مرحبًا بك
يبدو الأرض التي تفتقد على ركبتها صلبة. دائمة. غير قابل للتحول.
هذا ليس صحيحًا.
في هذا الحين، بينما تقرأ هذا، تتحرك الأرض التي تقف عليها: ببطء، وثابتًا، بسرعة تقريبًا مثل نمو أظافرك.
على مدى ملايين السنين، تمزق هذا البطء قارات، بنى الجبال الأطول على الأرض، وtriggered الزلازل التي دمرت المدن.
اليوم سنفهم المحرك الذي يدفع كل ذلك.
ملاحظة غريبة
الرجل الذي لا أحد آمن به
في عام 1912، لاحظ عالم الجو الألماني أルフريد فاغنر شيء غريب: ساحل جنوب أمريكا الشرقي وساحل أفريقيا الغربي يتناسب معًا مثل قطع الألغاز.
اقترح أن جميع القارات كانت متوحدة في قارة وحيدة كبيرة سماها بانجيا (اليونانية تعني 'جميع الأراضي')، وأنها انفصلت ببطء.
لقد ضحك العلماء به. لم يكن بإمكانهم تخيل قوة كافية لتحرك القارات بأكملها. توفي فاغنر في عام 1930 في بعثة في جرينلاند، ولم يرى أبداً قبول فكره.
استغرقت 30 عامًا أخرى: وتوفر التكنولوجيا الجديدة التي رسمت سطح البحار: قبل أن يدرك العالم أن فاغنر كان صحيحًا.
ماذا يحتوي داخل الأرض؟
إزالة الطبقات تدريجيًا
إذا تم قطع الأرض طوليًا، ستظهر طبقتان رئيسيتين:
الطبقة الجليدية: الطبقة الخارجية. هي رقيقة: مقارنة بجلد تفاح. الجليد المحيط بمتوسط 7 كم. الجليد القار 35 كم. هذا يبدو كثيرًا، لكن الأرض 12,742 كم.
مظلة: تحت الطبقة القارية، حوالي 2900 كم سمكًا. تتألف من صخور دقيقة ساخنة. ي部分 المظلة العلوي من الصلب ويتدفق ببطء شديد: مثل الحليب المالون ساخنًا على موزع. يسمى هذا الطبقة المتدفقة الأستينوسفير.
الغلاف الخارجي: طبقة من النيكل والفولاذ المولدة، حوالي 2200 كم سمكًا. فهي ساخنة للغاية (4500-5500 درجة مئوية) حتى تصبح المعادن ملاونة. يولد تدفق هذا المعادن المجال المغناطيسي للكوكب.
الغلاف الداخلي: كرة صلبة من النيكل والفولاذ في قلب الأرض، حوالي 1220 كم في النصف. وهو أجزاء الساخنة من الأرض: أكثر من 5400 درجة مئوية، ساخنة مثل سطح الشمس.
الصدع المكسور
الفقاعة المكسورة
الطبقة القارية للكوكب ليست طبقة مستمرة. إنها مكسوة بـ 15 صفائح تكتونية رئيسية (وعدة أصغر) تتناسب معًا مثل صدع بيضة مكسورة.
هذه الصفائح ليست رقيقة: فهي تتضمن الطبقة القارية والجزء العلوي من المانتل، ويسمى معًا الليثوسفر. الليثوسفر صلب، 70-150 كم سمكًا، ويطفو على الاستينوسفير الأصغر، وهو أكثر صلابة جزئيًا ومالون فيما تحتها.
بعض الصفائح تحمل القارات (الصفائح القارية). بعضها يحمل البحار (الصفائح المحيطية). كثير منها يحمل كليهما.
الصفائح الكبرى هي الصفائح المحيطية المحيطة بالبحر، التي تقع تقريبًا كلها في المحيط. يمكنك أن تكون ترتدي الصفائح الأمريكية الشمالية، التي تمتد من الحافة الأطلسية إلى الساحل الغربي للولايات المتحدة.
ما الذي يجعلها تتحرك؟
التبخير: المحرك
في اللفافة العميقة، يكون الصخور بالقرب من النواة بدرجة حرارة عالية جداً. الصخور الساخنة أقل كثافة، لذا تتصاعد. عند اقترابها من السطح، تبرد وتكتسب كثافة أكبر وتغرق مجدداً. وهذا يؤدي إلى تدفق دائري بطيء يسمى تيار استجابي.
فكر في كوب ماء يغلي على الموقد: الماء في الأسفل يشتعل، يتصاعد، يبرد على السطح، ويغرق مجدداً. اللفافة تعمل بنفس الطريقة: إلا أن الصخور بدلاً من الماء، ويحدث ذلك ببطء أزلئي.
هؤلاء تيارات استجابية ترفع لوحات القشرة مثل الأشياء تطفو على حامل يتحرك ببطء.
العملية بطيئة: تنتقل اللوحات بين 2 و 15 سنتيمتر في السنة: لكن على مدى ملايين السنين، تتحول سطح الكوكب بأكمله.
أنواع ثلاثة من الحدود
حيث تلتقي اللوحات
أكثر الجيولوجيا دراماتيكية على كوكب الأرض تحدث حيث تلتقي اللوحات: على حدودها. هناك ثلاثة أنواع:
الحدود المنشقة: تنتقل اللوحات بعيداً عن بعضها. تتصاعد الصهارة من اللفافة لملء الفراغ، مما يؤدي إلى تكون القشرة الجديدة. الجرف الأطلسي المتوسط هو حدود منشقة يمتد في منتصف المحيط الأطلسي. جزر آيسلندا تقع مباشرة فوقها: يمكنك الوقوف على الحدود بين لوحة أمريكا الشمالية ولوحة أوروبا الشمالية.
الحدود المتقابلة: تنتقل اللوحات بعيداً عن بعضها. عندما تلتقي لوحة المحيط لوحة القارة، لا تبتلع لوحة المحيط لوحة القارة بسبب كثافتها الأقل. عندما تلتقي لوحتان قارية، لا تبتلعان: تتشقق إلى الأعلى في جبال.形成ت الجبال الهيمالايا بهذه الطريقة، حيث ضربت لوحة الهند لوحة أوروبا-آسيا.
الحدود التحويلية: تنتقل اللوحات عن يسار بعضها البعض أفقيًا. حافة سان أندرياس في كاليفورنيا هي حدود تحويلية حيث تتصادم لوحة المحيط الهادئ ولوحة أمريكا الشمالية. وهذا ينتج عن زلازل متكررة.
تكوين الجبال
جبال الهيمالايا: تصادم بطيء
حوالي 50 مليون سنة مضت، تلقفت جبهة الهند: التي كانت تسير شمالًا بسرعة جيولوجية سريعة: في جبهة أوراسية.
لم تتمكن أي جبهة من الغرق تحت الأخرى لأن كلاهما كان من الصخور القارية: سميكة، غازية، وخفيفة جدًا للغرق.
لذلك انكمشت القشرة وانهارت ورفعت إلى الأعلى. خلق التصادم جبال الهيمالايا، بما في ذلك جبل إفرست: أعلى نقطة على الأرض ب 8,849 متر.
والتصادم لم ينته بعد. جبهة الهند ما زالت تهاجم آسيا بسرعة تبلغ حوالي 1 سنتيمتر في السنة، وجبال الهيمالايا ما زالت تزداد.
دائرة النار
أين يحدث الكارثة
إذا رسمت كل زلزال رئيسي و爆شعور بركان على خريطة، سيظهر نمطًا فوريًا: يتركزون على حدود الجبهات.
النماذج الأكثر دراماتيكية هي دائرة النار: حزام مائل حول محيط المحيط الهادئ حيث تلتقي جبهة المحيط الهادئ مع عدة جبهات أخرى. حوالي 75% من البراكين النشطة في العالم و 90% من الزلازل تحدث على دائرة النار.
هذا ليس巧ق. يحدث الزلزال عندما تتحرك الجبهات بسرعة مفاجئة، وتطلق قوة محفوظة. يتشكل البراكين حيث تجد الماجم طريقها إلى السطح: غالباً في الحوض المحيط بالحدود، حيث تذوب الجبهة ويصعد الحديد الساخن.
درجة ريتشتر تقيس قوة الزلزال: الطاقة المتفرعة. كل زيادة بأعداد كاملة تمثل حوالي 32 مرة أكثر من الطاقة. يطلق الزلزال بقوة 1,000 مرة أكثر من زلزال درجة 5.
لماذا الحدود؟
ربط النقاط
وسط لوحة تكتونية مستقرة نسبيا. الصخر صلب، واللوحة تتحرك كوحدة واحدة، ولا توجد سبب للقشرة لتفريغ أو الذوبان.
ولكن عند الحدود، يتم اقتراع اللوحات، أو الانفصال، أو التصادم. إنها هي الأماكن التي تجمع فيها التوتر، والقشرة تكسد، والماجما يجد طرق الهروب.
فكر في ذلك مثل قطعة زجاج: الوسط قوي، ولكن الأطراف والزوايا هي حيث تتشكل الشقوق.
كيف نعرف؟
الأدلة متبعة في كل مكان
قدم وغينر مقترح تكتونية الدوران في 1912، لكنه لم يستطع شرح الآلية. الأدلة الحديثة أثبتت صحة أفكاره مرات عديدة:
توزيع الأحافير: الأحافير المتطابقة لـ Mesosaurus (ثدييات المياه العذبة) توجد في البرازيل والغرب إفريقيا، لكنها لا توجد في أي مكان آخر. لم يكن يمكن أن يسبح عبر الأطلسي. يجب أن كانت القارات متحدة.
أنواع الصخور المتطابقة: سلاسل الجبال في اسكتلندا تتطابق تماما مع سلاسل جبال الأبالاش في الولايات المتحدة الشرقية عندما تدفع القارات معا. الصخور نفسها، والعمر نفسه، والتشكيل نفسه: منفصلون ببحر.
النقاط المنسوبة الجليدية: العلامات الجليدية القديمة الموجودة في إفريقيا والهند وجنوب أمريكا وأستراليا جميعها توجه نحو قطب الجليد الوحيد مركز في أنتاركتيكا: بالضبط حيث كانت تلك القارات في بانجيا.
قياسات GPS: اليوم، يمكننا قياس حركة اللوحات مباشرة باستخدام ساتللات GPS. أمريكا الشمالية تتحرر عن أوروبا بسرعة 2.5 سم سنويا. يمكننا رؤيتها تحدث في الوقت الفعلي.
أرض المستقبل
أين نحن ذا متجهون؟
إذا استمرت اللوحات في الحركة بأسعارها الحالية، يمكن علماء الأرض أن ي проектوا أين ستكون القارات في المستقبل.
في حوالي 250 مليون عام، تتوقع أن تلتقي القارات مجدداً لتشكل قارة جديدة كبيرة. وقد أعطى العلماء لها أسماء مختلفة: بنجيا Ultima، أماسيا، أو نوفوبنجيا، حسب النموذج الذي يستخدمون.
سيغلق البحار الأطلسي. سيتم دمج إفريقيا مع أوروبا. سيغرق أستراليا في آسيا الجنوبية الشرقية.
هذا قد يحدث من قبل. لم يكن بنجيا الأولى فقط: هناك عدة قارات كبيرة، تعود إلى المليارات من السنين. يأخذ الدورة بين الانفصال والتركيب مجدداً حوالي 400-500 مليون عام. يسمى الجيولوجيون هذا الدورة دورة القارة الكبرى.
ماذا ستذكرونه؟
الصورة الكبيرة
الأرض ليست ثابتة. هي كوكب ديناميكي، يغلي: قشرة رقيقة تطفو على بحر يتحرك ببطء من الصخر.
كل شيء متصل: تنتج التيارات العمودية من الدينامو حركة القارات؛ حدود القارات تنتج عن الزلازل، البراكين، والجبال؛ الأدلة مكتوبة في الأحافير، الصخور، وحتى بيانات GPS.
رأى ألفريد فيغنر قطع الألواح قبل مئة عام. استغرقت العالم عقودًا للالتحاق. اليوم، التكتونيات اللوحية هي إطار عمل واحد من أكثر القوة في جميع العلوم: توضح كل شيء من لماذا يحدث الزلازل في اليابان إلى لماذا يمكنك العثور على الأحافير البحرية على قمم الجبال.