برای مدت زمان طولانی، زمینشناسان با پدیده معمایی در کوهستانهای آپنینی ایتالیا روبهرو شده بودند که در آن هم فشردگی و هم کشیدگی بهطور همزمان دیده میشود. این رشتهکوه که بهعنوان ستون فقرات شبهجزیره ایتالیا شناخته میشود، در نقاطی حالتی گسترش یافته و در دیگر نقاط فشردهتری دارد. اکنون، تیمی از پژوهشگران نظریهای نوین و جامع برای تبیین این پدیده پیچیده ارائه کردهاند که میتواند ابهامات فراوانی را روشن سازد.
معما در کوهستانهای آپنینی: فشردگی و کشیدگی همزمان
کوهستانهای آپنینی که تقریبا ۱۲۰۰ کیلومتر در شبهجزیره ایتالیا بسط یافتهاند، مدتهاست موضوعی چالشبرانگیز برای مطالعه زمینشناسان بودهاند. این کوهها، مشابه بسیاری از رشتهکوهها، در نتیجه برخورد صفحات تکتونیکی و تجمع و ضخیم شدن پوسته زمین در طی میلیونها سال شکل گرفتهاند. اما بهنظر میرسد که سیستم تکتونیکی ایتالیا به همان نحو ابتدایی پیش نرفته است. در حالی که لبه خارجی رشتهکوه بهطور مستمر فشرده میشد، بخشهای داخلی پوسته بههمین منظور کشیده شده و دریای تیرنیا را شکل داد.
این وضعیت، کوههای آپنینی را در موقعیتی غیرمعمول قرار داده است؛ بهطوری که در حالی که لبه بیرونی آن فشرده میشود، درون این رشتهکوه در حال کشیدگی است. در گذشته، چنین حرکات متضادی به پدیده «عقبنشینی صفحه» نسبت داده میشد؛ بدین معنی که عقبنشینی یک صفحه فرورفته باعث کشیدگی پوسته در پشت جبهه کوهها میشود، در حالی که فشردگی در جهت شرق ادامه مییابد. اما حدود ۲ میلیون سال پیش، این فرآیند دچار تغییر شد و مرحله اصلی کشیدگی که به شکلگیری دریای تیرنیا منجر شد، به پایان رسید و فشردگی در خط جبهه آپنینی به شدت کاهش یافت. باوجود این، تغییرات متعارض در این رشتهکوه ادامه یافت، که نشان میدهد وقوع پدیدهای دیگر در حال انجام است.
پدیده دلخیزش؛ علت «باز شدن» پوسته زمین ایتالیا
اکنون، زمینشناسان به سرپرستی استفانو تاوانی از دانشگاه فلورانس، به این نتیجه رسیدهاند که پاسخ این معما ممکن است در باز شدن پوسته زمین در زیر ایتالیا باشد. این روند که بهعنوان دلخیزش شناخته میشود، به معنای جدایی بین پوسته پایینی متراکم و لیتوسفر وابسته به آن از پوسته بالایی و فرورفتن آن به گوشته است. بر اساس اظهارات تاوانی و تیم وی، در زیر رشتهکوههای آپنینی این فرآیند بهطور هماهنگ در همه نقاط جاری نیست؛ بلکه مشابه یک زیپ، یک جبهه واحد به نام «مفصل» وجود دارد که در آن پوسیدگی در حال وقوع است و این جبهه به تدریج به سمت پیشکمان آدریاتیک در حال حركت است.
شواهد زمینشناختی و چگونگی انجام این پدیده
بهمنظور مطالعه این فرآیند، تیم پژوهش تاوانی دادههای گوناگونی از اندازهگیریهای زمینلرزه، جیپیاس، مشاهدات راداری ماهوارهای و نقشههای مرز بین پوسته و گوشته زمین که بهنام «موهو» (Moho) شناخته میشود، جمع آوری کردند. نتیجه یک الگوی قانعکننده بود: انواع مختلف تغییر شکل، در حول یک ساختار یکسان در عمق آپنینیها متمرکز شدهاند. محققان در طول بیش از ۵۰۰ کیلومتر از این رشتهکوه، منطقهای را شناسایی کردند که در آن موهوی زیر سمت تیرنیا با موهوی زیر سمت آدریاتیک همپوشانی دارد.
آنها این پوسته دوتایی را بهعنوان بازهای توصیف کردند که در آن پوسته پایین در حال جدایی است – همان جبهه متحرک از فرآیند باز شدن – درست مشابه نقطهای که یک نوار چسب از سطح جدا میشود. زمینلرزهها نیز در اطراف این حوزه متمرکز شدهاند: در عقب و بالای این جبهه، مکانیسمهای زمینلرزه عمدتاً نشانهدهنده کشیدگی پوسته هستند؛ در حالی که در جلوی آن، معمولاً فشردگی را منعکس میکنند. دادههای جیپیاس نیز داستان مشابهی را بیان میکنند. در سراسر این کمربند کوهستانی، پژوهشگران کشیدگی حدود ۴ میلیمتر در سال را اندازهگیری کردند، در حالی که در سمت لبه خارجی آن، قسمتی از این حرکت با حدود ۲ میلیمتر در سال فشردگی جبران میشود. این پدیده را میتوان بهعنوان تغییر شکل «آکاردئونیشکل» توصیف کرد: کمربند کوهستانی از درون کشیده میشود در حالی که در جبهه خود به موازات فشرده میشود.
در گذشته، پدیده عقبنشینی صفحه میتوانست توضیحی برای چنین الگویی در مراحل اولیه تکامل آپنینیها باشد. اما این توضیح برای آنچه که اکنون مشاهده میشود کافی نیست. تاوانی و همکارانش بر این باورند که دلخیزش مداوم زیر کوهها، منبع گمشده انرژی کششی را فراهم میکند. در جلوی مفصل در حال حرکت، پوسته پایینی و گوشته لیتوسفری به صفحه در حال فرورفتن متصل میمانند که پوسته را به سمت پایین میکشد. پس از عبور مفصل و جدایی لایههای پایینی، این بار رو به پایین رها میشود. در نتیجه، باقیمانده پوسته میتواند به سمت بالا بازگشته و جهش کند، چرا که مواد متراکمتر زیر آن با گوشتهای شناورتر جایگزین میشوند. این چرخه باعث کشیدگی در عقب مفصل میشود، در حالی که پوسته متصل همچنان در جلو فشردگی و فرونشست را تجربه میکند. این یافتهها در نشریه Communications Earth & Environment منتشر شده است.