبور از مواد گوناگون تغییر مسیر میدهند و سرعتشان کمتر میشود. همین دادهها نشان میدهد که هسته زمین از بخش داخلی جامد و بخش بیرونی مایع تشکیل شده است. تحلیل دادههای لرزهای نشان میدهد که در پایه گوشته دو منطقه بزرگ به اندازه قاره وجود دارد که به آنها مناطق وسیع با سرعت برشی پایین (LLVP) گفته میشود. درون این مناطق نیز بخشهایی با سرعت لرزهای بسیار پایین مشاهده شده که «ناحیههای فوقالعاده کمسرعت» نام گرفتهاند.
این مناطق در سالهای اخیر به دلیل تفاوتهای ساختاریشان مورد توجه قرار گرفتهاند. یک پژوهش تازه بررسی میکند که نبود این ساختارها ممکن بود شرایط زمین را برای شکلگیری حیات تغییر دهد. یوشینوری میازاکی (Yoshinori Miyazaki)، از دانشگاه راتگرز (Rutgers University)، میگوید: «این مناطق بخشی از تاریخ اولیه زمین هستند و اگر دلیل شکلگیری آنها مشخص شود، درک بهتری از فرآیندهای ایجادکننده شرایط قابل سکونت به دست میآید.»
به گفته میازاکی، اهمیت این ساختارها در ارتباط با فرایند سرد شدن اقیانوس ماگمای اولیه زمین قابل بررسی است. پس از برخوردی که منجر به شکلگیری ماه شد، سطح زمین بسیار داغ بود و اقیانوس گستردهای از ماگما سطح سیاره را پوشانده بود. مدلها پیشبینی میکنند که این ماگما باید به لایههایی با چگالی و ترکیب متفاوت تقسیم میشد، اما دادههای لرزهای چنین تصویری را نشان نمیدهد و به جز مناطق LLVP، بیشتر بخشهای گوشته یکپارچه هستند. میازاکی توضیح میدهد: «نشت موادی مانند سیلیکون، تنگستن و منیزیم از هسته میتواند بخشی از این اختلاف را توضیح دهد. اگر مرز میان هسته و گوشته نفوذپذیر باشد، ورود این عناصر به گوشته باعث کاهش غلظت آهن در بخشهای پایینی گوشته میشود. مناطق LLVP ترکیبی از باقیمانده اقیانوس ماگمای اولیه و موادی هستند که از هسته وارد گوشته شدهاند.»
بر اساس این پژوهش، این مناطق در ایجاد نقاط داغ آتشفشانی مانند هاوایی نقش دارند. به گفته پژوهشگران، ترکیب شیمیایی گدازههای این مناطق با مدل ارائهشده همخوانی بیشتری نسبت به مدلهای دیگر دارد. این نقاط داغ مواد گوشته از جمله عناصر ضروری برای تشکیل ترکیبهای شیمیایی مورد نیاز حیات را وارد اقیانوس و جو زمین میکنند. در ادامه پژوهش آمده است که تفاوت میان ترکیب جو سیارهها نیز میتواند با فرایندهای داخلی آنها مرتبط باشد. میازاکی میگوید: «زمین دارای آب، حیات و جوی پایدار است. جو سیاره زهره صد برابر غلیظتر است و بیشتر از دی اکسید کربن تشکیل شده و مریخ جوی بسیار رقیق دارد. فرآیندهای درونی سیاره میتوانند بخش مهمی از علت این تفاوت باشند.»
مسیر پیشنهادی این پژوهش در زمینه پیوند میان ساختارهای عمیق گوشته، پایداری جو و ترکیب شیمیایی سطح زمین هنوز در مرحله فرضیه است. جی دنگ (Ji Deng) از دانشگاه پرینستون (Princeton University)، میگوید: «این پژوهش نشان میدهد که ترکیب علم سیارهای، ژئودینامیک و فیزیک کانیها میتواند در بررسی ساختارهای اولیه زمین موثر باشد.» میازاکی نیز توضیح میدهد: «با وجود دادههای محدود، تصویر کاملتری از تاریخ زمین در حال شکلگیری است و این مطالعه در درک بهتر روند تکامل سیاره نقش دارد.»