كيف تصدأ الصخور على الأرض وتتحول إلى اللون الأحمر؟



الفريق قام بفحص القلب الصخري لمتنزه الغابة المتحجرة الوطنية في ولاية أريزونا (شترستوك)



تكتسب صخور الأرض عدة ألوان منها الأبيض، والأحمر والأسود وغير ذلك، ولكل لون من هذه الألوان سبب.
وفي دراسة علمية حديثة لفريق من جامعتي روتجرز (Rutgers University) وكولومبيا (Columbia University) الأميركيتين، تم إلقاء الضوء على الظاهرة الكامنة وراء كيفية حدوث صدأ الصخور والذي يكسبها اللون الأحمر.
وقد تناول بيان صحفي صادر في 8 فبراير/شباط الجاري عن جامعة روتجرز نتائج هذه الدراسة التي نشرتها مجلة "بروسيدينجس أوف ذا ناشونال أكاديمي أوف ساينسز" (Proceedings of the National Academy of Sciences)، وأشار البيان إلى أن تلك النتائج سوف تساعد في الإجابة عن أسئلة حول مناخ العصر الترياسي المتأخر منذ أكثر من 200 مليون سنة، وذلك عندما كانت مستويات غازات الاحتباس الحراري عالية بما يكفي لتكون نموذجا لما قد يكون عليه كوكبنا في المستقبل.


الهيماتيت الطبيعي

للبحث في كيفية حدوث صدأ الصخور، قام الفريق بفحص وتحليل أحد مكونات الصخور وهو معدن الهيماتيت الطبيعي (Natural Mineral Hematite)، الذي تتسم مادته الخام باللون الرمادي والأحمر والذي يحتوي على أكسيد الحديد الثلاثي (Fe2O3)، المادة الأولية لإنتاج الحديد، حيث يستخدم الهيماتيت كمادة خام رئيسية لصناعة الحديد في أشكال مختلفة.
يقول المؤلف الرئيسي للدراسة كريستوفر جيه ليبر -الأستاذ المساعد بجامعة روتجرز- "كل اللون الأحمر الذي نراه في صخور نيوجيرسي وفي جنوب غرب أميركا يرجع إلى معدن الهيماتيت الطبيعي، وعلى حد علمنا، لا يوجد سوى عدد قليل من الأماكن التي ينتشر فيها الهيماتيت الأحمر بشكل كبير، أحدها هو الطبقات الحمر الجيولوجية على الأرض والآخر هو سطح المريخ".




معدن الهيماتيت الطبيعي الذي يحتوي على أكسيد الحديد الثلاثي (دانييل سي دي – ويكيميديا كومونز)

وأضاف الدكتور ليبر، "تأخذ دراستنا خطوة مهمة إلى الأمام نحو فهم كيفية استغراق تكوّن الاحمرار وقتا طويلا، والتفاعلات الكيميائية المعنية والدور الذي يلعبه الهيماتيت".
وتتحدى الدراسة التفكير التقليدي بأن استخدام الهيماتيت محدود، بتفسير ما حدث في الماضي القديم، لأنه نتاج تغيرات كيميائية طبيعية حدثت بعد فترة طويلة من ترسيب الطبقات الحمر (طبقات رسوبية تتكون أساسا من حجر رملي وحجر غريني وصخر زيتي) في البداية.


فحص الصخور الحمراء

ووفقا لبيان جامعة روتجرز، قام ليبر وفريقه بفحص جزء من قلب صخري يبلغ طوله 1700 قدم من صخور متنزّه الغابة المتحجرة الوطنية (Petrified Forest National Park)، في ولاية أريزونا (الصحراء المطلية) الموجودة في روتجرز، كما قام الفريق بقياس طيف الضوء المرئي لتحديد تركيز الهيماتيت داخل هذه الصخور الحمراء وتحليلها.
وحسب ما جاء في البيان، فإن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام هذه الطريقة لدراسة الصخور بهذا العمر، حيث تبين أن تاريخها يرجع إلى العصر الترياسي المتأخر منذ أكثر من 200 مليون سنة.
وبناء على قياس طيف الضوء المرئي، فقد توصل العلماء إلى أن احمرار الصخور كان نتيجة لتفاعل الحديد الموجود في الصخور مع الهواء، تماما مثل الصدأ على الدراجة، إلا أنه وعلى مدى عقود، كان العلماء ينظرون إلى الهيماتيت واحمراره على أنهما غير مهمين إلى حد كبير.




كل اللون الأحمر الذي نراه في صخور نيوجيرسي وفي جنوب غرب أميركا يرجع إلى معدن الهيماتيت الطبيعي (شترستوك)

وحسب البيان، فقد أظهر ليبر وفريقه أن تركيزات الهيماتيت تعود إلى نحو 14.5 مليون سنة من هطول الأمطار الموسمية المتأخرة من العصر الترياسي فوق هضبة كولورادو في أريزونا عندما كانت بشبه القارة القديمة، في بانجيا (قارة عظمى انقسمت إلى قارات الأرض الحديثة).
وبهذا الصدد قال ليبر "إن الهيماتيت قديم بالفعل وربما نجم عن التفاعلات بين التربة القديمة وتغير المناخ". وبهذه المعلومات، قام الفريق العلمي بتقييم العلاقات المتبادلة بين الاضطرابات البيئية والمناخ وتطور الفقاريات على الأرض.