البيريدوتيتات الغشائية المُكربنة تمثل مصدراً مخفياً لثاني أكسيد الكربون المندفع إلى الانغمار

لماذا يهم الكربون الخفي في الأرض

ثاني أكسيد الكربون لا ينتقل فقط بين الهواء والمحيطات والكائنات الحية على السطح. تُجر بأعداد هائلة إلى أعماق الأرض حيث يمكن حبسها لملايين السنين، مما يساعد على إبقاء مناخ الكوكب في توازن. تبحث هذه الدراسة في مجموعة غير اعتيادية من الصخور في عُمان تبدو كما لو أنها حجزت كمية هائلة من الكربون عميقاً تحت الأرض. من خلال معرفة كيف ومتى ومن أين وصل هذا الكربون، يضيء المؤلفون جزءاً «مفقوداً» من دورة الكربون على المدى الطويل في الأرض.

حيث يلتقي قاع المحيط بالأرض الداخلية

عند بعض حدود الصفائح، ينثني لوح محيطي ويغوص تحت لوح آخر في عملية تُسمى الانغمار (subduction). الرواسب والقشرة المحيطية المتبدلة على هذا اللوح غنية بالمعادن الحاملة للكربون والموائع المائية. أثناء هبوطها تسخن وتطلق موائع يمكن أن تصعد إلى إسفين الغلاف العلوي (المانتل) أعلاه. في عُمان، قُطِعَ شريحة كبيرة من قاع المحيط والمانتل العلوي القديم، تسمى الأوفيوليت السميل، واندفعت إلى اليابسة، محافظة على مقطع عرضي عبر منطقة انغمار سابقة. داخل هذه الشريحة فحص الباحثون قلب حفر (البئر BT1b) يمر من صخور مانتل تغيرت قليلاً إلى صخور ساطعة مُكربنة بالكامل تعرف بالليستفينيتات، والتي قد تكون معاً خزنت طبيعياً ما يقارب مليار طن من CO2.

صخور تروي قصص الموائع

عندما تتحرك موائع غنية بالكربون عبر صخور ساخنة، تترك أثرها الكيميائي. ركز الفريق على الهالوجينات — الفلور، والكلور، والبروم، واليود — التي تفضّل التنقل في الموائع بدلاً من المعادن الصلبة. باستخدام تحليلات ميكروية عالية الدقة لقياس هذه العناصر في بقع صغيرة من السرپنتين والكربونات ومعادن أخرى عبر الانتقال من صخر متبدل جزئياً إلى مكربن بالكامل، تتبعوا كيف تحركت الموائع وتغيرت. وجدوا أنه عندما تحول السرپنتين تدريجياً إلى ليستفينيت غني بالكربونات، طُرِد الكلور بقوة أكبر بكثير من البروم أو اليود. هذا خلق موائع متطورة بنسب هالوجينية مميزة يمكن مطابقتها مع مصادر محتملة أعمق في منطقة الانغمار.

اتباع مسار الكربون الخفي

تظهر أنماط الهالوجينات أن الموائع التي قامت بمعظم التَكَرُّس لم تكن مجرد مياه بحر سطحية معصورة من الرواسب. بل كانت خليطاً من مياه مسامات رسوبية مع جرعة إضافية من موائع غنية بــCO2 صاعدة من أعماق اللوح الغائص، حيث يتسبب التسخين في ذوبان الكربونات أو تحللها. يشير نمذجة كيفية تطور كيمياء المائع لتتوافق مع بيانات الصخور إلى أن هذه الموائع كان لابد أن تحمل كميات استثنائية من الكربون مقارنةً بالملح. عندما دخلت هذه الموائع إلى مانتل الجبهة الأمامية — المنطقة فوق اللوح لكن أمام الحزام البركاني — تفاعلت مع البيريدوتيت والصخور المتسرپنتنة، محوِّلة إياها خطوة بخطوة إلى ليستفينيت ومقيدة CO2 المذاب في معادن كربونات صلبة ومستقرة يمكن أن تبقى لفترات جيولوجية طويلة.

فك شفرات المواعيد المتضاربة

أشارت قياسات أعمار سابقة على عروق كربونات في صخور مشابهة إلى أن بعض الليستفينيتات في عُمان تشكلت زمنياً بعد فترة طويلة من انتهاء الانغمار في هذه المنطقة، مما يوحي بأصل محلي وحديث أكثر للموائع. تُظهر الدراسة الجديدة أن الطور الرئيسي للتكربس في قلب الحفر المدروس مرتبط كيميائياً بموائع متعلقة بالانغمار، لا بالأحداث اللاحقة. يميز المؤلفون مرحلتين: مرحلة مبكرة غنية بالمغنيزيت مرتبطة بموائع الانغمار ذات توقيع هالوجيني واحد، ومرحلة لاحقة أكثر غنىً بالكالسيوم تتضمن الدولوميت ولها نمط هالوجيني مختلف ويعكس على الأرجح نشاطاً تكتونياً أو بركانياً أحدث. يجادلون بأن الأعمار الأحدث تعود في الغالب إلى هذه الحلقة الثانية المتداخلة وليس إلى الحجز الكبير الأولي للكربون.

ما يعنيه هذا لمحرك مناخ الأرض

بجمع كيمياء الموائع مع تقديرات مستقلة لكمية مياه المسامات التي تخرج من الرواسب عالمياً، يقدّر الباحثون أن الموائع الغنية بـCO2 المتحركة من مستويات لوح أعمق إلى مانتل الجبهة الأمامية قد تحمل نحو 1.7–3.4 × 10^13 غراماً من الكربون سنوياً. قد يمثل ذلك جزءاً كبيراً — ربما حتى 90% — من الكربون الداخل إلى مناطق الانغمار. بعبارة أخرى، الصخور مثل هذه البيريدوتيتات الغشائية المُكربنة قد تمثل مصدراً رئيسياً، لم يُقدَّر حقه سابقاً، يحول دون عودة جزء كبير من الكربون المُندفع إما بسرعة إلى الغلاف الجوي عبر البراكين أو هبوطه إلى المانتل العميق. وبما أن الظروف التي تخلق مثل هذه الصخور تعتمد على عوامل مثل الحرارة ونوع الرواسب والإعداد التكتوني، فقد تفاوتت قوة هذا المصيدة الكربونية الخفية عبر تاريخ الأرض، مما أثر بشكل رقيق على مناخ الكوكب على المدى الطويل.

الاستشهاد: Carter, E.J., O’Driscoll, B., Burgess, R. et al. Carbonated mantle peridotites represent a hidden sink for subducted CO₂. Nat Commun 17, 3297 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68646-3

الكلمات المفتاحية: كربون مناطق الانغمار, تَكَرُّس القشرة المَعنِيَة, ليستفينيت, قشرة الجبهة الأمامية, دورة الكربون العالمية