كشف فريق بحثي أميركي عن قدرة مذهلة للصخور العميقة في باطن الأرض على «التعافي الذاتي» خلال وقت قصير بعد تعرضها لانكسارات ناتجة عن هزات أرضية قوية، في اكتشاف قد يغيّر فهم العلماء لآليات تشكل الزلازل وسلوك الصدوع الجيولوجية.

فقد توصل باحثون من جامعة كاليفورنيا  ديفيز إلى أن الصدوع الواقعة في أعماق سحيقة يمكن أن تلتحم من جديد في غضون ساعات، مستندين في ذلك إلى سلسلة تجارب مخبرية على حبيبات مسحوق الكوارتز، أحد أكثر المعادن انتشاراً في القشرة الأرضية ونشرت نتائج الدراسة في دورية Science Advances العلمية.

أجرى العالمان أماندا توماس وجيمس واتكنز محاكاة لظروف الضغط والحرارة التي تتعرض لها الصخور في باطن الأرض ووضعا مسحوقاً من صخور الكوارتز داخل أسطوانة فضية، ثم عرضاه لضغط يعادل 10 آلاف مرة الضغط الجوي وحرارة وصلت إلى 500 درجة مئوية لمدة 24 ساعة.

وفي حين بدت الحبيبات الصخرية في البداية حادة ومفتتة، بدأت بعد ست ساعات فقط بالتRounded edges and fusing together ومع مرور الوقت ظهرت ترسبات صخرية وروابط واضحة بين الحبيبات، ما يشير إلى بدء عملية «الالتئام» وبعد يوم كامل أصبحت العينات أكثر تماسكا وصلابة من حالتها الأصلية.

وقال واتكنز: «قمنا عملياً بطهو الصخور ورصدنا ما يحدث في ظروف الانزلاقات البطيئة داخل الأرض».

ركزت الدراسة أيضا على الانزلاقات البطيئة، وهي تحركات زلزالية تدريجية تحدث على مدى شهور أو سنوات، بخلاف الزلازل التقليدية التي تطلق الضغوط المتراكمة خلال ثواني. وتوضح توماس أن هذه الظاهرة اكتشفت عام 2002، وأنها تمثل شكلا مختلفا من تحرير الطاقة داخل الصفائح التكتونية.

وتضيف أن الجاذبية الصادرة عن الشمس والقمر إضافة إلى وزن مياه البحار تؤثر بدورها في طبقات الصخور، ما يجعل فهم كيفية تماسك الصدوع أمراً أساسياً لدراسة سلوك الأرض العميقة.

التحليل المجهري للعينات بعد التجربة أظهر أن حبيبات الكوارتز التحمت من جديد، واستعادت صلابتها بشكل لافت. وتشبه توماس هذه العملية بقولها: «يبدو الأمر كما لو أن الصدع التحم بواسطة مادة لاصقة».

ويرى الباحثون أن فهم قدرة الصدوع على «التداوي الذاتي» لا يقتصر على أعماق الأرض فحسب، بل قد يساعد أيضاً في تفسير كيفية تشكل الزلازل القوية في مناطق قريبة من السطح.

وتخلص توماس إلى أن «عامل التماسك الصخري كثيراً ما يتم تجاهله في النماذج العلمية، لكن يبدو أنه يلعب دوراً أكبر مما كنا نعتقد». فيما يؤكد واتكنز أن الدراسة «تفتح نافذة تربط ما يحدث على مستوى الجزيئات الصغيرة تحت المجهر بالحركات الهائلة للصدوع الممتدة لمئات الكيلومترات».