راز دهانه مرموز دریای شمال فاش شد! برخورد؛ یک سیارک، سونامی ۱۰۰ متری ساخت

به گزارش مجله خبری نگار، وبگاه سایِنس دِیلی در گزارشی آورده است:

این برخورد دهانه‌ای را ایجاد کرد که امروز به نام سیلورپیت (Silverpit Crater) شناخته می‌شود و در واقع ساختاری عظیم است که در اعماق بستر دریا مدفون است. دانشمندان این دهانه را نخستین‌بار در سال ۲۰۰۲ میلادی کشف کردند، اما منشأ آن سال‌ها محل بحث بود. برخی پژوهشگران استدلال می‌کردند که فرایند‌های زمین‌شناسی، نه یک جسم فضایی، مسئول شکل‌گیری آن بوده‌اند.

گروهی به رهبری دکتر اویسدین نیکلسون (Uisdean Nicholson)، رسوب‌شناس از دانشگاه هریوت‌وات (Heriot-Watt University) در ادینبرو، به‌تازگی شواهدی قوی ارائه کرده است که نشان می‌دهد سیلورپیت بر اثر برخورد یک سیارک یا دنباله‌دار شکل گرفته است. پژوهشگران با ترکیب تصویربرداری لرزه‌ای پیشرفته، بررسی میکروسکوپی نمونه‌های سنگ و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، این رویداد خشونت‌بار را بازسازی کردند و کانی‌هایی یافتند که فقط تحت فشار فوق‌العاده می‌توانند شکل بگیرند. این یافته‌ها در مجله نِیچِر کامیونیکِیشِنز/ Nature Communications منتشر شده است.

دهانه‌ای مرموز در زیر دریای شمال

دهانه سیلورپیت حدود ۷۰۰ متر زیر بستر دریا در جنوب دریای شمال، حدود ۱۳۰ کیلومتر دورتر از سواحل یورکشایر انگلستان قرار دارد. قطر خود دهانه حدود سه کیلومتر است و توسط منطقه‌ای بسیار بزرگ‌تر به عرض ۲۰ کیلومتر از گسل‌های دایره‌ای احاطه شده است. گسل‌ها شکستگی‌هایی در سنگ هستند که در آنها جابه‌جایی رخ داده است.

وقتی دانشمندان این ساختار را در سال ۲۰۰۲ میلادی شناسایی کردند، چند ویژگی نشان می‌داد که بر اثر برخورد پرسرعت با یک سیارک یا دنباله‌دار ایجاد شده است: شکل تقریباً دایره‌ای، قله مرکزی برجسته و حلقه‌های گسل اطراف آن. قله‌های مرکزی زمانی شکل می‌گیرند که سنگ‌های فشرده‌شده بر اثر برخوردی قدرتمند به بالا بازمی‌گردند؛ مانند آبی که پس از برخورد جسمی به سطح آب، در مرکز بالا می‌آید.

اما همه قانع نشدند. برخی زمین‌شناسان پیشنهاد کردند که این ساختار غیر عادی از حرکت ذخایر نمک زیرزمینی ناشی شده است. نمک می‌تواند لایه‌های سنگ بالای خود را تغییر شکل دهد. دیگران گفتند فعالیت آتشفشانی باعث فروریختن بخشی از بستر دریا شده و ساختاری ایجاد کرده که فقط شبیه دهانه برخوردی به نظر می‌رسد. این اختلاف سال‌ها ادامه یافت. در سال ۲۰۰۹ میلادی، زمین‌شناسان حتی درباره توضیحات رقیب، رأی‌گیری کردند و بیشتر شرکت‌کنندگان فرضیه برخورد سیارک را رد کردند.

شواهد قاطع: کانی‌های شوک‌زده

نیکلسون گفت: تصویربرداری لرزه‌ای جدید، دیدی بی‌سابقه از این دهانه به ما داده است. نمونه‌های یک چاه نفت در منطقه هم کانی‌های نادر کوارتز و فلدسپات شوک‌زده را در همان عمق کف دهانه نشان داد. یافتن اینها واقعاً خوش‌شانسی بود؛ مثل پیداکردن سوزن در انبار کاه. این کانی‌ها فرضیه برخورد سیارک را بدون هیچ شکی اثبات می‌کنند، چون ساختاری دارند که فقط تحت فشار شدید شوک ایجاد می‌شود.

کانی‌های شوک‌زده اهمیت ویژه‌ای دارند، چون ساختار بلوری داخلی آنها بر اثر فشار عظیم تغییر کرده است. چنین تغییراتی زمانی رخ می‌دهد که یک سیارک با سرعت بسیار زیاد برخورد می‌کند و امواج شوک قدرتمندی را از میان سنگ‌های اطراف می‌فرستد. فرایند‌های زمین‌شناسی معمولی عموماً نمی‌توانند این ویژگی‌های میکروسکوپی متمایز را ایجاد کنند. کشف این کانی‌ها در همان عمق کف دهانه، یک شاهد فیزیکی قوی است که نشان می‌دهد برخوردی بسیار خشونت‌بار رخ داده است.

بازسازی برخورد: سیارکی ۱۶۰ متری و سونامی بیش از ۱۰۰ متر

پس از مشخص‌شدن منشأ دهانه، پژوهشگران با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، آنچه را در طول برخورد رخ داده بازسازی کردند. نتایج نشان می‌دهد یک سیارک حدود ۱۶۰ متری از سمت غرب نزدیک شده و با زاویه‌ای کم به بستر دریا برخورد کرده است. هرچند این سیارک بسیار کوچک‌تر از سیارک مرتبط با انقراض دایناسور‌ها بود، اما جسمی با این اندازه نیز می‌توانست هنگام حرکت با سرعت‌های کیهانی، انرژی عظیمی آزاد کند.

نیکلسون گفت: شواهد ما نشان می‌دهد یک سیارک ۱۶۰ متری با زاویه کم از غرب به بستر دریا برخورد کرد. در عرض چند دقیقه، پرده‌ای از سنگ و آب به ارتفاع ۱.۵ کیلومتر ایجاد شد، سپس به دریا فرو ریخت و یک سونامی بیش از ۱۰۰ متری ساخت؛ این به آن معناست که این برخورد، موادی را تقریباً ۱.۶ کیلومتر به هوا پرتاب کرد و یک سونامی بلندتر از یک ساختمان ۳۰ طبقه ایجاد کرد.

سونامی‌ها با امواج معمولی که با باد ایجاد می‌شوند تفاوت دارند؛ آنها حجم عظیمی از آب را جابه‌جا می‌کنند. سونامی معمولاً زمانی رخ می‌دهد که یک اختلال ناگهانی، مانند زمین‌لرزه، رانش زیرآبی یا برخورد سیارک، به‌سرعت حجم بزرگی از آب را جابه‌جا کند. ارتفاع تخمینی سونامی سیلورپیت از شبیه‌سازی رایانه‌ای این برخورد باستانی به دست آمده، نه از مشاهده مستقیم. با این حال، این بازسازی نشان می‌دهد حتی یک سیارک نسبتاً کوچک نیز هنگام برخورد با اقیانوس چقدر می‌تواند ویرانگر باشد.

چرا این دهانه نادر مهم است؟

زمین در طول تاریخ خود برخورد‌های بی‌شمار سیارک‌ها و دنباله‌دار‌ها را تجربه کرده است، اما دهانه‌های قابل شناسایی کمی باقی مانده‌اند. فرسایش، رسوب‌گذاری و زمین‌ساخت صفحه‌ای مداوم سطح سیاره را تغییر می‌دهند و در طول میلیون‌ها سال می‌توانند شواهد برخورد‌های باستانی را از بین ببرند؛ به همین دلیل، مکان‌های برخوردی استثنایی مانند سیلورپیت از نظر علمی ارزشمند هستند.

نیکلسون گفت: سیلورپیت دهانه‌ای است که بر اثر برخوردی با سرعت بسیار بالا شکل گرفته و بسیار استثنایی است. اینها نادرند، چون زمین سیاره‌ای پویاست و زمین‌ساخت صفحه‌ای و فرسایش تقریباً همه آثار بیشتر این رویداد‌ها را از بین می‌برند. حدود ۲۰۰ دهانه برخوردی تأییدشده روی خشکی وجود دارد و تنها حدود ۳۳ دهانه در زیر اقیانوس شناسایی شده است. ما می‌توانیم از این یافته‌ها برای درک این موضوع که سیارک‌ها در طول تاریخ چگونه سیاره ما را شکل داده‌اند و همچنین پیش‌بینی آنچه در صورت برخورد سیارک در آینده ممکن است رخ دهد، استفاده کنیم.

با تأیید منشأ سیلورپیت، این دهانه به گروه کوچکی از ساختار‌های برخوردی مهم زیرآبی و مدفون می‌پیوندد؛ از جمله دهانه چیکشلوب (Chicxulub) در مکزیک که با انقراض دسته‌جمعی دایناسور‌های غیرپرنده مرتبط است و دهانه نادیر (Nadir) در سواحل غرب آفریقا. این دهانه‌ها با هم شواهدی از نقش قدرتمند برخورد‌های کیهانی در شکل‌دهی تاریخ زمین‌شناسی و زیستی زمین ارائه می‌دهند.