آخر عظماء الأرض العصر الجليدى ، المعروف باسم Quaternay Glaciation ، بدأ منذ ما يقرب من 3.2 مليون سنة. تميزت هذه الفترة بتوسع الصفائح الجليدية خارج القارة القطبية الجنوبية وجرينلاند ، فضلاً عن تذبذب الغطاء الجليدي اللورينتي الذي غطى معظم كندا والولايات المتحدة. يعد تراجع هذا النهر الجليدي مسؤولاً عن تكوين الملايين من المسطحات المائية الدائمة في جميع أنحاء أمريكا الشمالية ، بما في ذلك البحيرات العظمى.
في حين أن أسباب العصور الجليدية تُعزى إلى مجموعة من الدورات الفلكية والظروف الجوية وتيارات المحيط وتكتونية الصفائح ، إلا أن التفسير الكامل لم يكن موجودًا حتى الآن. ومع ذلك ، وفقا ل نتائج بحث جديدة من قبل فريق من علماء الجيوفيزياء بجامعة رايس ، ربما كان العصر الجليدي الأخير للأرض ناتجًا عن التحولات في الأرض بالنسبة لمحور الدوران الذي تسبب في تجول أقطابها.
أجرى هذه الدراسة دانيال وودوورث وريتشارد جوردون - طالب دراسات عليا و W.M. Keck أستاذ علوم الأرض والبيئة والكواكب في جامعة رايس ، على التوالي - و ظهر مؤخرا في المجلةرسائل البحث الجيوفيزيائي.من أجل دراستهم ، التي دعمتها مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) ، قام وودوورث وجوردون بتحليل الأدلة الجيوفيزيائية من المحيط الهادئ.
رسم توضيحي يصور الحد الأدنى (بين الجليدي والأسود) والحد الأقصى (الجليدي والرمادي) للتجلد في نصف الكرة الشمالي خلال العصر الجليدي الذي بدأ منذ حوالي 3.2 مليون سنة. الائتمان: Hannes Grobe / AWI / Wikimedia Commons
وشمل ذلك التوقيعات الأحفورية من رواسب أعماق المحيطات ، والتوقيع المغناطيسي للقشرة المحيطية ، وموقع 'البقعة الساخنة' في الوشاح التي خلقت جزر هاواي. من هذا ، استنتج الفريق أنه خلال الـ 12 مليون سنة الماضية ، شهدت الأرض 'تجولًا قطبيًا حقيقيًا' - وهي ظاهرة تحول فيها الكوكب بالنسبة إلى محور دورانه.
عندما يحدث هذا ، تتغير مواقع القطبين الشمالي والجنوبي (أو تتجول). في هذه الحالة ، تحركت جرينلاند بعيدًا بما يكفي باتجاه القطب الشمالي لبدء العصر الجليدي الأخير. كما أوضح وودوورث في جامعة رايس مؤخرًا اصدار جديد :
'تم إصلاح بقعة هاواي الساخنة ، بالنسبة لمحور الدوران ، من حوالي 48 مليون سنة مضت إلى حوالي 12 مليون سنة مضت ، لكنها كانت ثابتة على خط عرض أبعد شمالاً مما نجده اليوم. من خلال مقارنة بقعة هاواي الساخنة ببقية الأرض ، يمكننا أن نرى أن هذا التحول في الموقع قد انعكس في بقية الأرض وتم فرضه على حركة الصفائح التكتونية. يخبرنا هذا أن الأرض بأكملها تحركت ، بالنسبة إلى محور الدوران ، والذي نفسر أنه تجول قطبي حقيقي. '
يعتمد عملهم على دراستين سابقتين من عام 2017 أول ، الذي أجراه جوردون وباحثون من مختبره ، أظهر أن النقاط الساخنة تتحرك ببطء ويمكن استخدامها لتحديد إطار مرجعي عالمي لحركات الألواح. ال ثانيا ، الذي أجراه باحثون من جامعة هارفارد ، كان أول من أظهر العلاقة بين التجول القطبي الحقيقي وبداية العصر الجليدي الأخير.
رسم تخطيطي يوضح منطقة النقاط الساخنة الواقعة تحت جزيرة هاواي الائتمان: جويل إي روبنسون ، USGS
المناطق الساخنة ، مثل تلك الواقعة تحت هاواي ، هي مناطق بركانية حيث تصعد أعمدة من الصهارة الساخنة من الأعماق مع الوشاح. على عكس الأشكال الأخرى من النشاط البركاني ، لا تقع هذه البقع عند حدود الصفائح التكتونية. إلى جانب حقيقة أنها أكثر سخونة من الوشاح المحيط ، تمثل البقع الساخنة شيئًا شاذًا للعلماء.
قال جوردون: 'نحن نأخذ هذه النقاط الساخنة على أنها أدوات تعقب ملحوظة للأعمدة التي تأتي من الوشاح العميق ، ونستخدم ذلك كإطار مرجعي لنا'. 'نعتقد أن الشبكة العالمية بأكملها من النقاط الساخنة قد تم إصلاحها ، بالنسبة لمحور دوران الأرض ، لمدة 36 مليون سنة على الأقل قبل هذا التحول.'
نظرًا لأن الأرض عبارة عن جسم دوار ، فإن قوتها الطاردة المركزية تضمن أنها 'كروي مفلطح' بدلاً من كرة مثالية - يبلغ قطرها حوالي 42 كم (26 ميل) عند خط الاستواء أكثر من قطرها من قطب إلى قطب. وفقًا لوودورث وجوردون ، قد يكون التجوّل القطبي الحقيقي نتيجة لذلك أيضًا ، حيث تتسبب نفس القوة في تراكم رواسب شديدة اللزوجة في الوشاح عند خطوط العرض بعيدًا عن خط الاستواء. كما أوضح جوردون:
'تخيل أن لديك شرابًا باردًا حقًا ، وأنت تضعه على الفطائر الساخنة. أثناء سكبه ، يكون لديك مؤقتًا كومة صغيرة في الوسط ، حيث لا يتم تسطيحها على الفور بسبب لزوجة الشراب البارد. نعتقد أن الشذوذ الكثيف في الوشاح يشبه تلك الكومة المؤقتة الصغيرة ، فقط اللزوجة أعلى بكثير في الوشاح السفلي. مثل الشراب ، سيتشوه في النهاية ، لكن الأمر يستغرق وقتًا طويلاً حقًا للقيام بذلك '.
خلقت حركة صفيحة المحيط الهادئ عبر نقطة ساخنة في الوشاح جزر هاواي على مدى ملايين السنين. الائتمان: المركز الوطني للبيانات الجيوفيزيائية / USGS / ويكيميديا كومنز
إذا كانت هذه الكتل الشاذة ضخمة بدرجة كافية ، فقد تؤدي إلى عدم توازن الكوكب ، مما يؤدي إلى تحوله تدريجيًا وتقريب الكتلة الزائدة من خط الاستواء. لن تؤدي إعادة توزيع الكتلة إلى خط استواء جديد إلى تغيير ميل محور دوران الأرض ، ولكنها ستغير النقاط على السطح حيث يظهر محور الدوران (ويعرف أيضًا باسم القطبين).
في حين أن التحول الذي قاموا بقياسه سيكون بحوالي 3٪ فقط ، كان من الممكن أن يكون له تأثير تحريك وشاح الأرض. في حين أن الوشاح تحت الأجزاء الاستوائية من المحيط الهادئ كان سيتحرك جنوبًا ، فإن جرينلاند وأجزاء من أوروبا وأمريكا الشمالية قد تحركت شمالًا. سيؤدي هذا التحول إلى انخفاض درجات الحرارة في هذه المواقع الأخيرة ، مما قد يؤدي إلى العصر الجليدي الأخير.
وفقًا لـ Woodworth ، توفر بيانات النقاط الساخنة من هاواي بعضًا من أفضل الأدلة على أن التجول القطبي الحقيقي مسؤول عن الطريقة التي بدأ بها أقطاب الأرض في التحرك منذ 12 مليون سنة. ومع ذلك ، فإنهم يشتبهون أيضًا في إمكانية تسجيل الحالات السابقة للتجول القطبي في التوقيعات المغناطيسية للصخور ، والتي يدرسها الجيوفيزيائيون لتحديد متى انقلب المجال المغناطيسي للأرض في الماضي.
استشرافًا للمستقبل ، يعمل Woodworth و Gordon مع الزملاء للبناء على تحليلهم. بالإضافة إلى تمديدها من 12 مليون سنة مضت إلى الوقت الحاضر ، فإنهم يريدون أيضًا تمديدها إلى الماضي ، إلى ما بعد تاريخ البدء البالغ 48 مليون عام الذي استخدموه في هذه الدراسة. قد تكون نتيجة ذلك فهمًا أكثر دقة لكيفية ترابط التاريخ الجيولوجي للأرض ، وعصورها الجليدية ، وتطور الحياة.
قراءة متعمقة: أخبار الأرز و رسائل البحث الجيوفيزيائي