تحليل العنقود يكشف عن زيادة في النشاط الماجماتي الشبيه بالنافورة أثناء التصدع التدريجي في عفار (إثيوبيا)

محرك خفي تحت قارة تتمزق

في شمال شرق أفريقيا، تُسحب قشرة الأرض بقوة حتى إن تكوّن محيط جديد متوقع أن يحدث. تُعد حوضة عفار في إثيوبيا وجيبوتي واحدة من الأماكن القليلة على اليابسة التي يمكننا فيها مشاهدة هذه العملية وهي تجري. تطرح هذه الدراسة سؤالًا بسيطًا ظاهريًا لكن ذو تبعات كبيرة: عندما تنقسم قارة، كيف يتغير الصهارة التي تغذي براكينها، وكم منها ينشأ من نافورة وشاحية عميقة وحارة مقارنةً بأجزاء أكثر اعتيادية من باطن الأرض؟

قراءة ماضي الأرض من الحمم المتجمدة

عندما تثور البراكين، تبرد الحمم لتتحول إلى صخور تحفظ ذاكرة كيميائية حول مكان وكيفية تشكلها. في عفار، حدثت ثورات بركانية على مدى عشرات الملايين من السنين، بدءًا من هضاب الحمم الواسعة الأقدم وصولاً إلى المدرجات البركانية الضيقة الأصغر سنًا التي نراها اليوم. جمع الباحثون قاعدة بيانات كبيرة تضم أكثر من ألف عينة صخرية من أنحاء المنطقة. احتوت كل عينة على قياسات مفصّلة للعناصر الرئيسية، والعناصر النثرية، والنظائر — بصمات كيميائية مختلفة يمكن أن تكشف مجتمعة عمق الانصهار، وأنواع المعادن المتبقية، وما إذا كانت الصهارة مصدرها نوافذ وشاحية عميقة، أو وشاح مُجدَّب شبيه بذلك تحت حواف المحيطات، أو قطع من جذور قارية أقدم.

ترك البيانات لتصنّف نفسها

تقليديًا، يصنف الجيولوجيون مثل هذه البيانات بالبصر، برسم متغيرين أو ثلاثة في كل مرة وتعيين مجموعات بناءً على الموقع أو العمر. هنا استخدم الفريق بدلًا من ذلك تعلمًا آليًا غير مُراقَب — تحليل العنقود — لترك البيانات تصنف نفسها. طبقوا طريقتي تجميع، الهرمي وK-means، وقارنوا اتفاقهما بمقياس إحصائي اسمه معامل تشابه دايس لتقرير عدد المجموعات المميزة الحقيقية. أُجريت اختبارات منفصلة للعناصر الرئيسية، ونسب عناصر نثرية رئيسية الحساسية لظروف الانصهار، ونسب النظائر التي تتتبع خزانات وشاحية طويلة الأمد. خفّض هذا النهج الانحياز البشري وجعل من الممكن البحث عن أنماط دقيقة لكن ثابتة عبر كامل الصدع.

أعماق مختلفة، أنواع صهارة مختلفة

أكد التجميع أن معظم صهارات عفار تتطور على طول مسار مشترك يسيطر عليه التبلور التدريجي وإزالة معادن مثل الأوليفين والبيروكسين والفلدسبار مع تبريد الصهارة. لكن مجموعات العناصر النثرية كشفت شيئًا إضافيًا: الحمم في وسط وجنوب عفار تنقسم إلى مجموعتين رئيسيتين تعكسان تغييرات في العمق الذي يحدث فيه الانصهار. الحمم الأقدم استمدت من أجزاء أعمق في الوشاح، بينما الصهارات الأحدث «المحورية» التي تغذي قطاعات الصدع الحديثة تأتي من مستويات أضيق. يتوافق هذا مع الفكرة القائلة إنه مع تقدم التصدع ورقّ القشرة، ينتقل نطاق بدء الانصهار إلى أعلى.

طفرة مفاجئة لتأثير النافورة العميقة

مع ذلك روت شمال عفار قصة مختلفة. هناك، جمع تحليل العنقود لكل من العناصر النثرية والنظائر الحمم إلى مجموعة مميزة تتصف ببصمات «شبيهة بالنافورة» قوية: نسب أعلى من بعض نظائر الرصاص وأنماط عناصر نثرية تشبه تلك الموجودة في البازات الجزرية المحيطية، المرتبطة عادةً بنوافذ الوشاح. تشير الكيمياء إلى انصهار أوسع للوشاح الذي تغيّر بوجود معادن حاملة للماء مثل الأمفيبول، على الأرجح مُدخل بواسطة نافورة وشاحية عفرية. بدلًا من التوجه تدريجيًا نحو التركيبات الأكثر اتساقًا والمُجدَّبة التي تُرى عند حواف المحيطات، تصبح الصهارات في هذه المنطقة الأكثر تمددًا من الصدع أكثر سيطرةً من النافورة كلما اقتربت مرحلة الانقسام النهائي.

ماذا يعني ذلك لميلاد محيط جديد

بالنسبة لغير المتخصص، الخلاصة الأساسية هي أن انقسام القارة ليس انتقالًا سلسًا أحادي الاتجاه من ماجما «مهيمنة بالنوافذ» إلى ماجما «محيطية عادية». في عفار، يبدو أن نافورة الوشاح العميقة تَتركّز تحت أنحف جزء من الغطاء القاري، معززة تأثيرها الكيميائي عند المراحل النهائية مباشرة قبل تشكل حوض محيطي كامل. بعبارة أخرى، بينما تُسحب قشرة أفريقيا هناك وتضعف، تصبح قناة أكثر كفاءة لمرور الصهارة الحارة المغذية بالنوافذ إلى السطح. يشير هذا الاكتشاف إلى أن النوافذ العميقة قد تلعب دورًا فعالًا ومستمرًا في تمزيق القارات وتشكيل كيمياء قيعان المحيطات الوليدة التي تتركها وراءها.

الاستشهاد: Tortelli, G., Crescenzi, P., Pagli, C. et al. Cluster analysis reveals increasing plume-like magmatism during progressive rifting in Afar (Ethiopia). Sci Rep 16, 6843 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35961-0

الكلمات المفتاحية: صدع عفار, نافورة وستائية الوشاح, انقسام القارات, كيمياء الصهارة, التعلم الآلي في الجيولوجيا