مواد شیمیایی زمین در زیر زمین کشف شدند

پرورش گاه های مواد شیمیایی زمین در زیر زمین کشف شدند

پرورش گاه های مواد شیمیایی  زمین در زیر زمین کشف شدند

خلاصه

زمین تنها سیاره‌ی شناخته‌ شده دارای قاره‌ است و دانشمندان شواهدی جدید را ارائه می‌دهند که پوسته قاره‌ای زمین در زیر قوس‌های قاره ای کوه‌هایی همچون آند مواد شیمیایی تشکیل شده ‌است .

کوه های آند و چشم‌انداز پیرامون ، همان طور که در این تصویر رنگ واقعی از فضاپیمای کاسینی مشاهده می‌شود ، در طول ۱۷۰ میلیون سال گذشته به عنوان صفحه Nazca که در زیر اقیانوس آرام قرار دارد ، راه خود را به زیر صفحه آمریکای جنوبی باز کرده ‌است .

در اوقات فراغت تابستان گذشته ، دانشمند علوم زمینی، آقای مینگ تانگ، از دانشگاه Rice  ، طبق عادت قبل، محتوای نایوبیوم سنگ های مختلف را در پایگاه داده های مواد معدنی جهانی مقایسه کرد. چیزی که وی یافته بود ، ارزش این را داشت تا چند شب را با دوستانش بگذراند . در مقاله‌ای که در این ماه منتشر شد، آقای تانگ رایس – سنگ شناس و سین تای لی و همکارانش در پاسخ به یکی از پرسش‌های بنیادی از علوم زمینی پاسخ دادند :

پرورشگاه های اسید نیز زیر زمین می باشد

قاره ها کجا تشکیل می شوند؟ تانگ گفت: ” اگر نتیجه گیری ما صحت داشته باشد، هر قطعه ای از زمین که اکنون روی آن نشسته ایم ، از مکان های بسیار کوهستانی کوه های آند و تبت ، شروع شده اند” ، تانگ، نویسنده اصلی این تحقیق و یک پژوهشگر فوق دکترا در دپارتمان علوم زمینی، علوم محیطی و سیاره ای دانشگاه رایس می باشد.

(EEPS). امروزه اکثر مکان‌ها مسطح هستند زیرا این قسمت پایدار پوسته قاره‌ای است . اما چیزی که ما کشف کردیم این بود که وقتی پوسته تشکیل شد ، اسید نیتریک می بایست با روندهای ساختمانی کوهستانی شروع شده باشد .” رابطه بین نایوبیوم ، یکی از نادرترین عناصر زمین ، و شکل گیری قاره ، داستانی است که در طی میلیاردها سال در مقیاسی به کوچکی یک مولکول‌ها در برابر بزرگی دامنه‌های کوه نمایش داده می‌شود . بازیکنان برجسته niobium و tantalum ، فلزات نایاب هستند که زمین شناسان اغلب از آن‌ها بعنوان دوقلوها یاد می‌کنند .

تانگ گفت : ” آن‌ها خواص شیمیایی بسیار مشابهی دارند و در اغلب فرآیندهای زمین‌شناسی تقریبا ً یک‌سان رفتار می‌کنند . ” ” اگر تنتالوم و نایوبیوم را اندازه‌گیری کنید می‌بینید که نسبت آن‌ها در جبه زمین تقریبا ً ثابت است . این یعنی زمانی که اسید نایوبیوم بیشتری را در یک سنگ پیدا می‌کنید ، اسید تانتالوم بیشتری پیدا خواهید کرد ، و وقتی نایوبیوم کم‌تری پیدا کنید ، قطعا تنتالوم کمتری پیدا خواهید کرد .” جبه زمین ، ضخیم ترین لایه ای است که در فاصله ۱۸۰۰ مایلی بین هسته و قشر بیرونی زمین قرار دارد .

دانشمندان زمین باور دارند که اگر چیزی ، بین جبه و هسته حرکت کند، اما جبه و همه چیز بالای آن کف دریا ، اقیانوس‌ها ، قاره‌ها و اتمسفر به هم متصل شده‌اند و بسیاری از اتم‌های موجود در اسید سطح زمین ، از جمله اتم‌ها در انسان‌ها و دیگر موجودات زنده ، در طول یک یا چند بار در جبه زمین ۴٫۶ میلیارد ساله مجدد ظاهر شده اند .

سنگ ها در مقابل مواد شیمیایی استثنا هستند

سنگ‌ها در قاره‌ها استثنا هستند . زمین شناسان برخی را یافته‌اند که تا ۴ میلیارد سال قدمت دارند ، که به این معنی است که آن‌ها نزدیک سطح تشکیل شده‌اند و در سطح باقی مانده اند ، بدون اینکه به جبه ( پوسته) تبدیل شوند . این به دلیل بخشی از ماهیت پوسته قاره ای است که به مراتب کمتر از سنگهای بازالت در زیر اقیانوس های زمین است.. لی ، استاد و رئیس بخش EEPS گفت ، تصادفی نیست که زمین تنها سیاره سنگی است که هم قاره ها و هم زندگی را در بر دارد .

لی گفت: “ما در قاره ها زندگی می کنیم و بیشتر منابع  را از قاره ها بدست می آوریم.” ” ما برای تنفس ، در هوا،  اکسیژن داریم و همچنین دمایی مناسب برای حمایت و محافظت از این زندگی پیچیده. این اسید به قدری عادی هستد که ما آن‌ها را بدیهی فرض می‌کنیم اما زمین با این شرایط و ویژگی ها آغاز نشده است . آن‌ها بعدها در طول تاریخ زمین توسعه یافتند . و ظهور قاره‌ها یکی از چیزهایی است که سیاره ما را شکل داده و آن را قابل زندگی ساخته‌است .

” دانشمندان هنوز در مورد این که چگونه قاره‌ها شروع شده اند و اینکه چگونه ۳۰ درصد از سطح زمین را پوشش داده اند ، جزئیات دقیقی ندارند ، اما سرنخ بزرگی به نایوبیوم و تنتالوم، یعنی دو قلوها ارتباط دارد . تانگ گفت : ” به طور متوسط , سنگ‌های پوسته قاره‌ای نسبت به صخره هایی که ما در هر جای دیگر آن‌ها را می‌بینیم , ۹۰ درصد کمترند. ” ” ما معتقدیم که این اسید نایوبیوم گم ‌شده به رمز قاره ها مرتبط ند.

با حل یا پیدا کردن نایوبیوم گمشده ، ما می‌توانیم اطلاعات مهمی در مورد این که چگونه قاره‌ها شکل می‌گیرند ، به دست آوریم . ” زمین شناسان در مورد عدم تعادل چند دهه اخیر چیزهایی می‌دانند . و قطعا ً نشان می‌دهد که فرآیندهای ژئو شیمیایی که پوسته قاره را تولید می‌کنند نیز اسید نایوبیوم را حذف می‌کند . اما اسید نایوبیوم گم‌شده کجاست ؟ این سوال آزار دهنده باعث شد تا تانگ بیشتر وقت و زمان خود در پرونده های موجود در پایگاه GEOROC موسسه ماکس پلانک، که یک مجموعه جامع جهانی از تجزیه و تحلیل سنگ های آتشفشانی است،  بگذراند.

نتیجه گیری از مواد شیمیایی زیر زمین

بر اساس جستجوها و ماه ها آزمایشات مکرر ، تانگ، لی و همکارانش اولین شواهد فیزیکی را ارائه می دهند که مسئول از ناپدید شدن نایوبیوم ” arclogites ” ها  هستند. Arclogites ها توده هایی هستند ، باقیمانده از مواد که در نزدیکی پایه قوس‌های قاره‌ای جمع می‌شوند. در موارد نادر , تکه‌های بزرگی از این توده ها , از داخل به روی سطح فوران می‌کنند . گروه رایس ابتدا نمونه‌های arclogite را ارسال کرد که لی در آریزونا به همراه هم‌کار خود ، کانگ چن ، هم‌کار تحقیقاتی مستقر در دانشگاه China در Wuhan در Wuhan جمع‌آوری کرده بود .

چون در عرض یک ماه مقادیر نسبی اسید نایوبیوم و تانتالوم را در نمونه‌ها به دست آورد . این صخره‌ها زمانی ایجاد شدند که رشته کوه های مرتفع، یک قوس قاره‌ای فعال مانند رشته‌کوه‌های آند بودند . آزمون‌های چن تایید نسبت بالای نایوبیوم – تانتالوم را تایید کرد, اما برای درک بهتر مکانیزم این تایید , تانگ و لی از لیزر با دقت بالا و ” طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت شده ” در آزمایشگاه لی در دانشگاه رایس استفاده کردند .

وی گفت : ” rutile معدنی است که میزبان نایوبیوم است و یک شکل طبیعی از اکسید تیتانیوم است و این چیزی است که در حقیقت ” تفاوت میان نایوبیوم و تنتالوم را می‌بیند و یکی را نسبت به دیگری بر میگزیند.” اما این فقط در شرایط خاص اتفاق می‌افتد . به عنوان مثال ، تانگ گفت که در دماهای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد ، rutile نسبت طبیعی نایوبیوم و تنتالوم را گرفتار می‌کند . وقتی دمای هوا به زیر ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد ، فقط نایوبیوم را ترجیح می‌دهد .

تانگ گفت که تنها مکان شناخته‌ شده با این مجموعه از شرایط ، در زیر قوس‌های قاره‌ای ، مانند کوه‌های آند ، یا رشته کوه های مرتفع در حدود ۸۰ میلیون سال پیش وجود دارد . او گفت : ” دلیلی که شما به فشار زیاد نیاز دارید این است که اکسید تیتانیوم نسبتا ً نادر است . شما به فشار بسیار زیادی نیاز دارید تا آن را به کریستال مبدل و از ماگما خارج کنید .

” تانگ و لی در مطالعه‌ای که پیش از این در ماه مه گذشته در علم پیشرفت منتشر شد ، سندی را کشف کردند که نشان می‌دهد چرا پوسته قاره‌ای به شدت کاهش‌یافته است . اسید لی گفت که پیدا کردن و کشف rutile و نایوبیوم اهمیت مرکزی قاره‌ای در تاریخ زمین را نشان می‌دهد . لی گفت : ” قوس‌های قاره ای مانند یک سیستم جادویی است که همه چیز را با هم پیوند می‌دهد، از آب و هوا و غلظت‌های اکسیژن در اتمسفر تا ذخایر سنگ معدن .

” ” آن‌ها پس از مرگ،  برای دی‌اکسید کربن در حال غرق شدن هستند . آن‌ها می‌توانند گلخانه یا یخ خانه ها را هدایت کنند و بلوک‌های سازنده قاره‌ها را تشکیل می‌دهند .”

منبع خبر : sciencedaily