بدأ آخر عصر جليدي كبير للأرض ، يُعرف باسم نهر كواتيرني الجليدي ، منذ حوالي 3.2 مليون سنة. تميزت هذه الفترة بتوسيع الصفائح الجليدية خارج القارة القطبية الجنوبية وغرينلاند ، وكذلك تذبذب الغطاء الجليدي اللورنتي ، الذي غطى معظم كندا والولايات المتحدة. تراجع هذا النهر الجليدي مسؤول عن إنشاء الملايين من المسطحات المائية الدائمة عبر أمريكا الشمالية ، بما في ذلك البحيرات الكبرى.
في حين تُعزى أسباب العصور الجليدية إلى مزيج من الدورات الفلكية والظروف الجوية وتيارات المحيطات وتكتونيات الصفائح ، إلا أنه لا يوجد تفسير كامل حتى الآن. ومع ذلك ، وفقًا لنتائج بحثية جديدة أجراها فريق من علماء الجيوفيزياء بجامعة رايس ، ربما يكون العصر الجليدي الأخير للأرض ناتجًا عن تحولات في الأرض بالنسبة لمحورها الدوار الذي تسبب في تجول أقطابها.
أجرى هذه الدراسة دانيال وودورث وريتشارد جوردون - وهو طالب دراسات عليا وم. أستاذ Keck للأرض ، علوم البيئة والكواكب في جامعة رايس ، على التوالي - وظهر مؤخرًا في المجلة رسائل البحوث الجيوفيزيائية. من أجل دراستهم ، والتي تم دعمها من قبل مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) ، قام Woodworth و Gordon بتحليل الأدلة الجيوفيزيائية من المحيط الهادئ.
وشمل ذلك التوقيعات الأحفورية من رواسب المحيطات العميقة ، والتوقيع المغناطيسي للقشرة المحيطية وموقع "البقعة الساخنة" في الوشاح التي خلقت جزر هاواي. من هذا ، استنتج الفريق أنه خلال الـ 12 مليون سنة الماضية ، مرت الأرض بـ "التجوال القطبي الحقيقي" - وهي ظاهرة تحول فيها الكوكب بالنسبة إلى محور الدوران.
عندما يحدث ذلك ، تتغير مواقع القطبين الشمالي والجنوبي (أو يتجولان). في هذه الحالة ، تحركت غرينلاند بعيدًا بما يكفي نحو القطب الشمالي لبدء العصر الجليدي الأخير. كما أوضح وودورث في بيان صحفي صدر مؤخراً عن جامعة رايس:
"تم إصلاح النقطة الساخنة في هاواي ، بالنسبة إلى محور الدوران ، من حوالي 48 مليون سنة إلى حوالي 12 مليون سنة مضت ، ولكن تم تثبيتها على خط عرض أبعد شمالًا مما نجده اليوم. بمقارنة البقعة الساخنة في هاواي ببقية الأرض ، يمكننا أن نرى أن هذا التحول في الموقع انعكس في بقية الأرض وهو متراكب على حركة الصفائح التكتونية. هذا يخبرنا أن الأرض بأكملها تحركت ، بالنسبة إلى محور الدوران ، الذي نفسره على أنه تجول قطبي حقيقي. "
يعتمد عملهم على دراستين سابقتين من عام 2017. الأولى ، التي أجراها جوردون والباحثون من مختبره الخاص ، أظهرت أن النقاط الساخنة تتحرك ببطء ويمكن استخدامها لتحديد إطار مرجعي عالمي لحركات الصفائح. والثاني ، الذي أجراه باحثون من جامعة هارفارد ، كان أول من أظهر وجود صلة بين التجوال القطبي الحقيقي وبداية العصر الجليدي الأخير.
النقاط الساخنة ، مثل تلك الواقعة أسفل هاواي ، هي مناطق بركانية حيث ترتفع أعمدة الصهارة الساخنة من الأعماق مع الوشاح. على عكس الأشكال الأخرى من النشاط البركاني ، لا تقع هذه البقع على حدود الصفائح التكتونية. إلى جانب حقيقة أنها أكثر حرارة من الوشاح المحيط بها ، تمثل البقع الساخنة شيئًا غير طبيعي للعلماء.
قال جوردون: "نحن نتعامل مع هذه النقاط الساخنة كمتتبعات بارزة للأعمدة التي تأتي من الوشاح العميق ، ونحن نستخدمها كإطار مرجعي". "نعتقد أن الشبكة العالمية للنقاط الساخنة قد تم إصلاحها ، بالنسبة إلى محور دوران الأرض ، لمدة 36 مليون سنة على الأقل قبل هذا التحول".
بما أن الأرض هي جسم دوار ، فإن قوتها الطاردة المركزية تضمن أنها "كروية مفلطحة" بدلاً من كرة مثالية - يبلغ قطرها حوالي 42 كم (26 ميل) عند خط الاستواء أكثر من القطب إلى القطب. وفقًا لـ Woodworth و Gordon ، قد يكون التجوال القطبي الحقيقي أيضًا نتيجة لذلك ، حيث تتسبب نفس القوة في تراكم الرواسب عالية اللزوجة في الوشاح عند خطوط العرض بعيدًا عن خط الاستواء. كما أوضح جوردون:
"تخيل أن لديك شرابًا باردًا حقًا ، وأنت تضعه على فطائر ساخنة. أثناء صبها ، يكون لديك مؤقتًا كومة صغيرة في المركز ، حيث لا تتسطح على الفور بسبب لزوجة شراب البرد. نعتقد أن الشذوذات الكثيفة في الوشاح تشبه تلك الكومة المؤقتة الصغيرة ، فقط اللزوجة أعلى بكثير في الوشاح السفلي. مثل الشراب ، سيتشوه في نهاية المطاف ، لكن الأمر يستغرق وقتًا طويلاً حقًا. "
إذا كانت هذه التكتلات الشاذة ضخمة بما فيه الكفاية ، فيمكن أن تؤدي إلى عدم توازن الكوكب ، مما يتسبب في تحوله تدريجيًا وتقريب الكتلة الزائدة أقرب إلى خط الاستواء. إن إعادة توزيع الكتلة إلى خط الاستواء الجديد لن يغير إمالة محور دوران الأرض ، ولكنه سيغير النقاط على السطح حيث يظهر محور الدوران (المعروف أيضًا باسم القطبين).
في حين أن التحول الذي قاموا بقياسه سيكون بنسبة 3٪ فقط ، إلا أنه كان له تأثير تحريك الوشاح الأرضي. في حين أن الوشاح تحت الأجزاء الاستوائية من المحيط الهادئ كان سينتقل إلى الجنوب ، فإن غرينلاند وأجزاء من أوروبا وأمريكا الشمالية كانت ستتحرك شمالًا. سيؤدي هذا التحول إلى انخفاض درجات الحرارة في هذه المواقع الأخيرة ، والتي كان من الممكن أن تؤدي إلى العصر الجليدي الأخير.
وفقًا لـ Woodworth ، توفر بيانات النقاط الساخنة من هاواي بعضًا من أفضل الأدلة على أن التجوال القطبي الحقيقي هو المسؤول عن الطريقة التي تبدأ بها أقطاب الأرض في التحرك قبل 12 مليون سنة. ومع ذلك ، فإنهم يشتبهون أيضًا في أنه يمكن تسجيل الحالات السابقة من التجوال القطبي في التوقيعات المغناطيسية للصخور ، والتي يتم دراستها من قبل الجيوفيزيائيين لتحديد متى انقلب المجال المغناطيسي للأرض في الماضي.
واستشرافا للمستقبل ، يعمل وودوورث وجوردون مع الزملاء للبناء على تحليلهم. بالإضافة إلى تمديده من 12 مليون سنة إلى الوقت الحاضر ، فإنهم يريدون أيضًا تمديده إلى الماضي ، إلى ما بعد تاريخ البدء البالغ 48 مليون عام الذي استخدموه في هذه الدراسة. يمكن أن تكون نتيجة ذلك فهمًا أكثر دقة لكيفية ترابط التاريخ الجيولوجي للأرض وعصورها الجليدية وتطور الحياة.
