یک پژوهش تازه نشان میدهد نظریهای که نزدیک به صد سال است برای توضیح اینکه چگونه آسیا میتواند وزن عظیم هیمالیا و فلات تبت را تحمل کند بهکار میرود، نیازمند بازنویسی جدی است.
بر اساس این تحقیق، دانشمندان احتمالاً یکی از قدیمیترین فرضیات زمینشناسی دربارهی آنچه بلندترین رشتهکوه جهان را نگه میدارد، فرو ریختهاند.
داستان شکلگیری هیمالیا
حدود ۵۰ میلیون سال پیش، زمانی که قاره هند با قاره آسیا برخورد کرد، نیروهای تکتونیکی منطقه تبت را به شدت فشردند. این فشار باعث شد سطح تبت تقریباً بهاندازه ۱۰۰۰ کیلومتر چروکیده و فشرده شود. در نهایت، صفحه تکتونیکی هند به زیر صفحه اوراسیا لغزید و این فرآیند باعث شد ضخامت پوسته زمین در زیر هیمالیا و فلات تبت تقریباً دو برابر شود. همین دو برابر شدن پوسته و فشارهای ناشی از آن، به بالا آمدن و رشد عظیم این کوهها کمک کرد.
برای یک قرن، نظریه غالب این بود که همین دو برابر شدن ضخامت پوسته، بهتنهایی توانسته وزن هیمالیا و فلات تبت را تحمل کند. در سال ۱۹۲۴ زمینشناس سوئیسی امیل آرگان (Émile Argand) نشان داد که پوستههای هند و آسیا روی هم انباشته شدهاند و عمقی حدود ۷۰ تا ۸۰ کیلومتر در زیر سطح زمین را تشکیل میدهند.
نقطه ضعف نظریه قدیمی
اما پژوهشگران امروز میگویند این نظریه در برابر بررسیهای دقیق نمیتواند دوام بیاورد. دلیل اصلی این است که در عمق حدود ۴۰ کیلومتری، سنگهای پوسته بهعلت دماهای بسیار بالا ذوب میشوند.
پیترو استرنای، دانشیار ژئوفیزیک در دانشگاه میلان-بیکوکا در ایتالیا و نویسنده اصلی این پژوهش، توضیح داد:
«اگر شما ۷۰ کیلومتر پوسته داشته باشید، بخش پایینی آن داکتیل و نرم میشود… درست مثل ماست! و شما نمیتوانید یک رشتهکوه عظیم را روی ماست بنا کنید.»
مدتها بود که شواهد نشان میداد نظریه آرگان چندان دقیق نیست، اما ایده «دو پوسته رویهمافتاده» آنقدر ساده و جذاب بود که بسیاری از زمینشناسان علاقهای به زیر سؤال بردن آن نداشتند. به گفته استرنای، هر دادهای که بهدست میآمد معمولاً در قالب همان لایهی دوبرابری پوسته تفسیر میشد.
کشف یک «ساندویچ گوشتهای»
مطالعهی تازه نشان میدهد که در واقع یک لایه گوشته بین پوستههای آسیا و هند قرار دارد. این همان چیزی است که توضیح میدهد چرا هیمالیا تا این حد مرتفع شده و چرا هنوز هم پس از میلیونها سال پابرجا مانده است.
گوشته (mantle) لایهای از زمین است که درست زیر پوسته قرار میگیرد. این لایه بسیار چگالتر از پوسته است و برخلاف آن در دماهای بالا به راحتی ذوب نمیشود. در مقابل، پوسته سبک و شناور است و رفتاری شبیه کوه یخ دارد: هرچه ضخیمتر باشد، بیشتر بالای سطح زمین بیرون میزند.
استرنای و همکارانش با شبیهسازی برخورد صفحات هند و آسیا در رایانه، به این نتیجه رسیدند. مدلهای آنها نشان داد زمانی که صفحه هند به زیر اوراسیا لغزید و شروع به ذوب شدن کرد، بخشهایی از آن به بالا حرکت کردند و نه به کف پوسته آسیا، بلکه به پایه لیتوسفر (لایه سخت بیرونی زمین شامل پوسته و بخش بالایی گوشته) چسبیدند.
این نکته اساسی است، زیرا نشان میدهد لایهای سخت از گوشته بین دو پوسته قرار گرفته و ساختار کل منطقه را زیر هیمالیا محکم کرده است. پوستههای دوگانه شناوری کافی برای بالا بردن منطقه فراهم میکنند، درحالیکه گوشته مقاومت و استحکام مکانیکی میدهد. به قول استرنای:
«شما همه مواد لازم را برای بالا آوردن توپوگرافی و تحمل وزن هیمالیا و فلات تبت دارید.»
همخوانی با دادههای لرزهای
پژوهشگران سپس یافتههای خود را با دادههای لرزهای و اطلاعات بهدستآمده از سنگها مقایسه کردند. نتیجه نشان داد «ساندویچ گوشتهای» در شبیهسازیها با شواهدی مطابقت دارد که نظریه آرگان قادر به توضیح آنها نبود.
سیمونه پیلیا، دانشیار زمینشناسی در دانشگاه نفت و مواد معدنی ملک فهد در عربستان سعودی و نویسنده همکار این مطالعه، گفت:
«حالا همه چیز معنی پیدا میکند. مشاهداتی که پیشتر مرموز و گیجکننده بودند، اکنون با داشتن مدلی شامل پوسته، گوشته و پوسته، بهراحتی توضیح داده میشوند.»
با این حال، چون این پژوهش یک نظریهی صدساله و بسیار پذیرفتهشده را به چالش میکشد، بحثبرانگیز است.
واکنش جامعه علمی
آدام اسمیت، پژوهشگر پسادکتری در دانشگاه گلاسگو که در این مطالعه نقشی نداشته، در ایمیلی به Live Science نوشت:
«فکر میکنم نویسندگان درست میگویند که این موضوع بحثبرانگیز است. تقریباً همه کارهای پیشین توافق داشتند که تمام مواد زیر هیمالیا از پوسته آمدهاند.»
اما او افزود که نتایج تازه همچنان منطقی به نظر میرسند و میتوانند بسیاری از ویژگیهای عجیب زمینشناسی هیمالیا را توضیح دهند:
«نویسندگان شبیهسازیهای زیادی با ضخامتهای متفاوت لایهها اجرا کردند و تقریباً همیشه این تکه گوشته بین دو پوسته قرار میگرفت.»
از سوی دیگر، دووه فن هینسبرگن، استاد تکتونیک جهانی و دیرینهجغرافیا در دانشگاه اوترخت هلند، نظری متفاوت دارد. او این نتایج را چندان بحثبرانگیز نمیداند:
«این یک یافته جدید و تفسیر زیباست. اگر یک قاره به زیر قاره دیگری فرو برود، انتظار دارید یک ساندویچ تشکیل شود که از بالا به پایین شامل پوسته و لیتوسفر گوشته قاره بالایی (تبت) و سپس پوسته قاره پایینی (هند) باشد.»
جمعبندی
این پژوهش تازه نه تنها نظریهی ۱۰۰ ساله آرگان را زیر سؤال میبرد، بلکه تصویر تازهای از آنچه زیر هیمالیا رخ داده ارائه میدهد. وجود یک لایه گوشته سفت بین پوستههای هند و آسیا میتواند توضیح دهد که چگونه این کوههای غولپیکر و فلات عظیم تبت میلیونها سال استوار ماندهاند.
این یافته نشان میدهد علم زمینشناسی همچنان در حال تکامل است و حتی نظریههایی که دههها پذیرفته شدهاند میتوانند روزی با دادهها و مدلهای تازه تغییر کنند. درست همانطور که هیمالیا نتیجه برخورد و فشرده شدن دو قاره است، دانش ما نیز از دل برخورد اندیشهها و پژوهشها رشد میکند.
