قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
عبر آفاق الصحراء الشاسعة، تبرز الكثبان الرملية الرائعة. تعد التلال المميزة من بين أطول الكثبان الرملية على وجه الأرض، وقد تم نحت أشكالها الهرمية من خلال تبادل نيران الرياح التي تهب من اتجاهات متعددة، مما يؤدي إلى إنشاء تلال رملية حلزونية تتجه نحو الخارج من قمة مركزية.
وبينما توجد الكثبان النجمية بشكل شائع في الصحاري الرملية في جميع أنحاء العالم، فقد تساءل العلماء منذ فترة طويلة عن تكوينها وغيابها المحير في السجل الجيولوجي.
الآن، كشف التحقيق الذي أجري على الكثبان النجمية في عرق الشبي، وهي منطقة في الصحراء الكبرى في المغرب، عن مفاجآت حول عمرها ونموها – وألمح إلى أن الأدلة القديمة على الكثبان النجمية ربما كانت مختبئة على مرأى من الجميع طوال الوقت.
وباستخدام عمليات المسح الراداري وتحليل حبيبات الرمل المدفونة في أعماق الكثبان النجمية، رسم العلماء خريطة للبنية الداخلية للكومة. وحسب الباحثون أن أقدم جزء من قاعدة الكثبان الرملية تشكل منذ حوالي 13000 عام. ولكن لمدة 8000 عام تقريبًا، اكتشف فريق البحث أن الكثبان النجمية – التي تغطي 0.4 ميل (700 متر) ويبلغ ارتفاعها 328 قدمًا (100 متر) – لم تنمو كثيرًا على الإطلاق. في الواقع، معظم النمو إلى حجمه الحالي حدث على مدى الألف عام الماضية، بسرعة أكبر بكثير مما كان متوقعا، حسبما ذكر الباحثون في 4 مارس في مجلة التقارير العلمية.
وقال أندرو جودي، أستاذ الجغرافيا الفخري بجامعة أكسفورد في المملكة المتحدة، لشبكة CNN عبر البريد الإلكتروني: “لقد وجدت نتائجهم مثيرة للاهتمام للغاية لأنني، مثل معظم الناس، لم أكن أظن أن الكثبان النجمية يمكن أن تتراكم بهذه السرعة”. شارك جودي، الذي لم يشارك في البحث الجديد، في تأليف دراسة نُشرت في مارس 2021 والتي حللت التوزيع العالمي للكثبان النجمية.
وكشفت عمليات المسح الجديدة للدراسة أيضًا أن الكثبان الرملية كانت تتحرك.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة جيف دولر، رئيس قسم الجغرافيا وعلوم الأرض بجامعة أبيريستويث في ويلز: “الأمر برمته هو الهجرة”. وقال دولر لشبكة CNN: “إنها تتحرك حوالي نصف متر سنوياً، مما يدل على أن الكثبان النجمية نشطة مثل معظم الكثبان الرملية الأخرى”.
وأضاف أن “معرفة مدى سرعة تحرك هذه الأشياء أمر مهم للغاية بالنسبة للبنية التحتية في هذه المناطق”، لأن هجرتها قد تؤثر على بناء الطرق أو خطوط الأنابيب.
أسفل السطح
وتمحور البحث الجديد حول الكثبان الرملية في عرق الشبي والمعروفة باسم لالا لاليا، والتي تعني “أعلى نقطة مقدسة” باللغة البربرية المحلية. قام مؤلف الدراسة الرئيسي تشارلز بريستو، وهو أستاذ فخري لعلم الرواسب في كلية بيركبيك بجامعة لندن، برسم خريطة الكثبان الرملية مع فريق من طلاب الجيولوجيا. وقال بريستو لشبكة CNN في رسالة بالبريد الإلكتروني، إنهم جمعوا بياناتهم خطوة بخطوة، حيث ساروا فوق لالا لاليا وتوقفوا كل 1.6 قدم (0.5 متر) لفحص الكثبان الرملية باستخدام رادار مخترق للأرض، “وهو عمل شاق في الرمال المتحركة”.
وأوضح بريستو أنه عندما ارتدت موجات الراديو هذه إلى هوائي جهاز الاستقبال، أنتجت صورًا عالية الدقة تظهر أشكال طبقات الرواسب المختلفة أسفل أقدام الباحثين.
وكانت الخطوة التالية هي جمع عينات من الرمال على أعماق مختلفة لمعرفة متى ترسبت تلك الرمال. وللقيام بذلك، استخرج العلماء أنابيب من عينات الرمال من لالا لاليا عن طريق حفر حفرة ضحلة وطرق أنابيب مجوفة مصنوعة من المعدن أو البلاستيك في الكثبان الرملية، “لذلك ينتهي بنا الأمر بهذه الأنابيب الصغيرة من الرمال داخل حاوية غير شفافة”، كما قال دولر. . في المختبر، قام الباحثون بعد ذلك بالبحث داخل بلورات حبيبات الرمل الفردية من الكوارتز والفلسبار لقياس الإشعاع البيئي الذي تراكم على مدى آلاف السنين في أعماق الكثبان الرملية المظلمة.
وقال دولر: “هناك نشاط إشعاعي في كل مكان، بمستويات منخفضة للغاية”. “يتم تخزين بعضها داخل البلورات.”
وأضاف أن التعرض لإشعاع ضوء النهار من هذه الخزانات البلورية خلال 10 إلى 30 ثانية. ولكن بمجرد دفن حبيبات الرمل، يبدأ الإشعاع من البيئة المحيطة بها في التراكم. في المختبر في أبيريستويث، جعل العلماء الحبوب المجمعة تطلق طاقتها المخزنة على شكل ضوء، ثم قاموا بتحليل شدة الضوء لحساب عمرها، وهي تقنية تسمى تأريخ التلألؤ المحفز بصريًا. سلط الباحثون الضوء على المعادن لتحرير الإلكترونات المحاصرة، مما أدى إلى إنتاج إشارة مضيئة قام الباحثون بعد ذلك بقياسها لتحديد المدة التي قضتها البلورات في الظلام.
وأوضح دولر: “كلما كان الضوء أكثر سطوعا، كلما كانت الرواسب أقدم”. ومن خلال قياس سطوع الحبيبات من أعماق مختلفة في الكثبان الرملية، تمكن فريق البحث من حساب وقت تشكل الهيكل لأول مرة، ومتى شهد أكبر طفرة نمو، ومعدل حركته.
لغز حل
تناولت النتائج الجديدة أيضًا لغزًا طويل الأمد بالنسبة للجيولوجيين: أين توجد كل الأدلة القديمة على الكثبان النجمية؟
عادة ما يتم الحفاظ على البيئات الصحراوية بشكل جيد في السجل الجيولوجي، وتترك الكثبان الرملية وراءها أدلة حول ماضيها البعيد في طبقات من الحجر الرملي المضغوط. لكن الأدلة القديمة على الكثبان النجمية نادرة للغاية، باستثناء مثال واحد معروف في اسكتلندا يعود تاريخه إلى العصر البرمي الترياسي (منذ حوالي 251.9 مليون سنة).
“لماذا هذا؟ أين ذهبت كل الكثبان الرملية النجمية؟ سأل دولر. كتب العلماء أن الإجابة قد تكون مسألة منظور. الكثبان النجمية كبيرة جدًا؛ أفاد مؤلفو الدراسة أنه ربما تم تحديد الأجزاء المتآكلة من هياكلها المحفوظة سابقًا على أنها بقايا مستقلة لأنواع أخرى من الكثبان الرملية.
وقال دولر: “عندما تنظر إلى كل قطعة على حدة من الكثبان الرملية في السجل الجيولوجي، فإنها ستبدو وكأنها شيء آخر”. “ولكن عندما تجمع كل هذه القطع معًا – ويمكنك رؤية هذه الأحواض الكبيرة من الرمال المتقاطعة في المنتصف، يمكنك رؤية هذه الأذرع ممتدة في كل اتجاه – عندها يمكنك القول بثقة إنها الكثبان الرملية النجمية.”
اقترح جودي أن أحد التفسيرات المحتملة لسبب إغفال الكثبان النجمية القديمة لفترة طويلة هو أنه، لفترة طويلة، لم يكن من المعروف مدى شيوعها.
وقال جودي: “إن حقيقة عدم تحديد الكثبان النجمية كثيرًا في السجل الطبقي قد ترجع جزئيًا إلى أن العديد من الجيولوجيين لم يكونوا على دراية كبيرة بالكثبان النجمية وكانوا يعرفون فقط عن الكثبان الرملية الطولية والكثبان الرملية (الكثبان على شكل هلال).” “والآن، بمساعدة برنامج Google Earth، أصبحنا نعرف مدى انتشار هذه الميزات.”
ميندي وايزبرجر كاتبة علمية ومنتجة إعلامية ظهرت أعمالها في مجلة Live Science وScientific American ومجلة How It Works.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com