تركيب الكرة الأرضية
تتألف الأرض من ثلاثة أقسام رئيسية، هي: الغلاف الصخري Lithosphere، والوشاح السائل Mantle، والنواة Core.
1. الغلاف الصخري
يتألف الغلاف الصخري من الطبقات الصخرية الصلبة، التي تحيط بالأرض. وبناءً على هذا التعريف، فهو يشمل قسمين:
أ. القشرة الأرضية وهي قسمان:
1- قشرة قارية : مكونة من صخور جرانيتية، تتركب، في الغالب، من معادن السيليكا والألمنيوم؛ ويطلق عليها، اختصاراً، صخور السيال Sial. ولا تتجاوز كثافتها 2.8جرام، في كل سنتيمتر مكعب. ومتوسط سمكها 40 كيلومتراً.
2- قشرة محيطية : مكونة من صخور بازلتية، تتركب، في الغالب، من معادن السيليكا والماغنسيوم؛ يطلق عليها، اختصاراً، صخور السيما Sima. وتبلغ كثافتها 3.25 جرامات، كل سنتيمتر مكعب. وينخفض سمكها إلى 10 كيلومترات فقط.
ب. الوشاح الخارجي الصلب
يمتد الوشاح الخارجي الصلب أسفل القشرة الأرضية، بقسميها، مباشرة. ويراوح سمكه بين 60 و90 كيلومتراً. والغلاف الصخري، بقسميه، مقسم إلى عدد من الصفائح، التي تغلف الكرة الأرضية، وتتحرك على سطحها. وتحت الغلاف الصخري مباشرة، طبقة لدنة Ductile، من الوشاح. ويراوح سمك الغلاف الصخري بين 100 كيلومتر و125 كيلومتراً، في القارات؛ وبين 70 كيلومتراً و100 كيلومتر، في المحيطات.
2. الوشاح
يُضم، عادة، الجزء العلوي الصلب، من الوشاح إلى القشرة الأرضية؛ ويطلق عليهما معاً الغلاف الصخري، وهو الذي تتكون منه الصفائح التكتونية، التي تغطي سطح الأرض. ويتحرك الغلاف الصخري فوق طبقة لدنة من الوشاح، ليست صلبة، تتكسر؛ ولا سائلة، تتدفق بسهولة؛ وتسمى آسثنوسفير Asthnosphere. ويقدَّر سمكها بنحو 350 كيلومتراً. ويبلغ إجمالي سمك الوشاح، من حدوده العليا حتى النواة، 2883 كيلومتراً. وتشير تحليلات الموجات الزلزالية، إلى أن طبقة الوشاح، بين الآسثنوسفير والنواة، مكونة من صهير صخري سائل.
3. النواة
تنقسم إلى قسمين:
أ. النواة الخارجية: وهي سائلة، ومكونة من مواد أعلى كثافة من المواد المكونة للوشاح. ويقدر سمكها بنحو 2257 كيلومتراً.
ب. النواة الداخلية: مكونة من مواد صلبة، عالية الكثافة. ويناهز نصف قطرها 1231 كيلومتراً. إن المعلومات عن التركيب الداخلي للأرض، تحت القشرة الأرضية، ليست مبنية على الملاحظة أو القياس المباشر؛ ولكنها مستنتجة من تحليل سريان الموجات الزلزالية، والتجارب المعملية على صخور، تحت ضغط وحرارة شديدَين.
حركة الصفائح التكتونية
تقسم نظرية تكتونية الصفائح الغلافَ الصخري للأرض، إلى عدد من الصفائح المتباينة مساحاتها تبايناً كبيراً؛ فمنها الكبيرة، ومنها الصغيرة. وهناك، على الأقل، ست صفائح تكتونية كبيرة، نسبياً، هي: صفيحة المحيط الهادي Pacific Plate، والصفيحة الأوراسية Eurasia Plate، والصفيحة الأفريقية Africa Plate، وصفيحة أمريكا الشمالية North America Plate، وصفيحة أمريكا الجنوبية South America Plate، والصفيحة الأسترالية ـ الهندية Australia-India Plate، والصفيحة العربية Arabia Plate، والصفيحة الإيرانية Iran Plate.
ويتكون حزام ثنية الألب، الممتد من مضيق جبل طارق حتى الشرق الأوسط، من عدد من الصفائح الصغيرة جداً. ومن الصفائح ما يمتد تحت المحيط فقط، مثل: صفيحة نازكا Nazca Plate، في المحيط الهادي، قبالة السواحل الغربية لأمريكا الجنوبية؛ وصفيحة كوكوس Cocos Plate، إلى الشمال منها، قبالة السواحل الغربية لأمريكا الوسطى. ومن الصفائح ما هو قاري فقط، مثل: الصفيحة الإيرانية.
ومنها ما هو محيطي وقاري، أي يمتد تحت قارة وجزء من المحيطات، مثل: الصفيحة العربية، والصفيحة الأفريقية، وصفيحة أمريكا الشمالية. يراوح سمك الصفائح، تحت المحيطات، بين 70 و80 كيلومتراً؛ وبين 100 كيلومتر و150 كيلومتراً، في القارات.
ولأن الصفائح تغطي كل السطح الخارجي للأرض، فلا يوجد فيه فراغ ليس مشغولاً بإحداها؛ ولأن حجم الأرض ومساحة سطحها ثابتان؛ فإن تحرك أي صفيحة من هذه الصفائح، سيؤثر في الصفائح المجاورة لها. وتبعاً لاتجاه حركة الصفيحة، بالنسبة إلى الصفائح المجاورة، فقد ميز العلماء ثلاثة أنواع، من العلاقات الحركية فيما بينها. إذ رأوا أن الحد الفاصل بين أي صفيحتَين، سيشهد واحدة من ثلاث حالات، تبعاً لحركة كل منهما، نسبة إلى الأخرى: إما أن تتحرك كل منهما في اتجاه فتتباعدان، فتكون الحدود متباعدة ؛ أو أن تصطدما، فتسمى حدودهما، في هذه الحالة، حدوداً متقاربة ؛ أو أن تحتك إحداهما بالأخرى، حين تنزلقان، أفقياً، في اتجاهين متعاكسين، فتكون الحدود بينهما أفقية أو محافظة . لذا، يمكن القول، إن أنواع الحدود الحركية Tectonic Boundaries، ثلاثة هي: الحدود الصفائحية المتباعدة، والحدود الصفائحية المتقاربة، والحدود الصفائحية المحافظة.
1. الحدود الصفائحية المتباعدة
تتحرك الصفيحتان التكتونيتان المتجاورتان، في هذه الحالة، مبتعدتين إحداهما عن الأخرى؛ فتتباعد حدودهما، وتسمى الحدود المتباعدة Diverging Plate Boundaries. ويملأ الفراغ، الناتج من تباعدهما، صهير صخري بازلتي Basaltic، يندفع من الوشاح، من الأسفل؛ لسد الفراغ، فيتجمد، مكوناً قشرة محيطية جديدة. ويصحب هذه العملية نشاط بركاني، على طول حدود التباعد؛ وانبثاق لابة Lava قاعدية، تشبه في تركيبها تركيب الوشاح، تكوِّن القشرة المحيطية. ويؤدي تباعد الصفيحتَين، وتكون صخور جديدة بينهما، اتساع أرضية المحيط Sea Floor Spreading باستمرار.
وهذه الفكرة، هي أحد أسس نظرية الصفائح التكتونية؛ إذ كلما تكونت قشرة محيطية جديدة، تحركت في الاتجاهين، متيحة انبثاق صهير جديد وتجمُّده. الفارق الكبير في درجة الحرارة، بين سطح القشرة المحيطية، التي تغطيها مياه الأعماق المحيطية، التي لا تتجاوز درجة حرارتها أربع درجات مئوية؛ وبين درجة حرارة صهير الوشاح، تحتها، التي تتجاوز 600ْ مئوية ـ ينجم عنه ارتفاع درجة حرارة صخور القشرة، في مناطق انبثاق الصهير، لتكوين قشرة محيطية جديدة. ويؤدي ارتفاع الحرارة الشديد تمدد صخور حدود الصفائح، وتخفيض كثافتها. وإزاء الضغط عليها من الأسفل، والناتج عن اندفاع حمم الصهير إلى الأعلى، ترتفع حدود الصفائح المتباعدة، آلاف الأمتار، عن قاع المحيط حولها.
يسفر ارتفاع حدود الصفائح المتباعدة ، عن تكوين سلاسل جبلية مغمورة، على طول هذه الحدود؛ تعرف بالظهور المحيطية، أو أُحياد أواسط المحيطات Mid-Oceanic Ridges. تمتد الظهور المحيطية، متصلة على شكل شبكة من السلاسل الجبلية الضخمة؛ تحيط بالأرض، مثلما تحيط الشبكة بكرة السلة. ويقدر إجمالي طولها بنحو 65 ألف كيلومتر. وهي تعلو فوق قاع المحيط، بمتوسط ارتفاع، يصل إلى 4500 متر. وعلى الرغم من أن هذا الارتفاع، يكاد يفوق أعلى المرتفعات على اليابس، إلا أنها نادراً ما تعلو فوق سطح الماء. وقد يصل عرضها، في بعض الأماكن، إلى ثمانية كيلومترات. وهذه السلاسل من المرتفعات المغمورة، وإن كانت تبدو متصلة، في مناطق تباعد الصفائح؛ إلا أنها تمتد، على شكل قطاعات صغيرة، تربط بينها صدوع تحويلية، وأخاديد. وهي ليست، بالضرورة، متعامدة على خط الانفصال بين الصفيحتَين المتباعدتين .
ومما يميز هذه السلاسل المغمورة، أنه يمتد، في قمتها، أخدود عميق، على طول امتدادها. وقد استدل به العلماء، وبعدد من الشواهد الأخرى، التي ستذكر لاحقاً، على أن هذه النطاق، هو مركز تباعد الصفائح Spreading Centers. وسرعة تباعد الصفائح مختلفة؛ إلا أن معدلها السنوي يراوح بين سنتيمتر واحد، كما في شمال المحيط الأطلسي، وفي البحر الأحمر؛ 4.4 سنتيمتر في السنة في شرق المحيط الهادي. وهذه السرعة، وإن كانت تبدو ضئيلة، بمقاييس العمر البشري؛ إلا أنها كبيرة، باستمراريتها خلال العصور الجيولوجية.
يعد الحيد الممتد في وسط المحيط الأطلسي Mid-Atlantic Ridge، أشهر جزء في هذه السلسلة المغمورة؛ إذ كان أول ما اكتشف منها في قاع المحيط، أثناء تمديد كبول التلغراف، بين أوروبا وأمريكا الشمالية بعد الحرب العالمية الأولى. ونظراً إلى كثافة النقل بين ساحلي المحيط الأطلسي، وخاصة الجزء الشمالي منه؛ ونتيجة للتقدم، العلمي والتقني، للدول المطلة على جانبيَه؛ فقد حظي حيد وسط المحيط الأطلسي بدراسات مستفيضة، كشفت كثيراً من تفاصيل هذه السلسلة، من الظهور المرتفعة، الممتدة في قيعان المحيطات، والتي يشكل حيد قاع المحيط الأطلسي جزءاً منها.
يمتد حيد وسط المحيط الأطلسي، من البحر المتجمد، شمالاً، حتى جنوب المحيط الأطلسي، بعد تجاوزه الحد الجنوبي لقارة أفريقيا، حيث ينقسم إلى قسمَين: أحدهما، يتجه شرقاً، مكوناً حيد الأطلسي ـ الهندي؛ والآخر، يتجه غرباً، ليتصل بحيد شرقي المحيط الهندي، بسلسلة من الأخاديد والصدوع. يبلغ المتوسط السنوي لسرعة تباعد الصفائح، على جانبي حيد منتصف المحيط الأطلسي، سنتيمترين ونصف سنتيمتر، أو نحو 25 كيلومتراً، كل مليون سنة. وقد نتج عن هذه الحركة، التي تبدو بطيئة، تكون حوض المحيط الأطلسي، خلال 200 مليون سنة. جزيرة إيسلندا Iceland الواقعة في شمالي المحيط الأطلسي، والتي تُعد جزءاً من حيده الأوسط هي من المواقع القليلة، التي تعلو فيها أحياد أواسط المحيطات فوق سطح الماء، وتمثل مختبراً طبيعياً لعلماء الأرض، لدراسة افتراق الصفائح، وما يصاحبه من ظواهر؛ فهي تشهد بناء أراضٍ جديدة، في وسطها؛ وتتمدد كلما ابتعدت أوراسيا عن أمريكا الشمالية .
ويشهد سطحها عدداً من البراكين الناشطة، وخاصة في أجزائها الشمالية، قرب بركان كرافلا Krafla، حيث تزداد الصدوع الأرضية اتساعاً، وتظهر صدوع جديدة، كل بضعة أشهر. وقد ناهز إجمالي التزحزح الأرضي، في الجزيرة، بين عامي 1975 و1985، 7 أمتار. ومن مناطق حدود الصفائح التكتونية المتباعدة، وحديثة التكوين جيولوجياً، صدع البحر الأحمر الأخدودي، الذي يفصل المملكة العربية السعودية وشبه الجزيرة العربية عن أفريقيا؛ والممتد في الأخدود الأفريقي جنوباً، وخليج العقبة شمالاً. فالصفيحتان، الأفريقية والعربية، تلتقيان عند ما يسميه الجيولوجيون التقاطع الثلاثي Triple Junction؛ وذلك في مكان التقاء أخدود البحر الأحمر وأخدود خليج عدن، والأخدود الأفريقي. وقد نجم عن لانفصال هاتين الصفيحتَين، نشوء انتفاخ قبابي في سطح الأرض؛ ربما كان ناتجاً من ضغوط باطنية.
هو يمتد على مسافة، تقرب من 100 كيلومتر عرضاً، و250 كيلومتراً طولاً؛ ويتجاوز ارتفاعه ألف متر. ويتمثل في هضبة الحبشة، ومرتفعات جنوب غرب شبه الجزيرة العربية. ونتيجة للشد، الذي تعرضت له قشرة الأرض، فقد قسمت هذه
القبة، من قمتها، إلى ثلاثة أجزاء. ثلاثة صدوع أخدودية عميقة، امتدت في خليج عدن، والبحر الأحمر، والأخدود الأفريقي. وينظر الجيولوجيون، وعلماء الأرض بعامة، إلى أخدود البحر، على أنه يشبه، إلى حد كبير، نشأة المحيط الأطلسي، المتأتية من انفصال الأمريكتين عن أفريقيا وأوروبا. إذاً، الصفيحتان، العربية والأفريقية، تتحركان مبتعدتَين إحداهما عن الأخرى؛ والحدود الفاصلة بينهما في البحر الأحمر، حدود متباعدة.
ويشهد قاع هذا البحر تكون قشرة أرضية جديدة، في عملية اتساعه المستمر. وتضغط الصفيحة العربية، بتحركها نحو الشمال الشرقي، على الصفيحتَين، الإيرانية والتركية؛ ما يسبب التواء السلاسل الجبلية، على حدود التقاء هذه الصفائح. وتشهد هذه الحدود الصفائحية مناطق بناء جبلي ناشطة؛ وتتعرض أراضيها، من حين إلى آخر، لزلازل مدمرة، سواء في إيران أو تركيا.
إن ازدياد قشرة الأرض، بين حدود الصفائح التكتونية المتباعدة، لا بد أن يقابله أحد الإحتمالَين التاليين: أن يزداد حجم الأرض، فتزداد مساحة القشرة بمعدل ازدياد الحدود المتباعدة نفسه. أو أن لا يتغير حجم الأرض، فلا تزداد مساحة القشرة؛ وفي هذه الحالة، لا بد أن يقابل تكون قشرة جديدة عمليات نقص، بطريقة ما، في مكان آخر من القشرة الأرضية؛ وهذا ما يبدو أنه يحدث فعلاً، في مناطق الحدود المتقاربة.
2. الحدود الصفائحية المتقاربة
يطلق هذا التعبير، "الحدود المتقاربة" Converging Boundaries، على طول مناطق اصطدام الصفائح التكتونية، حينما يكون اتجاه حركة كل واحدة منها نحو الأخرى .
عندما تصطدم صفيحتَان، فإن القوانين الفيزيائية، تقول إن الصفيحة الأعلى كثافة منهما، ستغوص تحت الأقل كثافة؛ وهذه العملية، يطلق عليها الاندساس Subduction. ويصاحب الاندساس ظواهر كثيرة، جيوموروفولوجية وطبوغرافية وجيولوجية، تدل عليه. والتوائها إذا كانت الصفيحتَان متساويتي الكثافة، فإن تصادمهما، سيسفر عن تجعد الصخور والتوائها وارتفاعها.
وفي كل الأحول، فإن مناطق التقارب الصفائحي، هي مناطق هدم وتدمير، في القشرة الأرضية؛ لذا، تسمى الحدود المتقاربة حدود هدم Destructive Margins؛ خلافاً للحدود المتباعدة، التي تُعد حدود بناء، في القشرة الأرضية. وما يحدد أيّاً من عمليتَي الاندساس والتصادم ستحدث، عند تقارب حدود الصفائح ـ هو، في الغالب، نوع الصفائح المتقاربة؛ فالتقارب إما أن يكون بين صفيحتَين محيطيتَين، أو قاريتَين، أو بين واحدة قارية وأخرى محيطية.
أ. الاندساس
وفي عملية الاندساس، أو الانضواء، كما تسمى، أحياناً، يندس طرف إحدى الصفيحتَين المتقاربتين، تحت طرف الصفيحة الأخرى. ويغوص الطرف المندس في الوشاح العلوي، المسمى غلاف الإنسياب، أو الآسثنوسفير Asthnosphere؛ ويأخذ في التكسر والتصدع. وكلما تعمق في الوشاح، وتعرض لمزيد من الضغط والحرارة، أخذت صخوره تنصهر وتذوب، حتى يكتمل انصهارها، عند عمق 700 كيلومتر تقريباً. وهناك أنواع عديدة من نطاقات الاندساس، حسب الألواح المتقاربة، وأهمها:
1- اندساس لوح محيطي تحت آخر قاري.
يحدث الاندساس، في هذه الحالة، نتيجة لاختلاف الكثافة بين الصفيحتَين المتقاربتَين؛ فيغوص طرف الصفيحة الأعلى كثافة، في الجزء العلوي من الوشاح، تحت طرف الصفيحة المقابلة. لذا، يمكن القول إن الاندساس، يحدث، غالباً، عند تقارب صفيحة محيطية وأخرى قارية. ولكن كثيراً من الصفائح، تشمل قشرة محيطية وأخرى قارية، في الوقت نفسه؛ مثل صفيحة أمريكا الجنوبية ، التي تشمل قارة أمريكا الجنوبية كلها، وجزءاً كبيراً من جنوبي المحيط الأطلسي.
وتسمَّى الصفيحة قارية، إذا كان معظم سطحها، تغطيه قشرة قارية، أو كانت القشرة القارية أقرب إلى حدود تلاقي الصفيحتين. يُعد تقارب صفيحة نازكا وصفيحة أمريكا الجنوبية، تقارباً بين صفيحة محيطية وأخرى قارية. فثانيتهما، تكتسب صخوراً جديدة، في حدها الشرقي، في حيد وسط المحيط الأطلسي، عند حدود تباعدها عن الصفيحة الأفريقية. وحدودها الغربية، تقارب حدود صفيحة نازكا المحيطية، التي تشغل الجزء الجنوبي الشرقي من قاع المحيط الهادي؛ وتكتسب، كذلك، صخوراً جديدة، في مركز الافتراق والبناء الصخري، في القشرة الأرضية، على حدها الغربي، المتباعد عن صفيحة المحيط الهادي، في حيد نازكا. ولكن حدها الشرقي، يندس تحت صفيحة أمريكا الجنوبية .
2- اندساس لوح محيطي تحت آخر من نوعه
ينتج هذا النوع من الاندساس أخاديد، تمتد على طول حدود تقارب الصفيحتَين، ومن أمثلتها أخدود تونجا، في جنوب غربي المحيط الهادي. ومن ظواهره المميزة، تكون أقواس جزرية ، مثل تلك التي كونت جزر الفيليبين، واليابان، وأندونيسيا، ونيوزيلندا. وهذه الأقواس الجزرية، تنشأ عن سلسلة البراكين الموازية لأخدود التقارب؛ وذلك ناتج من انبثاق حمم صخور البازلت والانديسايت، التي قد ترى من غلاف الانسياب، فوق اللوح المحيطي النازل؛ أو ينتجه انصهار القشرة الأرضية البازلتية، ورواسب قاع المحيط المندس.
3- الظواهر المصاحبة للاندساس
لا شك أن انضواء صفيحة محيطية، لا يقل سُمْكها عن عشرة كيلومترات، تحت صفيحة قارية، لا يقل سُمْكها عن 40 كيلومتراً ـ يولَّد قدراً كبيراً من الضغط Stress، على حافتَي الصفيحتَين المتقاربتَين. ويصحب هذا التقارب الصفائحي العديد من الظواهر، التي يمكن مشاهدة بعضها وقياسه؛ واستنتاج بعضها الآخر من كثير من الدلائل، التي تشير إليه. ومن أهم الظواهر المصاحبة لعملية الاندساس، ثلاث هي:
- الأخاديد – الزلازل - البراكين.
أ - الأخاديد
لو أمكن النظر، من خلال المياه المحيطية، إلى ظواهر قاع المحيط؛ لانكشف العديد من الأخاديد Trenches، الضيقة، العميقة، التي تمتد آلاف الكيلومترات؛ ولا سيما في المحيط الهادي، حيث تكثُر الأخاديد الضيقة، المقوسة، التي يراوح عمقها بين 8 وأكثر من 10 كيلومترات؛ وتمتد في القاع آلاف الكليومترات. ففي شماله، الأخدود الآليوتي Aleutian Trench، وبالالتفاف حول المحيط، بعكس اتجاه عقارب الساعة، تنتظم سلسلة من الأخاديد، هي، على التوالي :
- أخدود كوريل Kurile Trench.
- أخدود ماريانا Mrianas Trench. أعمق الأخاديد المحيطية، على الإطلاق. وفيه أعمق نقطة في القشرة الأرضية. ويتجاوز عمقه، تحت سطح البحر، أحد عشر كيلومتراً.
- أخدود ريوكيو Ryukyu Trench. يمتد بموازاة أخدود ماريانا، على الجانب الغربي من الصفيحة الفليبينية.
- أخدود فيتياز Vityaz Trench.
- أخدود تونجا Tonga Trench.
- أخدود بيرو وتشيلي Peru-Chile Trench. يمتد شرقي المحيط، بموازاة السواحل الغربية لأمريكا الجنوبية.
هذه الأخاديد، هي أعمق أجزاء قاع المحيط. وتكونت بفعل عملية الاندساس. وخط قاع الأخدود، هو خط التقاء الصفيحتَين المتقابلَتين؛ إذ ينتج الأخدود من انحناء طرف الصفيحة المحيطية إلى الأسفل، عند طرف الصفيحة القارية.
إن من أبرز أمثلة اندساس صفيحة محيطية، تحت أخرى قارية، ما يحدث بين صفيحة نازكا المحيطية وصفيحة أميركا الجنوبية ونتيجة لذلك، يمتد في قاع المحيط، على طول سواحل أمريكا الجنوبية، أخدود بيرو وتشيلي.
ويسفر اندساس صفيحة تحت أخرى، عن انثناء الصفيحة القارية إلى أعلى، والضغط على حد التقارب ضعفاً كبيراً. وينجم عن ذلك ارتفاع الأرض، وتكون سلاسل جبلية عالية الارتفاع، ناتجة من التواءات في القشرة القارية. وتمثل سلاسل جبال الإنديز Andes Mountains، في غرب أمريكا الجنوبية. مثالاً بارزاً على ذلك؛ إذ إن ارتفاعها، قد يزداد بضعة أمتار، بعد الزلازل القوية، التي يعهدها الساحل الغربي لقارة أمريكا الجنوبية.
موضوع: تابع موضوع نظرية الصفائح التكتونية 
الجمعة مارس 09, 2012 10:20 am
لك علي اكمال الموضوع
