تفتقر الطبقات الجيولوجية في الأخدود العظيم في الولايات المتحدة إلى أدلة على تاريخ الأرض تعود إلى حوالي 1.2 مليار سنة. أظهرت دراسة جديدة أن سبب هذه الفجوة قد يكون حركة الوشاح الأرضي التي رفعت أجزاء من القارات مما زاد من التعرية، ثم أدى لاحقًا إلى هبوط تلك الأجزاء وتراكم طبقات صخرية رسوبية جديدة، حسبما ذكر موقع Live Science.
تمتد الصخور القديمة المتحولة والماجmaticية التي يبلغ عمرها حوالي 1.7 مليار سنة على جدران الأخدود مباشرة فوق الصخور الرسوبية الأصغر سنًا التي تكونت منذ حوالي 500 مليون سنة. وهناك فترة زمنية هائلة مفقودة في التاريخ الجيولوجي بينهما تعرف بـ "الاختلاف الكبير".
تعتبر هذه الفترة خاصة مهمة لفهم تاريخ الحياة على الأرض؛ إذ سبقت انفجار الكمبري وتزامنت جزئيًا معه، وهي المرحلة التي شهدت زيادة حادة في تنوع الكائنات الحية. ولم تُكتشف مثل هذه الفجوات في الطبقات الجيولوجية فقط في أمريكا الشمالية، بل أيضًا في منطقة البلطيق بأوروبا وشمال الصين. كان العلماء يتجادلون لفترة طويلة حول أسباب نشوء هذه الفجوات.
في دراسة نُشرت في مجلة Nature، قدم العلماء شرحًا يستند إلى نمذجة حركة الوشاح الأرضي، وهو طبقة تحت قشرة الأرض تتحرك ببطء نتيجة تأثير الحرارة.
أظهر النموذج أن دوران الوشاح قد يسبب ارتفاعًا في ثلاثة مناطق خلال فترة الاختلاف الكبير. ساعد ذلك على التعرية حيث أُزيلت المواد الرسوبية من القارات ونُقلت إلى المحيطات. ثم في الـ540 مليون سنة الأخيرة، بدأت هذه المناطق في الهبوط، مما خلق مناطق يمكن أن تتجمع فيها الرواسب مكونة طبقات صخرية جديدة. تتوافق هذه النتائج مع الملاحظات الجيولوجية في أمريكا الشمالية ومنطقة البلطيق وشمال الصين.
قال نيكولاس فلامين، الجيولوجي في جامعة ولونغونغ في أستراليا والمشارك في الدراسة: "درسنا الأماكن التي يمكن أن يكون تأثير الوشاح قد أدى إلى نشوء الاختلاف الكبير. واتضح أن الثلاث مناطق هي الأماكن التي يظهر فيها هذا الظاهرة الجيولوجية بوضوح".
ربط بعض العلماء سابقًا نشوء الاختلاف الكبير بفترة تجمد عالمي، حيث كان الجليد قد ساهم في تآكل واسع للصخور ونقل الرواسب من القارات. وقال فلامين إن الجليد ربما لعب دورًا مهمًا فعلًا، لكن الدراسة الجديدة تشير إلى سبب أعمق؛ بدون حركة الوشاح التي ترفع القارات، لم تكن الأنهار الجليدية وعوامل التعرية الأخرى قادرة على نقل المواد الرسوبية بكفاءة عبر المنحدرات.
تتجدد قشرة الأرض باستمرار بسبب حركة الصفائح التكتونية. تنغمس الصفائح المحيطية تحت الصفائح الأخرى في عملية تسمى الاندساس، وتغوص في الوشاح. وتحمل معها عناصر كيميائية مختلفة قد تعود لاحقًا إلى الغلاف الجوي خلال الثورات البركانية.
بمرور الوقت، تتغير تركيبة المواد التي تدخل الوشاح. على سبيل المثال، كان المحيط قديمًا پاليوتٹيس الذي وُجد بالقرب من شواطئ قارة پانجيا وأغلق منذ حوالي 200 مليون سنة، يحتوي على رواسب غنية بالكربون جرفت من القارات. وعندما غاص قاع هذا المحيط في الوشاح، انتقل جزء من هذا الكربون إلى أعماق الأرض.
حاليًا، تتركز معظم مناطق الاندساس حول المحيط الهادئ، حيث يبتعد قاعه كثيرًا عن القارات ويحوي رواسب كربونية أقل نسبيًا. ولهذا تختلف التركيبة الكيميائية للمواد التي تغوص في الوشاح الآن عن تلك في الفترات الجيولوجية السابقة.
يرى الجيولوجي شنان بيترسي من جامعة ماديسون بولاية ويسكونسن أن غياب الصخور لا ينبغي اعتباره مجرد فقدان للمعلومات. بل تسمح هذه الفجوة في السجل الجيولوجي بفهم العمليات التي حدثت على الأرض وتأثيرها المحتمل على تطور الغلاف الجوي والحياة.
خلال فترة تشكيل الاختلاف الكبير، كانت الصخور البلورية التي ظهرت على السطح تطلق بشكل أكثر نشاطًا البوتاسيوم والحديد والمنغنيز والكربون، والتي وصلت إلى البحار. وقد يكون هذا قد أثر على تطور الكائنات البحرية، بما في ذلك تعزيز قدرة تكوين الهياكل المعدنية مثل القواقع. كما قد تكون التغيرات قد أثرت أيضًا على تركيبة الغلاف الجوي وزيادة محتوى الأكسجين.
