X
تبلیغات
فروغ دانش - زمین نا آرام

فروغ دانش

آموزشی_تربیتی

زمین نا آرام

تئوری صفحه زمین ساخت

در طول چند دهه اخر درباره کره متغیرمان مطالب بسیار زیادی آموخته­ایم. در این مدت تحولی عظیم در فهم ما از زمین بوجود آمده است. این تحول ابتدای قرن بیستم با ارائه پیشنهاد مربوط به جابجائی قاره­ای[2] - تئوری که بیان می­کند قاره­ها بر روی کره زمین حرکت می­کنند – آغاز گردید. این مطلب با فرض ثابت بودن قاره­ها و کف اقیانوسها که تا آن زمان مورد قبول بود در تضاد اساسی قرار داشت و به همین دلیل نیز 50 سال طول کشید تا داده کافی برای اثبات این نظریه جمع آوری شود.

بر اساس تئوری صفحه زمینساخت، پوسته خارجی صلب زمین (لیتوسفر) به تکه­های متعددی شکسته شده است که هرکدام از آنها صفحه نام دارند که در حال حرکت بوده و بصورت بی­وقفه تغییر شکل و اندازه می­دهند. همانگونه که در شکل 1 و شکل 2 مشاهده می­شود، هفت صفحه اصلی در لیتوسفر شناخته شده است. این صفحات عبارتند از: آمریکای شمالی، آمریکای جنوبی، اقیانوسیه، آفریقا، اوروآسیا، استرالیا و قطب جنوب.

صفحات با ابعاد متوسط مانند کارائیب، نازکا، فیلیپین، عربی، کوکوس و صفحه اسکاتیا هستند و علاوه بر آنها صفحات متعددی با ابعاد کوچکتر شناخته شده است. توجه نمایید که یک صفحه بزرگ ممکن است شامل یک قاره کامل و سطح بزرگی از کف دریا باشد ( مانند صفحه آمریکای جنوبی). در حالی که هیچ صفحه­ای دقیقا بر اساس مرز یک قاره شناخته نشده است.

صفحات سنگ کره با سرعت بسیار پایین ولی بطور مداوم نسبت به هم درحال حرکت هستند که بطور متوسط 5 سانتیمتر در سال است. این حرکت به بدلیل توزیع نامساوی حرارت در داخل کره زمین است. مواد داغ که در عمق گوشته قرار دارند، به آرامی به سوی بالا حرکت می­کنند و به عنوان یکی از سیستمهای همرفت درونی سیاره عمل می­نمایند. همزمان، قطعت سردتر و چگالتر سنگ­کره در داخل گوشته فرو می­روند. درنهایت حرکت عظیم و کند صفحات سنگ کره منجر به ایجاد زمین لرزه­ها، آتشفشانها و تغییر شکل توده­های بزرگ سنگی به صورت کوه­ها می­گردد.

پدیده همرفت در داخل کره زمین همانند جریان همرفتی است که وقتی کتری پر از آب بر روی آتش قرار داده می­شود در آن اتفاق می­افتد. آب قسمت تحتانی آب قبل از قسمتهای دیگر گرم شده و در اثر انبساط چگالی آن کاهش می­یابد و این باعث جریان یافتن آب به سمت بالا شده و همزمان آب نسبتا سردتر از سطح آب به سمت کف کتری حرکت کرده و آب سرد و گرم جایگزین یکدیگر می­گردد.

 

شکل 1: صفحات اصلی سازنده سطح کره زمین

 

شکل 2: صفحات اصلی سازنده سطح کره زمین

مرز صفحات:

صفحات تشکیل دهنده سنگ کره بصورت یک توده بهم چسبیده، نسبت به یکدیگر در حال حرکت هستند. با وجود اینکه قسمتهای داخلی صفحات ممکن است متحمل مقداری تغییر شکل گردند، ولی تمام اندرکنشهای اصلی بین صفحات جداگانه، در طول مرز بین آنها اتفاق می­افتد. در حقیقت تلاشهای اولیه برای مشخص کردن مرز بین صفحات بر اساس محل وقوع زمین لرزه­ها بود. صفحات در مرزها سه رفتار کلی نسبت به هم دارند:

1.      مزرهای دورشونده

جائی که صفحات در نتیجه بالا آمدن مواد از گوشته از هم دور می­شوند و بستر جدیدی در اقیانوسها ساخته می­شود. جداشدگی صفحات، غالبا در رشته­کوههای میان اقیانوسی رخ می­دهد. شکافهای ایجاد شده در اثر دور شدن صفحات، بلافاصله با سنگهای مذاب که از استنوسفر بالا می­آید، پرمی­شوند. این مواد گرم، به آرامی سرد شده و بستر جدید اقیانوسی را تشکیل می­دهند. این پدیده میلیونها سال بطور مداوم تکرار می­شود و بدین ترتیب هزاران کیلومتر مکعب بستر جدید ایجاد می­گردد.

این مکانیزم کف اقیانوس آتلانتیک را در 160 میلیون سال گذشته پدید آورده است که به این پدیده "گسترش بستر دریا" اطلاق می­شود. سرعت بستر سازی در قسمتهای مختلف متفاوت است. این سرعت از 5/2 سانتیمتر در سال در آتلانتیک شمالی تا 20 سانتیمتر در سال در قسمت شرقی اقیانوس آرام متغیر است. با اینکه بیشترین نرخ بستر سازی در مقیاس تاریخ بشر بسیار کند است، ولی کمترین نرخ تولید سنگ­کره به اندازه کافی سریع است که در طول 200 میلیون سال گذشته بستر تمام اقیانوسهای زمین را ایجاد کرده باشد. در حقیقت بستر تمام اقیانوسها که تعیین عمر شده­اند از 180 میلیون سال تجاوز نمی­کند.

شکل 3: مرزهای واگرا در محل رشته­کوههای اقیانوسی

شکل 4: تولید بستر اقیانوسی در مرزهای واگرا

 

شکل 5: نحوه بالا آمدن سنگهای مذاب در مرزهای واگرا و تشکیل بستر جدید

2.      مرزهای همگرا

در این نواحی، صفحات به سوی هم حرکت می­کنند و در نتیجه پدیده فرونشست پوسته اقیانوسی در گوشته اتفاق می­افتد. همگرائی ممکن است در مرز تصادم دو پوسته قاره­ای نیز اتفاق بیفتد و باعث ایجاد سامانه­های کوهستانی گردد.

درحالی که پوسته جدید در رشته­کوههای اقیانوسی اضافه می­شوند، سیاره زمین بزرگتر نمی­شود و مساحت سطحی آن همواره مقدار ثابتی باقی می­ماند. برای جادادن به پوسته تازه ایجاد شده، پوسته قدیمی اقیانوسی در طول مرزهای همگرا دوباره به گوشته بازمی­گردد. وقتی دو صفحه به هم می­رسند، یکی از صفحات به زیر صفحه دیگر خم شده و به زیر آن می­لغزد.  

حاشیه­هایی از صفحات که پوسته اقیانوسی در حال اضمهلال است به نام "مناطق فرورانش" شناخته می­شوند. در این مناطق صفحه فرورفته درحال حرکت به سمت پایین، وارد محیط با دما و فشار بالا می­شود. مقداری از مواد فرو رفته و نیز مقدار بیشتری از استنوسفر که در بالای صفحه فرورفته قرار می­گیرد، ذوب شده و به سوی بالا حرکت می­کند. بندرت این سنگ مذاب ممکن است که به سطح زمین برسد و انفجارات آتشفشانی را ایجاد نماید. بهرحال بیشتر این مواد مذاب به سطح زمین نمی­رسد و در همان عمق جامد شده و به ضخیمتر شدن پوسته می­انجامند (شکل 6).

 

شکل 6: مرزهای همگرا و ناحیه فرورانش

3.      مرزهای گسل امتداد­لغز

مرزهایی که در آنها صفحات بصورت سایشی از کنار هم عبور می­کنند و هیچگونه اضمهلالی در مرزها ایجاد نشده و پوسته جدیدی تولید و پوسته قدیمی نابود نمی­شود. این گسلها در جهت حرکت صفحات ایجاد شده  برای اولین بار در امتداد رشته­کوههای اقیانوسی یافت شند. باوجود اینکه بیشتر گسلهای امتداد­لغز در طول رشته کوههای اقیانوسی قرار گرفته است، تعدادی نیز در داخل قاره­ها وجود دارند. دو مثال از این گسلها، گسل سن­آندریاس در کالیفرنیا و گسل آلپین در زلاندنو می­باشد. در طول گسل سن آندریاس، صفحه "آرام" درحال حرکت به سمت شمال غربی نسبت به صفحه مجاور (صفحه آمریکای شمالی) است. حرکت درطول این مرز ناشناخته نمانده است، چرا که این حرکت باعث ایجاد کرنش در سنگهای دو سمت گسل می­گردد و گاها سنگها انرژی ذخیره شده را بصورت زلزله­های بزرگی رها می­کنند، مانند زلزله سال 1906 که سان فرانسیسکو را ویران کرد.

شکل 7: مرزهای امتداد لغز و امتداد گسل ایجاد شده

 

+ نوشته شده در  شنبه دوازدهم دی 1388ساعت 0:44  توسط جوهری