حزام إيسوا غرينستون

**حزام إيسوا غرينستون** هو حزام صخري أخضر من العصر الأركي يقع في جنوب غرب جرينلاند، ويتراوح عمره بين 3.7 و3.8 مليار سنة. يحتوي الحزام على صخور بركانية مافية ورسوبية متحولة بدرجات متفاوتة، وهو أكبر انكشاف للصخور فوق القشرة الأرضية من العصر الأركي المبكر على سطح الأرض. نظرًا لعمره وانخفاض درجة تحوله مقارنةً بالعديد من صخور العصر الأركي المبكر، أصبح حزام إيسوا غرينستون محورًا للدراسات حول نشأة الحياة ونمط التكتونيات التي سادت على الأرض في بداياتها.

## الملخص
يقع حزام إيسوا غرينستون، المعروف أيضًا باسم حزام إيسوا فوق القشرة الأرضية نظرًا لتكوينه بشكل أساسي من صخور فوق القشرة الأرضية، في جنوب غرب جرينلاند، ضمن نطاق إيسوكاسيا، بالقرب من منطقة العاصمة نوك. ويُشكّل هذا الحزام أكبر جيب فوق القشرة الأرضية في مُركّب إيتساك نايس، الذي يتألف في الغالب من صخور أورثوجنيس فلسية يتراوح عمرها بين 3850 و3600 مليون سنة. يتألف حزام غرينستون من سلسلتين رئيسيتين من الصخور البركانية والرسوبية المافية المتحولة، والتي تم تقسيمها بناءً على تأريخ الزركون باليورانيوم والرصاص. هاتان السلسلتان هما "النطاق الجنوبي"، الذي يبلغ عمره حوالي 3800 مليون سنة، و"النطاق الشمالي"، الذي يبلغ عمره حوالي 3700 مليون سنة. ينقسم النطاق الجنوبي الأحدث إلى نطاقين فرعيين: أحدهما يتألف في الغالب من صخور بركانية متحولة شبيهة بالبونينيت، والآخر يتألف من صخور بركانية متحولة ثوليتية وبيكريتية. يحد حزام إيسوا غرينستون من الغرب صدع إيفينغويت، الذي يفصل مُركّب إيتساق النيسّي (إيواركي) عن صخور نطاق أكيا الأحدث (ميزواركي). وفي باقي أجزائه، يحده صخور أورثوجنيس فلسية تابعة لمُركّب إيتساق النيسّي. وتُظهر هذه الصخور تقسيمًا عمريًا مشابهًا لصخور القشرة الأرضية لحزام إيسوا غرينستون نفسه، حيث توجد صخور نيس عمرها 3800 مليون سنة جنوب الحزام، وصخور نيس عمرها 3700 مليون سنة شماله.

### الأساليب العلمية
طُبقت العديد من الطرق الجيولوجية والكيميائية الجيولوجية على صخور حزام إيسوا غرينستون. وتشمل هذه الطرق تقسيم مختلف أنواع الصخور والوحدات داخل الحزام باستخدام مزيج من المسح الجيولوجي وتأريخ الزركون باستخدام اليورانيوم-الرصاص، وعادةً ما يتم ذلك باستخدام تحليلات المسبار الأيوني عالي الدقة؛ وكيمياء العناصر الرئيسية والنادرة؛ والتحليلات البنيوية؛ وقياس درجة الحرارة والضغط الجيولوجي ونمذجة التحول باستخدام مخططات الأطوار لتحديد ظروف التحول؛ ومجموعة واسعة من أنظمة النظائر المستقرة، والمشعة، وقصيرة العمر.
تصغير|خريطة توضح موقع حزام إيسوا غرينستون، ضمن مجمع إيتساك نايس. كما تظهر فيها منطقة أكيا الأحدث إلى الشمال الغربي، ومنطقة تاسيوساسواك إلى الجنوب. مُعدّلة من نوتمان وآخرون، 2007، ونايرا وآخرون، 2012.

## علم الصخور
يضم حزام إيسوا غرينستون أنواعًا صخرية متنوعة. أكثر أنواع الصخور وفرةً هي الصخور البركانية المتحولة المافية، ذات تركيبات تتراوح من شبيهة البونينيت إلى الثولييت والبيكريت. على الرغم من أن صخور الأمفيبوليت البونينيتية في إيسوا تُفسَّر غالبًا كدليل على تأثير الصفائح التكتونية، إلا أنها ليست بونينيتًا حقيقيًا ويمكن لنماذج أخرى غير الصفائح التكتونية أن تفسر تكوينها أيضًا. من الناحية النسيجية، تشمل الصخور البركانية المتحولة المافية الحمم الوسائدية والبريشيا الوسائدية، مما يشير إلى أن الحمم ثارت تحت الماء، ويتطلب ذلك وجود مياه سطحية خلال حقبة الإيوركي. وقد لوحظت تركيبات بركانية أكثر حمضية، ولكن ليس من الواضح ما إذا كانت هذه تمثل صخورًا بركانية أم رسوبية، والأمثلة الوحيدة المحتملة للأنديزيت متأثرة بشدة بالتجوية.

تحتوي التتابعات البركانية المافية على كميات وفيرة من الصخور المتحولة فوق المافية، بما في ذلك الأمفيبوليت، والسربنتينيت، والبيريدوتيت الكربوني، والبيريدوتيت. يُعتقد على نطاق واسع أن معظم هذه الصخور متداخلة المنشأ، وتمثل تراكمات فوق مافية. وقد فُسِّرت بعض عدسات البيريدوتيت على أنها شظايا من الوشاح المندفع، واستُخدمت كدليل يدعم فرضية حركة الصفائح التكتونية أثناء تكوين حزام إيسوا غرينستون. ومع ذلك، فإن هذا التفسير محل خلاف، وتشير بعض الدراسات إلى أن جميع البيريدوتيت في إيسوا عبارة عن تراكمات، تمثل غرف صهارة وقنوات ضحلة المستوى مع التتابعات البركانية.

تشمل الصخور الرسوبية المتحولة تكوينات الحديد المخططة والكوارتزيت الفتاتي، والتي من المحتمل أن تمثل صخرة رسوبية سيليسية متحولة. على الرغم من أنها لا تشكل جزءًا من الحزام فوق القشرة الأرضية نفسه، إلا أن الحزام موجود في صخور أورثوجنيس التوناليت-تروندجميت-جرانوديوريت وفي بعض الأماكن متداخلة معها.
تصغير|رسم توضيحي لعمر أنواع الصخور المختلفة التي تشكلت خلال تطور حزام إيسوا غرينستون. لاحظ أن المحور الرأسي لا يحتوي على مقياس، وأن الترتيب الرأسي للصخور المختلفة ليس له دلالة.

## التكتونيات
لا يزال السياق التكتوني الذي تشكل فيه حزام إيسوا غرينستون محل جدل. يمكن تقسيم الآراء بشكل عام إلى نماذج تكتونية الصفائح ، حيث تشكل الحزام في أحد البيئات التكتونية المحتملة الموجودة على سطح الأرض في الوقت الحاضر، ونماذج غير تكتونية الصفائح أو غير موحدة، حيث تشكل حزام إيسوا غرينستون في نظام تكتوني مختلف عن نظام الأرض في الوقت الحاضر. ويمكن تقسيم نماذج تكتونية الصفائح إلى نماذج ترى أن حزام إيسوا غرينستون، أو أجزاء منه، يمثل أفيوليتًا، وهو جزء صغير من قشرة ووشاح محيطيين مندفعين، ونماذج أخرى ترى أن الحزام يمثل منشورًا تراكميًا، تشكل في منطقة اندساس. وتشير النماذج غير التكتونية للصفائح عمومًا إلى أن الحزام نشأ من أنبوب حراري أو عمود وشاحي. يشكل هذا جزءًا من نقاش أوسع بكثير حول متى ظهرت الصفائح التكتونية على الأرض، وما إذا كانت الأرض الأركية تعمل في ظل نظام تكتوني مختلف بشكل أساسي.

### جدل الأوفيوليت
اقترح فورنيس وآخرون (2007) أن وجود الحمم الوسائدية والسدود المتوازية المتقاربة يشير إلى أن حزام إيسوا غرينستون يُمثل أفيوليتًا. وكان تفسير السدود المتوازية على أنها مُركب سدود مُتراكبة ذا أهمية خاصة، إذ تُعد مُركبات السدود المُتراكبة مؤشرًا على وجود قشرة محيطية في الأفيوليتات على سطح الأرض الحديث. ومع ذلك، فقد وُوجه هذا التفسير باعتراضات شديدة استنادًا إلى أن السدود المُتراكبة التي اقترحها فورنيس وآخرون كانت في الواقع جيلًا أحدث بكثير من السدود، وهي سدود أمراليك التي يبلغ عمرها حوالي 3.5 مليار سنة، وبالتالي فهي لا ترتبط بالحمم الوسائدية والصخور البركانية الأخرى في الحزام. وتعلقت اعتراضات أخرى بتكوين السدود، الذي يختلف عن تلك الموجودة في الأفيوليتات الحديثة.

على الرغم من الخلاف حول وجود مُركّب سدود مُتراكبة في إيسوا، فقد طُرحت أدلة بديلة تدعم أصل الحزام من الأفيوليت. وتستند هذه الأدلة بشكل أساسي إلى الجيوكيمياء للصخور البركانية في الحزام: فقد فُسِّرت الأمفيبوليتات الثوليتية على أنها ثوليتات مُتحوّلة من أقواس الجزر، وفُسِّرت الأمفيبوليتات الشبيهة بالبونينيت على أنها بونينيتات مُتحوّلة. ومع ذلك، أشارت دراسات لاحقة إلى أن الأمفيبوليتات الشبيهة بالبونينيت هي في الواقع بازلتات منخفضة التيتانيوم، تحتوي على كمية قليلة جدًا من السيليكا بحيث لا يمكن تصنيفها كبونينيتات، وتشير النماذج الجيوكيميائية الحديثة إلى أنه يُمكن تفسير النطاق التركيبي البركاني الكامل في إيسوا دون الحاجة إلى بيئة تكتونية للصفائح.

من الأدلة الأخرى التي استُخدمت لتأكيد أصل الأفيوليت لحزام إيسوا غرينستون وجود عدسات من البيريدوتيت في التسلسل البركاني، ولا سيما عدستين من الدونيت تُعرفان باسم "العدسة أ" و"العدسة ب". وقد رُجِّح أن هاتين العدستين تمثلان صخورًا من الوشاح استنادًا إلى خصائصهما الجيوكيميائية، وبنيتهما، ووجود معادن تبدو أنها ناتجة عن ضغط عالٍ. إذا صحّ ذلك، فإن وجود صخور الوشاح ضمن التسلسل فوق القشري في إيسوا يستلزم أن تكون هذه الصخور قد اندفعت إلى السطح، مما يدعم فرضية أصل الأفيوليت للحزام. مع ذلك، تُشكِّك دراسات أحدث في فرضية أصل الوشاح لهذه الصخور، وتقترح أن جميع خصائص عدسات الدونيت يُمكن تفسيرها بأنها تمثل تراكمات فوق قاعدية تشكلت في غرف الصهارة التي غذّت ثوران الصخور البركانية في حزام إيسوا غرينستون. إذا كان هذا هو الحال، فلا حاجة إلى دفع لجعلها على اتصال بالصخور فوق القشرة الأرضية، ولا تقدم عدسات الدونيت دليلاً على أن حزام إيسوا جرينستون هو أفيوليت.

### نماذج الوتد التراكمي
تم تفسير الجزء الشمالي الشرقي من حزام إيسوا غرينستون كجزء من إسفين تراكمي استنادًا إلى وجود العديد من الصدوع الصغيرة والتكرارات الواضحة لتسلسل الصخور فوق القشرة الأرضية، مع وجود أوجه تشابه مع الأوتاد التراكمية الحديثة. وقد تم دعم هذا التفسير أيضًا من خلال تدرجات التحول الظاهرة في نفس الجزء من الحزام، والتي تشبه تلك الملاحظة في مناطق الاندساس الحديثة. ومع ذلك، فقد تم الطعن بشدة في هذا التفسير على أساس أن أنواع الصخور والتشوه متسقة للغاية عبر مختلف الصدوع في الإسفين التراكمي المقترح، وأن درجات التحول القصوى متسقة عبر الحزام بأكمله.

### نماذج غير تكتونية الصفائح
تشمل النماذج غير التكتونية للصفائح نموذجي الأنابيب الحرارية وأعمدة الوشاح، وكلاهما يشير إلى أن التتابعات البركانية في إيسوا تشكلت من خلال ثوران صهارة مشتقة من الوشاح مع حد أدنى من المدخلات القشرية. في نموذج الأنابيب الحرارية، يتسبب الثوران السريع للصخور البركانية وما يتبعه من إزالة الصهارة من الوشاح في حركة هبوطية للغلاف الصخري ودفن الصخور المافية. تسخن الصخور المافية المدفونة في النهاية وتنصهر، منتجةً صخور التوناليت-تروندهيميت-جرانوديوريت المرتبطة بحزام إيسوا غرينستون. يمكن لهذا النموذج أن يفسر التركيب المافي للرواسب الطينية في إيسوا، مما يشير إلى وجود كمية قليلة من القشرة الفلسية أثناء تكوينها، والتشوه البسيط نسبيًا ودرجة التحول المنتظمة الملاحظة عبر الحزام. ومع ذلك، فقد وُجهت إليه انتقادات لعدة أسباب، منها عدم وجود دليل على أن الصخور البركانية التي يعود تاريخها إلى 3.7 مليار سنة أو صخور التوناليت-تروندهيميت-جرانوديوريت قد صعدت عبر تسلسل 3.8 مليار سنة، كما هو متوقع للنشاط البركاني المتراكم عموديًا في نموذج الأنبوب الحراري.

## التحول الصخري
بعد تشكّله، خضع حزام إيسوا غرينستون لمرحلتين تحوّليتين رئيسيتين. سبقت الأولى تشكّل سدود أمراليك التي يقل عمرها عن 3.5 مليار سنة، وارتبطت بتشوه حقبة إيوآركيان في إيسوا. وبلغت ظروف التحوّل الأمفيبوليتي في جميع أنحاء الحزام بين 3.7 و3.6 مليار سنة تقريبًا.***' على الرغم من اقتراح ظروف ضغط أعلى محليًا بناءً على معادن مجموعة هيوميت التيتانيوم في البيريدوتيت، إلا أن موثوقية هذه المعادن في توثيق عمليات الضغط العالي موضع شك. أما المرحلة الثانية، فقد بلغت أيضًا ظروف التحوّل الأمفيبوليتي، ويبدو أنها كانت مرحلة طويلة الأمد بين 2.9 و2.6 مليار سنة تقريبًا، تلتها عملية تراجع واسعة النطاق متفاوتة الشدة محليًا.***' إن تأثير هذين الحدثين التحوليين والتشوهيين يضيف تعقيدًا كبيرًا لتفسير التركيبات الجيوكيميائية الأولية والهياكل الجيولوجية الموجودة في الحزام (على سبيل المثال، انظر أدناه).

## علامات محتملة للحياة المبكرة جداً
نظراً لقدمها، لطالما كانت منطقة إيسوا غرينبيلت محوراً للدراسات التي تسعى إلى تحديد دلائل على وجود حياة أرضية مبكرة. في عام 1996، افترض الجيولوجي ستيف موجزيس وزملاؤه أن وجود الكربون الخفيف نظائرياً في الطبقات الغنية بالكربون في هذه البنية يشير إلى حدوث نشاط بيولوجي فيها. "ما لم تكن هناك عملية غير حيوية غير معروفة قادرة على إنتاج هذا الكربون الخفيف نظائرياً ثم دمجه بشكل انتقائي في حبيبات الأباتيت، فإن نتائجنا تقدم دليلاً على ظهور الحياة على الأرض قبل 3800 مليون سنة على الأقل من الوقت الحاضر." في أغسطس/آب 2016، قدّم فريق بحثي أسترالي أدلةً تُشير إلى أن حزام إيسوا غرينستون يحتوي على بقايا مستعمرات ميكروبية من نوع ستروماتوليت، تشكّلت قبل حوالي 3.7 مليار سنة. مع ذلك، لا تزال تفسيراتهم مثيرةً للجدل. إذا كانت هذه التراكيب ستروماتوليت، فإنها تسبق أقدم ستروماتوليت معروفة سابقًا، والتي عُثر عليها في تكوين دريسر في غرب أستراليا، بـ 220 مليون سنة.

تشير تعقيدات الستروماتوليتات المكتشفة في إيسوا، إن كانت بالفعل ستروماتوليتات، إلى أن الحياة على الأرض كانت متطورة وقوية بالفعل وقت تكوّنها، وأن أقدم أشكال الحياة على الأرض تطورت على الأرجح قبل أكثر من 4 مليارات سنة. يدعم هذا الاستنتاج جزئيًا عدم استقرار ظروف سطح الأرض قبل 3.7 مليار سنة، والذي تضمن قصفًا نيزكيًا مكثفًا. يشير التكوّن المحتمل للأحافير وحفظها من هذه الفترة إلى أن الحياة ربما تطورت مبكرًا وبشكل غزير في تاريخ الأرض. تظهر أحافير الستروماتوليت بشكل متموج وقبابي، ويتراوح حجمها عادةً عُثر على الستروماتوليتات في صخور الدولوميت الغنية بالحديد والمغنيسيوم، والتي انكشفت مؤخرًا بفعل ذوبان الثلوج. تشير الصخور المحيطة إلى أن الستروماتوليتات ربما تكون قد ترسبت في بيئة بحرية ضحلة. في حين أن معظم الصخور في حزام إيسوا غرينستون قد تعرضت لتغيرات تحولية كبيرة تمنعها من الاحتفاظ بالأحافير، إلا أن منطقة اكتشاف الستروماتوليتات ربما تكون قد احتفظت بالصخور الرسوبية الأصلية والأحافير الموجودة بداخلها. ومع ذلك، يفسر بعض الجيولوجيين هذه التراكيب على أنها ناتجة عن تشوه وتغير الصخور الأصلية.

تغطي الطبقات الرسوبية لحوض إي إس بي، التي تحتوي على الستروماتوليتات المحتملة، صخورًا بركانية يعود تاريخها إلى 3.709 مليار سنة، وتُغطى بطبقات من الدولوميت وتكوينات حديدية مخططة تحتوي على زركونات الثوريوم واليورانيوم التي يعود تاريخها إلى 3.695 ± 0.4 مليار سنة. وقد تعرضت جميع الطبقات، بما في ذلك تلك المتاخمة للستروماتوليتات، للتحول والتشوه بعد الترسيب، ودرجات حرارة لا تتجاوز . يُعدّ تحديد هوية تضاريس الطبقات الرسوبية على أنها ستروماتوليت أمرًا مثيرًا للجدل، نظرًا لاحتمالية تشكّل تضاريس مشابهة عبر عمليات غير بيولوجية. يفسر بعض الجيولوجيين النسيج الموجود فوق الستروماتوليت المفترضة على أنه تراكم رملي على جوانبها أثناء تكوّنها، مما يشير إلى أن هذه التضاريس نشأت خلال عملية الترسيب، وليس من خلال تشوّه تحوّلي لاحق. في المقابل، يرى آخرون أن الصخور قد تغيّرت لدرجة تجعل أي تفسيرات رسوبية غير مناسبة.

في عام 2016، صرّحت الجيولوجية وعالمة الجيولوجيا أبيجيل ألوود بأن اكتشاف ستروماتوليتات إيسوا يزيد من احتمالية ظهور الحياة على كواكب أخرى، بما في ذلك المريخ، بعد فترة وجيزة من تكوينه. مع ذلك، في عام 2018، نشرت هي وفريق من الجيولوجيين الآخرين ورقة بحثية تُثير تساؤلات هامة حول أصل هذه التراكيب، مُفسّرين إياها على أنها ناتجة عن تشوّه. وبالتالي، لا تزال ستروماتوليتات إيسوا موضوعًا لبحث مستمر.

## المراجع

تصنيف:براكين أمريكا الشمالية
تصنيف:تضاريس جرينلاند
تصنيف:براكين الدنمارك
تصنيف:أحزمة الحجر الأخضر