محققان میگویند این لایهی باستانی که در اعماق زیر میدوست دفن شده، تکههای بزرگی از پوستهی امروزی آمریکای شمالی را به درون گوشته (mantle) زمین میکشد. نیروی کششی این لایه، موجب شکلگیری «چکههای عظیمی» در زیر قاره شده که تا عمق حدود ۶۴۰ کیلومتری درون گوشته امتداد دارند. این چکهها در ناحیهای بین ایالتهای میشیگان، نبراسکا و آلاباما قرار دارند، اما اثراتشان کل قاره را تحت تأثیر قرار داده است.
منطقهی چکهکردن مانند یک قیف بزرگ به نظر میرسد، بهگونهای که سنگها بهصورت افقی از سراسر آمریکای شمالی به سوی آن کشیده شده و سپس به درون زمین مکیده میشوند. در نتیجه، بخشهای بزرگی از آمریکای شمالی در حال از دست دادن مواد زیرین پوستهی خود هستند.
«بخش بسیار وسیعی از قاره در حال تجربهی نازک شدن پوسته است،» دکتر جونلین هوا (Junlin Hua)، نویسندهی اصلی مقاله و زمینشناس، که این تحقیق را در دورهی فوقدکتری در دانشگاه تگزاس در آستین انجام داده، در بیانیهای گفت. «خوشبختانه، ما ایدهی جدیدی در مورد علت این نازک شدن هم بهدست آوردیم.» هوا اکنون استاد دانشگاه علوم و فناوری چین است.
محققان دریافتند که این چکهها بهخاطر نیروی کششی رو به پایین ناشی از تکهای از پوستهی اقیانوسی ایجاد شدهاند که از یک صفحهی تکتونیکی باستانی به نام صفحهی فارالون (Farallon) جدا شده است.
صفحهی فارالون و صفحهی آمریکای شمالی زمانی یک منطقهی فرورانش در امتداد ساحل غربی قاره را تشکیل میدادند، جایی که صفحهی فارالون به زیر صفحهی آمریکای شمالی میرفت و مواد آن به گوشته بازیافت میشد. صفحهی فارالون حدود ۲۰ میلیون سال پیش، بهدلیل حرکت صفحهی اقیانوس آرام، از هم پاشید و بقایای آن بهتدریج به زیر صفحهی آمریکای شمالی فرورفت.
یکی از این بقایا اکنون در مرز میان منطقهی گذار گوشته و گوشتهی زیرین قرار دارد، حدود ۶۶۰ کیلومتر زیر میدوست. این قطعهی پوستهی اقیانوسی که از دههی ۱۳۶۸ با عنوان «لایهی فارالون» شناخته میشود، طبق مطالعهی جدیدی که در ۸ فروردین در نشریهی Nature Geoscience منتشر شده، عامل پدیدهای به نام «نازک شدن کراتونی» است.

«نازک شدن کراتونی» به فرسایش کراتونها اشاره دارد؛ کراتونها مناطقی از پوسته و گوشتهی بالایی زمین هستند که میلیاردها سال نسبتاً دستنخورده باقی ماندهاند. با وجود پایداری زیاد، کراتونها میتوانند دچار تغییراتی شوند، اما تا کنون بهدلیل مقیاسهای زمانی بسیار طولانی زمینشناختی، چنین پدیدهای بهصورت زنده مشاهده نشده بود.
اکنون، برای نخستین بار، پژوهشگران موفق شدهاند این نازک شدن کراتونی را در حین وقوع مستند کنند. این کشف به لطف پروژهای گسترده به رهبری هوا امکانپذیر شد که هدفش نقشهبرداری از زیر آمریکای شمالی با استفاده از روش تصویربرداری لرزهای با وضوح بالا به نام «وارونسازی موج کامل» (full-waveform inversion) بود. این تکنیک با استفاده از انواع مختلفی از امواج لرزهای، تمام اطلاعات ممکن را دربارهی پارامترهای فیزیکی زیر زمین استخراج میکند.

تورستن بکر (Thorsten Becker)، یکی از نویسندگان مقاله و استاد برجستهی ژئوفیزیک در دانشگاه تگزاس در آستین، در بیانیهای گفت: «چنین مطالعاتی برای درک چگونگی تکامل سیارهی زمین در طول زمان بسیار اهمیت دارد. بهواسطهی استفاده از روش وارونسازی کامل، اکنون تصویر دقیقتری از منطقهی مهم بین گوشتهی عمیق و لیتوسفر (پوسته و گوشتهی بالایی) داریم.»
برای آزمودن نتایج، محققان با استفاده از مدلسازی کامپیوتری تأثیر لایهی فارالون بر کراتون بالایی را شبیهسازی کردند. زمانی که لایه حضور داشت، منطقهی چکهکردن شکل گرفت، اما با حذف آن، چکهها ناپدید شدند. این موضوع بهصورت نظری تأیید میکند که یک لایهی فرورفته میتواند سنگها را از ناحیهی وسیعی به درون زمین بکشد.
به گفتهی پژوهشگران، این چکهها در زیر میدوست به این زودیها باعث تغییراتی در سطح زمین نخواهند شد و ممکن است حتی با فرورفتن بیشتر لایهی فارالون به درون گوشتهی زیرین و کاهش تأثیرش بر کراتون، این روند متوقف شود.
این یافتهها میتواند به دانشمندان کمک کند تا قطعات عظیم پازل چگونگی شکلگیری وضعیت کنونی زمین را کنار هم بگذارند. بکر گفت: «این موضوع به ما کمک میکند بفهمیم چگونه قارهها ساخته میشوند، چگونه شکسته میشوند، و چگونه بازیافت میشوند.»