کشف دهانه برخورد شهاب سنگ 390 میلیون ساله در کانادا به یاری گوگل مپس
به گزارش بیست آمار، دهانه های برخوردی شهاب سنگ ها در سیاره زمین، پنجره هایی رو به تاریخ پرفرازونشیب کیهانی ما هستند که بیشتر آن ها زیر پوشش گیاهی انبوه یا فرسایش چند میلیون ساله پنهان مانده اند. کشف تصادفی یک فرورفتگی بزرگ در تصاویر ماهواره ای نشان می دهد که حتی کاربران عادی اینترنت نیز می توانند با کمی کنجکاوی، به یافته های بزرگ علمی دست پیدا نمایند.
در این مقاله می خواهیم ماجرای شگفت انگیز کشف دهانه برخوردی اوآچاتیک در کبک کانادا را آنالیز کنیم و ببینیم چگونه یک برنامه ریزی ساده برای کمپینگ، به یکی از دشوارترین و مهم ترین اکتشافات زمین شناسی سال های اخیر منجر شد. با ما همراه باشید تا جزئیات علمی این رویداد و شواهد زمین شناختی آن را مرور کنیم.
لیست مطالب
- 1. ماجرای کشف تصادفی دریاچه مارسال در نقشه
- 2. جست وجوی نشانه های میکروسکوپی در سنگ های باستانی
- 3. ناهمواری های خشن و سفر به یکی از سخت ترین نقاط کانادا
- 4. مخروط های ازهم پاشیده و راز سنگ های گداخته
- 5. اهمیت دهانه تازه در تاریخچه زمین شناسی زمین
- 6. نام گذاری بومی و گرامیداشت جامعه محلی
- 7. نقشه برداری ماهواره ای و تحول در کشف پدیده های زمین شناختی
- 8. مکانیسم فیزیکی برخورد شهاب سنگ های بزرگ بر پوسته زمین
- 9. فرسایش زمین و چرایی ناپدید شدن دهانه های برخورد قدیم
????مختصر و مفید
یک منجم آماتور هنگام برنامه ریزی برای مسیر کمپینگ خود در منطقه کبک کانادا با استفاده از گوگل مپس، متوجه فرورفتگی دایره ای شکلی به قطر 25 کیلومتر شد که پس از آنالیز دانشمندان تعیین گشت یک دهانه برخورد شهاب سنگ باستانی است. زمین شناسان با حضور در محل و نمونه برداری از لایه های سنگی اطراف دریاچه مارسال، شواهدی از دگرگونی ضربه ای و سنگ های ذوب شده پیدا کردند که قدمت این برخورد را به حدود 390 میلیون سال پیش می رساند. این دهانه تازه کشف شده که اوآچاتیک نام گذاری شده، یکی از بزرگ ترین ساختارهای برخوردی کشف شده در دهه های اخیر است که اطلاعات ارزشمندی در خصوص تغییرات زمین در دوران های گذشته به ما ارائه می دهد.
01
ماجرای کشف تصادفی دریاچه مارسال در نقشه
همه چیز از یک آنالیز ساده روی صفحه مانیتور شروع شد، جایی که ژوئل لاپوئنت در حال برنامه ریزی برای یک سفر تفریحی و کمپینگ در طبیعت وحشی منطقه کوت نورد کبک بود. او هنگام زوم کردن روی نقشه ماهواره ای متوجه یک فرورفتگی حلقوی تقریباً کامل در اطراف دریاچه مارسال شد که با توپوگرافی منطقه ها اطراف همخوانی نداشت. این ساختار دایره ای با قطری نزدیک به 25 کیلومتر، شباهت عجیبی به دهانه های برخورد اجرام آسمانی داشت و فرضیه برخورد فضایی را در فکر او تقویت کرد.
لاپوئنت یافته های خود را برای ژئوفیزیک دانان فرانسوی ارسال کرد تا فرضیه اولیه خود را به بوته آزمایش بگذارد. دانشمندان پس از آنالیز اولیه تصاویر تایید کردند که ریخت شناسی منطقه به شدت نشان دهنده یک دهانه برخوردی است و احتیاجمند آنالیز های میدانی دقیق تر برای تایید نهایی است.
02
جست وجوی نشانه های میکروسکوپی در سنگ های باستانی
برای اثبات منشأ کیهانی یک دهانه، دانشمندان نمی توانند تنها به تصاویر هوایی تکیه نمایند و باید به سراغ شواهد میکروسکوپی بروند. در آزمایش های اولیه روی نمونه سنگ های جمع آوری شده از حاشیه دریاچه، کانی باارزشی به نام زیرکون پیدا شد که تحت فشار و دمای بالا تغییر شکل می دهد. با این حال حضور زیرکون به تنهایی برای اثبات نهایی کافی نبود زیرا فرآیندهای تکتونیکی زمین نیز می توانند کانی های مشابهی ایجاد نمایند.
پژوهشگران علوم زمین برای یافتن شواهد محکم تر، در پی پدیده ای به نام دگرگونی ضربه ای رفتند. این پدیده ساختاری تنها در اثر فشارهای خردنماینده ناشی از برخورد سیارک ها یا انفجارهای هسته ای بزرگ رخ می دهد و اثرات آن در مقیاس میکروسکوپی روی شبکه بلوری سنگ ها ثبت می شود.
03
ناهمواری های خشن و سفر به یکی از سخت ترین نقاط کانادا
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی گوردون اوزینسکی، استاد زمین شناسی سیاره ای، راهی سفر به این نقطه دورافتاده در جنگل های کانادا شد. این سفر اکتشافی به عنوان یکی از سخت ترین تجربیات این تیم ثبت شد که حتی با وجود تجربه های متعدد سفر به قطب شمال، سختی مسیر و تراکم حشرات و درختان درهم تنیده کار نمونه برداری را با چالش های جدی روبرو کرد.
دسترسی به دیواره های صخره ای پیرامون دریاچه مستلزم پیاده روی های طولانی در مسیرهای سنگلاخی بود. این کوشش ها در نهایت منجر به یافتن نمونه های سنگی ارزشمندی شد که توانستند فرضیه برخوردی بودن منطقه را به طور قطعی تایید نمایند.
04
مخروط های ازهم پاشیده و راز سنگ های گداخته
یکی از مهم ترین شواهد فیزیکی قابل مشاهده با چشم غیرمسلح در سایت های برخوردی، مخروط های ازهم پاشیده یا شترکون ها هستند. این شیارها و خطوط جهت دار زمانی روی صخره ها ایجاد می شوند که موج ضربه ناشی از برخورد با سرعت مافوق صوت از میان لایه های سنگی عبور نموده و آن ها را به شکل بادبزنی مکوششی کند.
علاوه بر این مخروط ها، تیم زمین شناسی صخره های بزرگی از سنگ های ذوب شده ناشی از اثر برخورد را کشف کردند. حرارت و انرژی آزادشده در این حادثه به قدری بزرگ بوده که توانسته ده ها کیلومتر مکعب از پوسته سنگی زمین را در یک لحظه ذوب کند و لایه های شیشه ای ضخیمی پدید آورد.
05
اهمیت دهانه تازه در تاریخچه زمین شناسی زمین
آنالیز های آزمایشگاهی روی نمونه های جمع آوری شده نشان داد که این رویداد در حدود 390 میلیون سال پیش اتفاق افتاده است. در این دوره تاریخی یعنی اواسط دوران دونین، حیات روی زمین بیشتر در اقیانوس ها متمرکز بود و گیاهان و نخستین بندپایان در حال استقرار در خشکی ها بودند.
تا به امروز حدود 200 دهانه برخوردی در سراسر جهان شناسایی شده است که سهم کانادا از این تعداد، 31 دهانه است. با توجه به اینکه بیشتر اکتشافات سالانه مربوط به دهانه های بسیار کوچک تر است، کشف دهانه ای با قطر 25 کیلومتر رویدادی بسیار نادر و ارزشمند برای جامعه علمی به شمار می رود.
06
نام گذاری بومی و گرامیداشت جامعه محلی
پس از تایید نهایی ماهیت علمی دهانه، دانشمندان تصمیم گرفتند با هماهنگی و مشورت با شورای بومیان منطقه، نامی مناسب برای این پدیده انتخاب نمایند. در نهایت نام اوآچاتیک برای این دهانه انتخاب شد که ریشه در زبان و فرهنگ بومیان محلی دارد و پیوند میان علم مدرن و تاریخچه انسانی منطقه را نشان می دهد.
این رویکرد نام گذاری نه تنها به تاریخ محلی احترام می گذارد، بلکه جوامع بومی را در فرآیند حفاظت و پژوهش های آینده پیرامون این سایت طبیعی مشارکت می دهد. نتایج کامل این پژوهش و تحلیل ساختار سنگ ها در نشست سالانه انجمن شهاب سنگ شناسی ارائه خواهد شد.
07
نقشه برداری ماهواره ای و تحول در کشف پدیده های زمین شناختی
دسترسی عمومی به تصاویر باکیفیت ماهواره ای به وسیله ابزارهایی مانند گوگل مپس، شیوه اکتشافات جغرافیایی را متحول نموده است. در گذشته شناسایی چنین ساختارهای بزرگی احتیاجمند پروازهای اکتشافی پرهزینه یا نقشه برداری های زمینی طاقت فرسا بود، اما امروزه هر کاربری با اتصال به اینترنت می تواند به آنالیز عوارض زمین بپردازد.
البته بیشتر گزارش های مردمی درباره ساختارهای حلقوی پس از آنالیز علمی رد می شوند و به ساختارهای آتشفشانی یا فرسایش های طبیعی نسبت داده می شوند. موفقیت اخیر نشان می دهد که نباید مشاهدات غیرحرفه ای و شهود اولیه کاربران را به سادگی نادیده گرفت.
08
مکانیسم فیزیکی برخورد شهاب سنگ های بزرگ بر پوسته زمین
برخورد یک سیارک چند کیلومتری با سرعت ده ها هزار کیلومتر بر ساعت، انرژی معادل میلیون ها بمب اتمی آزاد می نماید. در لحظه برخورد، فشار ناگهانی به قدری بالا می رود که سنگ های هدف فشرده شده و موج ضربه ای بزرگی به اعماق زمین و اطراف فرستاده می شود که لایه های زیرین را ذوب و تبخیر می نماید.
با عبور موج اول، زمین به سمت بالا بازمی شود و یک قله مرکزی یا یک ساختار حلقوی بالارفته ایجاد می نماید. دهانه اوآچاتیک با ساختار پیچیده خود، نمونه بارزی از این فرآیند مکانیکی خشن در مقیاس بزرگ است.
09
فرسایش زمین و چرایی ناپدید شدن دهانه های برخورد قدیم
برخلاف ماه یا مریخ که فاقد جو و آب جاری هستند و آثار برخوردها را میلیاردها سال حفظ می نمایند، زمین سیاره ای پویا است. باد، باران، حرکت یخچال ها و فعالیت های تکتونیکی به مرور زمان دیواره های دهانه ها را تخریب نموده و آن ها را با رسوبات پر می نمایند یا به کلی از بین می برند.
به همین علت است که دهانه های برخوردی بسیار قدیمی مانند اوآچاتیک معمولاً به شکل دریاچه های حلقوی یا فرورفتگی های مبهم دیده می شوند. بازسازی این ساختارها به دانشمندان یاری می نماید تا نرخ برخوردهای فضایی به زمین را در طول تاریخ حیات تخمین بزنند.
پرسش های متداول
1. دهانه برخوردی تازه کشف شده در کانادا چقدر قدمت دارد؟
بر اساس آزمایش های سن سنجی صورت گرفته روی نمونه سنگ های گداخته، قدمت این دهانه برخورد به حدود 390 میلیون سال پیش می رسد. این زمان مصادف با اواسط دوران زمین شناسی دونین در تاریخ زمین است. این دوره پیش از ظهور دایناسورها و در زمان توسعه نخستین جنگل ها روی خشکی ها بوده است.
2. مخروط های ازهم پاشیده یا شترکون چیستند؟
این ساختارها شیارها و خطوط بادبزنی شکلی هستند که تنها بر اثر عبور امواج ضربه ای با فشار فوق العاده بالا ایجاد می شوند. وجود این الگوها در سنگ ها به عنوان مدرکی قطعی برای برخورد شهاب سنگ یا انفجار هسته ای در نظر گرفته می شود. زمین شناسان برای اثبات برخورد، همیشه در پی یافتن این آثار در سنگ های بستر دهانه هستند.
3. قطر دهانه برخوردی اوآچاتیک چقدر است؟
این دهانه دایره ای شکل قطری در حدود 25 کیلومتر دارد که دریاچه مارسال را در مرکز خود جای داده است. چنین ابعادی این سایت را در رده دهانه های برخوردی بزرگ و بسیار نادر جهان قرار می دهد. بیشتر کشف های سالانه ابعادی بسیار کوچک تر و زیر ده کیلومتر دارند.
4. چرا اثبات برخورد شهاب سنگ به مطالعات آزمایشگاهی احتیاج دارد؟
شواهد ظاهری و توپوگرافی تصاویر ماهواره ای می توانند فریبنده باشند و به پدیده های آتشفشانی یا فرسایشی مربوط شوند. برای اثبات قطعی باید دگرگونی های ساختاری در شبکه بلوری کانی ها نظیر کوارتز تحت میکروسکوپ آنالیز شود. این تغییرات میکروسکوپی رفتاری منحصربه فرد دارند که با هیچ پدیده طبیعی دیگری در زمین ایجاد نمی شوند.
5. نقش بومیان منطقه در فرآیند این کشف علمی چه بود؟
تیم پژوهشگران پس از تایید علمی دهانه با شورای بومیان محلی منطقه وارد تبادل نظر شدند تا نامی اصیل برای آن انتخاب نمایند. با توافق طرفین نام اوآچاتیک برای این عارضه جغرافیایی تازه برگزیده شد. این کار احترام به تاریخچه سکونت اقوام بومی در این جنگل ها را نشان می دهد.
6. تا به امروز چند دهانه برخوردی شهاب سنگ در کشور کانادا ثبت شده است؟
با ثبت دهانه اوآچاتیک، تعداد کل دهانه های تاییدشده رسمی در خاک کانادا به 31 مورد رسید. کل دهانه های شناسایی شده در سراسر کره زمین نیز نزدیک به 200 مورد است. کانادا به علت داشتن سپرهای زمین شناسی باستانی و فرسایش نسبتاً کم در بعضی منطقه ها، میزبان دهانه های زیادی است.
7. آیا تصاویر گوگل مپس همچنان پتانسیل کشف دهانه های دیگر را دارند؟
بله، بسیاری از منطقه ها دورافتاده جهان در جنگل های آمازون، قطب ها و بیابان ها هنوز به طور کامل به وسیله زمین شناسان آنالیز نشده اند. دسترسی به تصاویر ماهواره ای باکیفیت به مردم عادی فرصت می دهد تا عوارض مشکوک را شناسایی نمایند. پروژه های شهروندعلمی متعددی در جهان بر پایه همین تصاویر راهنمایی می شوند.
8. سنگ ذوب شده برخوردی یا ایمپکتیت چگونه تشکیل می شود؟
انرژی جنبشی بزرگ سیارک هنگام برخورد ناگهانی با زمین به حرارت شدیدی تبدیل می شود که صخره ها را ذوب می نماید. این مواد ذوب شده پس از سرد شدن سریع، سنگ های تازهی با ساختار شیشه ای به نام ایمپکتیت می سازند. حضور این سنگ ها گواهی بر دمای فوق العاده بالا در لحظه برخورد است.
9. چه تفاوتی بین ساختار دهانه ساده و دهانه پیچیده وجود دارد؟
دهانه های ساده کاسه ای شکل و کوچک هستند در حالی که دهانه های پیچیده مانند اوآچاتیک به علت ابعاد بزرگ دچار فروریزش دیواره ها می شوند. در مرکز این دهانه ها یک برجستگی یا چند حلقه داخلی در اثر برگشت پوسته ایجاد می شود. این ساختارها نشان دهنده ابعاد بسیار بزرگتر سیارک برخوردنماینده هستند.
جمع بندی نهایی
کشف دهانه برخوردی اوآچاتیک با قدمت 390 میلیون سال نشان داد که ابزارهای عمومی نقشه برداری مانند گوگل مپس می توانند به بازوی یاریی قدرتمندی برای علوم زمین تبدیل شوند. این یافته علمی نادر که با کنجکاوی یک شهروند و تایید میدانی دانشمندان به انتها رسید، اطلاعات ارزشمندی درباره برخوردهای باستانی سیارک ها به سیاره ما ارائه می دهد و اهمیت مشارکت عمومی در علم را بیش از پیش آشکار می سازد.
منبع: livescience
منبع: یک پزشک