سفر به اعماق زمین: دانشمندان به گوشته نزدیک‌تر از همیشه شدند
دانشمندان با حفر عمیق‌ترین نمونه‌ی هسته‌ی زمین، به نزدیکی گوشته رسیدند. این کار نمونه‌های زمین‌شناسی بی‌نظیری رو در اختیارشون گذاشته و دیدگاه‌های جدیدی درباره‌ی ساختار سیاره ما بهمون میده.
اگه بخوایم زمین‌شناسی سیاره‌مون رو درست و حسابی بفهمیم، گوشته بهترین جا برای شروعه. این لایه که بین پوسته‌ی سنگی و هسته‌ی بیرونیِ ذوب‌شده‌ی زمین قرار گرفته، ۷۰ درصد جرم و ۸۴ درصد حجم سیاره ما رو تشکیل میده. اما با وجود این تأثیر عظیم، دانشمندها هنوز نتونستن مستقیماً از این لایه‌ی فوق‌العاده مهم نمونه‌برداری کنن.
دلیلش هم مشخصه؛ پوسته‌ی زمین به طور متوسط بین ۱۴ تا ۱۹ کیلومتر ضخامت داره. خوشبختانه، بعضی جاها استثنا هستن و پوسته‌ی زمین فوق‌العاده نازکه و گسل‌ها باعث میشن گوشته از طریق شکاف‌ها بیرون بزنه. یکی از این مناطق، رشته‌کوه میانی اقیانوس اطلس، نزدیک یه کوه زیرآبی به اسم «توده‌ی آتلانتیس» هست.
در جنوب این توده، منطقه‌ای به اسم «شهر گمشده» (Lost City) وجود داره؛ یه میدان گرمابی که مایعات خروجی از دهانه‌هاش به شدت قلیایی و سرشار از هیدروژن، متان و ترکیبات کربنی دیگه هستن. همین ویژگی باعث شده این منطقه یه گزینه‌ی خیلی جذاب برای توضیح چگونگی شکل‌گیری حیات اولیه روی زمین باشه. علاوه بر این، اینجا سنگ‌های گوشته با آب دریا واکنش میدن؛ فرآیندی که بهش «سرپانتینی شدن» میگن و ساختار سنگ رو تغییر میده و بهش ظاهری سبز و شبیه به سنگ مرمر میده.
دقیقاً همین‌جا بود که در ماه می ۲۰۲۳، اعضای برنامه‌ی بین‌المللی اکتشاف اقیانوس (IODP) سوار بر کشتی تحقیقاتی «JOIDES Resolution» (یه کشتی غول‌پیکر ۱۴۳ متری) یه نمونه‌ی هسته‌ی ۱۲۶۸ متری استخراج کردن که حاوی «پریدوتیت‌های ژرف‌کف» بود؛ یعنی همون سنگ‌های اصلی که گوشته‌ی بالایی زمین رو تشکیل میدن. نتایج این مطالعه در مجله‌ی معتبر Science منتشر شد.
با اینکه این نمونه، عمیق‌ترین نمونه‌ی استخراج‌شده از گوشته تا به امروز محسوب میشه، اما هدف اصلی این سفر اکتشافی رسیدن به این عمق نبود.
یوهان لیسنبرگ، یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه کاردیف، به مجله‌ی Nature گفته: «ما فقط برای ۲۰۰ متر حفاری برنامه‌ریزی کرده بودیم، چون این عمیق‌ترین مقداری بود که تا حالا کسی تونسته بود توی سنگ‌های گوشته حفاری کنه.» به گفته‌ی اون، حفاری اونقدر راحت پیش رفت که سرعتشون سه برابر حد معمول بود. تیم در نهایت تا عمق خیره‌کننده‌ی ۱۲۶۸ متری پایین رفت و فقط به خاطر محدودیت زمانی مأموریت، کار رو متوقف کرد.
اندرو مک‌کیگ، یکی دیگه از نویسنده‌های مقاله و دانشمند دانشگاه لیدز، توی مقاله‌ای برای The Conversation گفته که بر اساس تحلیل‌های اولیه، این نمونه شامل نوعی پریدوتیت به اسم «هارزبورژیت» هست که از ذوب بخشی از سنگ‌های گوشته به وجود میاد. همچنین سنگ‌هایی به اسم «گابرو» که سنگ‌های آذرین درشت‌دانه هستن هم در این نمونه پیدا شده. هر دوی این سنگ‌ها با آب دریا واکنش شیمیایی دادن و ترکیبشون تغییر کرده.
با اینکه این نمونه‌ی هسته فرصت فوق‌العاده‌ای برای یادگیری بیشتر درباره‌ی گوشته‌ی زمین و نگاهی عمیق به لایه‌های زمین‌شناسی زیر «شهر گمشده» فراهم می‌کنه، اما این مأموریت هنوز نتونسته به اون «چالش بزرگ» یعنی عبور از ناپیوستگی موهوروویچیچ (Mohorovičić discontinuity) برسه. این مرز که بهش «موهو» (Moho) هم میگن، مرز واقعی بین پوسته و گوشته‌ی دست‌نخورده و بکر به حساب میاد.
مأموریت‌های آینده می‌تونن به اکتشاف این منطقه در نزدیکی توده‌ی آتلانتیس ادامه بدن، اما متأسفانه کشتی «JOIDES Resolution» دیگه همراهشون نخواهد بود. بنیاد ملی علوم آمریکا (NSF) از تمدید بودجه‌ی این کشتی برای حفاری‌های بعد از سال ۲۰۲۴ خودداری کرده. درست زمانی که دانشمندان دارن به درهای بزرگ‌ترین لایه‌ی زمین‌شناسی سیاره‌مون می‌کوبن، آینده‌ی این نوع مأموریت‌های حفاری در هاله‌ای از ابهام قرار گرفته.
منبع: Science / Nature / The Conversation
