Serpentinization
سرپینٹائنائزیشن فیروماگنیشین معدنیات، جیسے اولیوائن اور پائروکسین کی ایک ہائیڈریشن اور میٹامورفک تبدیلی ہے، جو میفیک اور الٹرا میفیک چٹان میں سرپینٹائنٹ پیدا کرنے کے لیے ہے۔ سرپینٹائنائزیشن سے بننے والی معدنیات میں سرپینٹائن گروپ معدنیات (اینٹیگورائٹ، چھپکلی، کریسوٹائل)، بروسائٹ، ٹالک، نی-فی مرکب دھات اور میگنیٹائٹ شامل ہیں۔ معدنی تبدیلی خاص طور پر سمندری فرش پر ٹیکٹونک پلیٹ کی حدود میں اہم ہے۔ تشکیل اور پیٹرولوجی سرپینٹائنائزیشن میفیک اور الٹرا میفیک چٹانوں، جیسے ڈونائٹ، ہارزبرگائٹ، یا لیرزولائٹ میں فیرومیگنیشین معدنیات کی کم درجہ حرارت (0 سے ~ 600 °C) کی تبدیلی کی ایک شکل ہے۔ یہ سلکا میں کم چٹانیں ہیں اور زیادہ تر اولیوائن ()، پائروکسین ()، اور کرومائٹ (تقریبا) پر مشتمل ہیں۔ سرپینٹائنائزیشن بڑی حد تک اولیوائن اور پائروکسین کو سرپینٹائن گروپ معدنیات (اینٹیگورائٹ، چھپکلی، اور کریسوٹائل)، بروسائٹ ()، ٹیلک ()، اور میگنیٹائٹ () میں ہائیڈریشن اور آکسیکرن کے ذریعے کارفرما ہے۔ سرپینٹائنائزیشن کے ساتھ غیر معمولی کیمیائی حالات کے تحت، پانی آکسیڈائزنگ ایجنٹ ہے، اور خود ہی ہائیڈروجن میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ یہ مزید تعاملات کی طرف لے جاتا ہے جو نایاب آئرن گروپ کے مقامی عنصر معدنیات پیدا کرتے ہیں، جیسے کہ آوروائٹ () اور مقامی آئرن ؛ میتھین اور دیگر ہائیڈرو کاربن مرکبات ؛ اور ہائیڈروجن سلفایڈ۔ سرپینٹائنائزیشن کے دوران، بڑی مقدار میں پانی چٹان میں جذب ہوتا ہے، حجم میں اضافہ ہوتا ہے، کثافت کو کم کرتا ہے اور اصل ڈھانچے کو تباہ کرتا ہے۔ کثافت 30-40% کی ترتیب پر بیک وقت حجم میں اضافے کے ساتھ بدلتی ہے۔ رد عمل انتہائی ایکسوتھرمک ہوتا ہے، جو چٹان کے ساتھ رد عمل کرتے ہوئے پانی کے فی مول تک جاری ہوتا ہے، اور چٹان کے درجہ حرارت کو تقریبا بڑھایا جا سکتا ہے، جو غیر آتش فشاں ہائیڈروتھرمل وینٹ کی تشکیل کے لیے توانائی کا ذریعہ فراہم کرتا ہے۔ سرپینٹائنائزیشن کے دوران پیدا ہونے والے ہائیڈروجن، میتھین اور ہائیڈروجن سلفایڈ ان وینٹ پر خارج ہوتے ہیں اور گہرے سمندر کے کیموٹروف مائکروجنزموں کے لیے توانائی کے ذرائع فراہم کرتے ہیں۔ سرپینٹائن معدنیات اولیوائن کی تشکیل فارسٹرائٹ، میگنیشیم اینڈ ممبر، اور فائیالائٹ، آئرن اینڈ ممبر کا ایک ٹھوس حل ہے، جس میں فارسٹرائٹ عام طور پر الٹرا میفیک چٹانوں میں تقریبا 90 فیصد اولیوائن بناتا ہے۔ سرپینٹائن کئی تعاملات کے ذریعے اولیوائن سے بن سکتا ہے: رد عمل 1a سلیکا کو مضبوطی سے باندھتا ہے، اس کی کیمیائی سرگرمی کو زمین کی پرت کی عام چٹانوں میں نظر آنے والی سب سے کم اقدار تک کم کر دیتا ہے۔ سرپینٹائنائزیشن پھر اولیوائن کی ہائیڈریشن کے ذریعے سرپینٹائن اور بروسائٹ (رد عمل 1b) حاصل کرنے کے لیے جاری رہتی ہے۔ رد عمل 1b سے بننے والے بروسائٹ اور سرپینٹائن کے مرکب میں سرپینٹائنٹ میں سب سے کم سلیکا سرگرمی ہوتی ہے، تاکہ سرپینٹائنائزیشن کو سمجھنے میں بروسائٹ مرحلہ بہت اہم ہو۔ تاہم، بروسائٹ کو اکثر سانپ کے ساتھ اس طرح ملایا جاتا ہے کہ ایکس رے ڈفریکشن کے علاوہ اس کی شناخت کرنا مشکل ہوتا ہے، اور اسے سطح کے موسمی حالات میں آسانی سے تبدیل کیا جاتا ہے۔ رد عمل کے اسی طرح کے مجموعے میں پائروکسین گروپ معدنیات شامل ہیں: رد عمل 2a تیزی سے رک جاتا ہے کیونکہ سلیکا دستیاب نہیں ہوتا ہے، اور رد عمل 2b اختیار کر لیتا ہے۔ جب اولیوائن وافر مقدار میں ہوتا ہے، تو سلیکا کی سرگرمی اتنی کم ہو جاتی ہے کہ ٹالک اولیوائن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنا شروع کر دیتا ہے: اس رد عمل کے لیے بروسائٹ کی تشکیل کے مقابلے میں زیادہ درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ حتمی معدنیات کا انحصار چٹان اور سیال کی ساخت، درجہ حرارت اور دباؤ دونوں پر ہوتا ہے۔ اینٹیگورائٹ درجہ حرارت پر رد عمل میں تشکیل پاتا ہے جو تغیر کے دوران بڑھ سکتا ہے، اور یہ سب سے زیادہ درجہ حرارت پر مستحکم سرپینٹائن گروپ معدنیات ہے۔ چھپکلی اور کریسوٹائل زمین کی سطح کے بہت قریب کم درجہ حرارت پر بن سکتے ہیں۔ ڈایپسائیڈ کا ٹوٹنا اور روڈنگائٹس کی تشکیل الٹرامافک چٹانوں میں اکثر کیلشیم سے بھرپور پائروکسین (ڈایپسائیڈ) ہوتا ہے، جو رد عمل کے مطابق ٹوٹ جاتا ہے: اس سے پی ایچ، اکثر بہت زیادہ اقدار، اور سرپینٹائنائزیشن میں شامل سیالوں کے کیلشیم کے مواد دونوں میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ سیال انتہائی رد عمل والے ہوتے ہیں اور کیلشیم اور دیگر عناصر کو آس پاس کی میفیک چٹانوں میں منتقل کر سکتے ہیں۔ ان چٹانوں کے ساتھ سیال کا رد عمل کیلشیم سے بھرپور اور سلیکا میں ختم ہونے والے میٹاسومیٹک رد عمل کے زون تشکیل دے سکتا ہے، جسے روڈنگائٹس کہا جاتا ہے۔ میگنیٹائٹ اور ہائیڈروجن کی تشکیل زیادہ تر کرسٹل چٹانوں میں، فائیالائٹ-میگنیٹائٹ-کوارٹز (ایف ایم کیو) بفر کے ذریعے آکسیجن کی کیمیائی سرگرمی کو بہت کم اقدار تک گرنے سے روکا جاتا ہے۔ سرپینٹائنائزیشن کے دوران سلیکا کی بہت کم کیمیائی سرگرمی اس بفر کو ختم کرتی ہے، جس سے سرپینٹائنائزیشن کو انتہائی کم کرنے والے حالات پیدا کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ ان حالات میں، پانی فائیالائٹ میں فیرس () آئنوں کو آکسائڈائز کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ یہ عمل دلچسپ ہے کیونکہ یہ ہائیڈروجن گیس پیدا کرتا ہے: تاہم، سرپینٹائنائٹس کے مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ لوہے کی معدنیات کو پہلے فیروان بروسائٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے، یعنی بروسائٹ پر مشتمل، جو پھر سرپینٹائنائزیشن کے اینیروبک حالات میں سککور رد عمل سے گزرتا ہے: زیادہ سے زیادہ کم ہونے والے حالات، اور ہائیڈروجن کی پیداوار کی زیادہ سے زیادہ شرح، اس وقت ہوتی ہے جب سرپینٹائنائزیشن کا درجہ حرارت اس کے درمیان ہوتا ہے اور جب سیال کاربونیٹ سے کم ہوتے ہیں۔ اگر اصل الٹرا میفیک چٹان (پروٹولتھ) پیریڈوٹائٹ ہے، جو اولیوائن سے بھرپور ہے، تو کافی میگنیٹائٹ اور ہائیڈروجن پیدا ہوتے ہیں۔ جب پروٹولتھ پائروکسینائٹ ہوتا ہے، جس میں اولیوائن سے زیادہ پائروکسین ہوتا ہے، تو آئرن سے بھرپور ٹالک بغیر کسی میگنیٹائٹ اور صرف معمولی ہائیڈروجن کی پیداوار کے ساتھ تیار ہوتا ہے۔ سرپینٹائنائزیشن کے دوران سلیکا والے سیالوں کی دراندازی بروسائٹ کی تشکیل اور اس کے بعد ہائیڈروجن کی پیداوار دونوں کو دبا سکتی ہے۔ پروٹولتھ میں موجود کرومائٹ کو کم سرپینٹائنائزیشن درجہ حرارت پر کرومیم سے بھرپور میگنیٹائٹ میں تبدیل کیا جائے گا۔ زیادہ درجہ حرارت پر، اسے لوہے سے بھرپور کرومائٹ (فیرٹ-کرومائٹ) میں تبدیل کر دیا جائے گا۔ سرپینٹائنائزیشن کے دوران، چٹان کلورین، بورون، فلورائن اور سلفر سے بھرپور ہوتی ہے۔ سلفر کو ہائیڈروجن سلفایٔڈ اور سلفایٔڈ معدنیات میں تبدیل کر دیا جائے گا، حالانکہ کافی مقدار میں سرپینٹائن معدنیات میں شامل کیا جاتا ہے، اور کچھ کو بعد میں سلفایٔٹ معدنیات جیسے این ہائیڈرایٔٹ میں دوبارہ آکسائڈائز کیا جا سکتا ہے۔ پیدا ہونے والے سلفایڈ میں نکل سے بھرپور سلفایڈ شامل ہیں، جیسے کہ میکیناوائٹ۔ میتھین اور دیگر ہائیڈرو کاربن لیبارٹری کے تجربات نے اس بات کی تصدیق کی ہے کہ 500 سلاخوں کے درجہ حرارت اور دباؤ پر، ہائیڈروجن گیس کی رہائی کے ساتھ اولیوائن سانپ بن جاتا ہے۔ اس کے علاوہ کاربن ڈائی آکسائیڈ میں کمی کے ذریعے میتھین اور پیچیدہ ہائیڈرو کاربن بنتے ہیں۔ سرپینٹائنائزیشن کے دوران بننے والے میگنیٹائٹ کے ذریعے اس عمل کو متحرک کیا جا سکتا ہے۔ رد عمل کا ایک راستہ یہ ہے: زیادہ دباؤ اور درجہ حرارت پر میٹامورفزم لیزرڈائٹ اور کریسوٹائل کم درجہ حرارت اور دباؤ پر مستحکم ہوتے ہیں، جبکہ اینٹیگورائٹ زیادہ درجہ حرارت اور دباؤ پر مستحکم ہوتا ہے۔ سرپینٹائنٹ میں اس کی موجودگی یا تو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ سرپینٹائنائزیشن غیر معمولی طور پر زیادہ دباؤ اور درجہ حرارت پر ہوئی تھی یا یہ کہ سرپینٹائنائزیشن مکمل ہونے کے بعد چٹان نے اعلی درجے کی تبدیلی کا تجربہ کیا تھا۔ سرپینٹائنٹ میں حامل سیالوں کی دراندازی مخصوص ٹالک کاربونیٹ کی تبدیلی کا سبب بنتی ہے۔ بروسائٹ تیزی سے میگنیٹ میں تبدیل ہو جاتا ہے اور سرپینٹائن معدنیات (اینٹی گورائٹ کے علاوہ) کو ٹالک میں تبدیل کر دیا جاتا ہے۔ اصل سرپینٹائنٹ معدنیات کے چھدمورفس کی موجودگی سے پتہ چلتا ہے کہ یہ تبدیلی سرپینٹائنائزیشن کے بعد ہوتی ہے۔ سرپینٹائنٹ میں کلورائٹ (ایک فائیلوسیلیکیٹ معدنیات)، ٹریمولائٹ (Ca2 (Mg5.0-4.5Fe2 + 0.0-0.5) Si8O22 (OH) 2)، اور میٹامورفک اولیوائن اور ڈیوپسائڈ (کیلشیم سے بھرپور پائروکسین) شامل ہو سکتے ہیں۔ یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ سرپینٹائنٹ زیادہ شدید تغیر کا شکار رہا ہے، جو اوپری گرینشسٹ یا امفیبولائٹ تغیر پذیر پہلوؤں تک پہنچتا ہے۔ تقریبا اوپر، اینٹی گورائٹ ٹوٹنا شروع ہو جاتا ہے۔ اس طرح سرپینٹائنٹ اعلی میٹامورفک پہلوؤں پر موجود نہیں ہے۔ مریخ کے ماحول میں میتھین کے نشانات کی موجودگی کو مریخ پر زندگی کا ممکنہ ثبوت سمجھا جاتا ہے اگر میتھین بیکٹیریل سرگرمی سے پیدا ہوتا ہے۔ مشاہدہ شدہ میتھین کے نشانات کے لیے ایک متبادل غیر حیاتیاتی ذریعہ کے طور پر سرپینٹائنائزیشن کی تجویز پیش کی گئی ہے۔ 2022 میں یہ اطلاع دی گئی تھی کہ مریخ سے آنے والے اے ایل ایچ 84001 الکا کے خوردبین معائنے سے پتہ چلتا ہے کہ درحقیقت اس میں موجود نامیاتی مادے کی تشکیل سرپینٹائنائزیشن سے ہوئی تھی، نہ کہ زندگی کے عمل سے۔ 2010-12 میں حاصل کردہ کیسینی پروب فلائی بائیز کے اعداد و شمار کا استعمال کرتے ہوئے، سائنس دان اس بات کی تصدیق کرنے میں کامیاب ہوئے کہ سیارہ کے چاند اینسیلاڈس کی منجمد سطح کے نیچے ممکنہ طور پر مائع پانی کا سمندر ہے۔ ایک ماڈل سے پتہ چلتا ہے کہ اینسیلاڈس پر موجود سمندر کا الکلائن پی ایچ 11-12 ہے۔ اعلی پی ایچ کو کونڈریٹک چٹان کے سرپینٹائنائزیشن کا ایک کلیدی نتیجہ سمجھا جاتا ہے، جو توانائی کا ایک جیو کیمیکل ذریعہ ہے جو نامیاتی مالیکیولز کی ابیوٹک اور حیاتیاتی ترکیب دونوں کو سپورٹ کر سکتا ہے۔ تشکیل کا ماحول سرپینٹائنائزیشن وسط سمندر کی پہاڑیوں پر، سبڈکشن زونز کے فورارک مینٹل میں، اوفیولائٹ پیکجوں میں، اور الٹرا میفیک دراندازی میں ہوتا ہے۔ وسط سمندر کی چوٹیوں کے حالات وسط سمندر کی چوٹیوں کو پھیلانے والے سست سے الٹرا سلو پر سرپینٹائنائزیشن کے لیے انتہائی سازگار ہیں۔ یہاں کرسٹل کی توسیع کی شرح میگمیٹزم کے حجم کے مقابلے میں زیادہ ہے، جس سے الٹرا میفیک مینٹل چٹان سطح کے بہت قریب آتی ہے جہاں فریکچر سمندری پانی کو چٹان میں دراندازی کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ وسط سمندر میں آہستہ پھیلنے والی پہاڑیوں پر سرپینٹائنائزیشن زلزلے کی موہو تعطل کو سرپینٹائنائزیشن فرنٹ پر رکھنے کا سبب بن سکتی ہے، بجائے اس کے کہ کرسٹ کی بنیاد کو عام پیٹرولوجیکل معیار کے مطابق بیان کیا جائے۔ اطالوی الپس کا لانزو ماسف ایک تیز سرپینٹائنائزیشن فرنٹ دکھاتا ہے جو زلزلے کا ایک آثار موہو ہو سکتا ہے۔ سبڈکشن زونز فورارک مینٹل سرپینٹائنائزیشن سبڈکشن زونز میں ایک اہم رجحان ہے جس کا پانی کے چکر اور سبڈکشن زون کی جیوڈینامکس پر مضبوط کنٹرول ہے۔ یہاں مینٹل راک کو سبڈکٹنگ سلیب کے ذریعے ایسے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا جاتا ہے جس پر سرپینٹائنٹ مستحکم ہوتا ہے، اور سبڈکٹنگ سلیب سے سیال بڑی مقدار میں الٹرا میفیک مینٹل راک میں چھوڑے جاتے ہیں۔ اس بات کا براہ راست ثبوت کہ ماریانا جزائر کے جزیرے کے آرک میں سرپینٹائنائزیشن ہو رہی ہے، سرپینٹائنٹ مٹی کے آتش فشاں کی سرگرمی سے فراہم کیا جاتا ہے۔ ہارزبرگائٹ کے زینولتھس اور (کم عام طور پر) ڈونائٹ کبھی کبھار مٹی کے آتش فشاں سے پھوٹتے ہیں، جو پروٹولتھ کی نوعیت کا اشارہ دیتے ہیں۔ چونکہ سرپینٹائنائزیشن اصل چٹان کی کثافت کو کم کرتی ہے، اس لیے سرپینٹائنائزیشن سرپینٹائنائٹس کی سطح پر بلندی یا اخراج کا باعث بن سکتی ہے، جیسا کہ سبڈکشن کے خاتمے کے بعد سان فرانسسکو کے پریسیڈیو میں سرپینٹائنٹ کے سامنے آنے کے ساتھ ہوا ہے۔ سرپینٹائنائزڈ الٹرامیفک چٹان بہت سے اوفیولائٹس میں پائی جاتی ہے۔ اوفیولائٹس سمندری لیتھوسفیئر کے ٹکڑے ہیں جنہیں براعظموں پر دھکیل دیا گیا ہے، ایک ایسا عمل جسے آبڈکشن کہا جاتا ہے۔ وہ عام طور پر سرپینٹائنائزڈ ہارزبرگائٹ کی ایک پرت پر مشتمل ہوتے ہیں (جسے کبھی کبھی پرانی تحریروں میں الپائن پیریڈوٹائٹ کہا جاتا ہے)، ہائیڈرو تھرمل طور پر تبدیل شدہ ڈائی بیس اور تکیا بیسالٹ کی ایک پرت، اور گہرے پانی کی تلچھٹ کی ایک پرت جس میں ریڈیولیرین ربن چرٹ ہوتا ہے۔ اثرات زلزلے کی گہرائی پر حدود زلزلے کی لہر کے مطالعے کرسٹ اور اوپری مینٹل میں سرپینٹائنٹ کی بڑی لاشوں کی موجودگی کا پتہ لگا سکتے ہیں، کیونکہ سرپینٹائنائزیشن کا شیر لہر کی رفتار پر بہت بڑا اثر پڑتا ہے۔ سرپینٹائنائزیشن کی ایک اعلی ڈگری کم شیر لہر کی رفتار اور زیادہ پوئسون کے تناسب کا باعث بنے گی۔ زلزلے کی پیمائش اس بات کی تصدیق کرتی ہے کہ فورارک مینٹل میں سرپینٹائنائزیشن وسیع ہے۔ سرپینٹائنائزیشن ایک الٹا موہو منقطع پیدا کر سکتی ہے، جس میں کرسٹ مینٹل کی حد کے پار زلزلے کی رفتار اچانک کم ہو جاتی ہے، جو معمول کے رویے کے برعکس ہے۔ سرپینٹائنٹ انتہائی بے شکل ہوتا ہے، جس سے فورارک میں ایک زلزلہ زدہ زون پیدا ہوتا ہے، جس پر سرپینٹائنائٹس مستحکم پلیٹ کی رفتار سے پھسلتے ہیں۔ سرپینٹائنٹ کی موجودگی میگا تھرسٹ زلزلوں کی زیادہ سے زیادہ گہرائی کو محدود کر سکتی ہے کیونکہ وہ فورارک مینٹل میں پھٹنے میں رکاوٹ بنتے ہیں۔ شیکور رد عمل سرپینٹائن ذیلی گروپ سرپینٹائنٹ صابن اسٹون ہائیڈروجن سائیکل فورارک حوالہ جات بیرونی روابط گمشدہ شہر ہائیڈروتھرمل فیلڈ، مڈ اٹلانٹک رج: سرپینٹائنائزیشن، نظام کی محرک قوت۔ سرپینٹائنائزیشن سے H2 سے بھرپور سیال: جیو کیمیکل اور بائیوٹک مضمرات: نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی کارروائی۔ میٹامورفک پیٹرولجی ارضیاتی عمل