أنواع نطاق الأثينوسفير وخصائصه الجيوديناميكية

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الأول

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

نطاق الأثينوسفير خصائص نطاق الأثينوسفير الجيوديناميكية علوم الأرض والجيولوجيا

يطلق العلماء على منطقة صخور قشرة الأرض التي تقع في القسم الأسفل من وشاح الأرض (Mantle) شبه المنصهرة تعبير نطاق الاثينوسفير – في حين يطلق العلماء على قشرة الأرض الخارجية نفسها (التي تتركب من نطاق صخور السيال Sial وصخور السيما Sima)

بالإضافة إلى الأجزاء العليا من الوشاح، تعبير الغلاف الصخري للأرض (Lithosphere).

ويمثل موهو المتقطع أو الحد الموهورفيشي (Mohorvicic discontinuity) قاعدة القشرة الصخرية للأرض حيث تصل عنده سرعة الموجات الزلزالية على 8,1 كم / الثانية

 

أما حد الانديزيت Andesite Line فهو الحد الفاصل سيزميا بين نطاق السيال ونطاق السيما في قشرة الأرض نفسها.

وتزداد سرعة الموجات الزلزالية أسفل حد الموهو بالاتجاه صوب الأعماق البعيدة من الأرض.

ولكن تبين أنه عند عمق 70-80 كم تنخفض سرعة الموجات الزلزالية نسبياً وذلك لانصهار مواد الوشاح في هذا النطاق، والذي أطلق عليه تعبير نطاق الرهيوسفير (Rheosphere).

 

ويعد باريل (Barrell.J 1914) هو أول من اقترح استخدام تعبير "اثينوسفير" على أنه أحد النطاقات الرئيسة الثلاثة لجوف الأرض وذلك على أساس اختلاف صلابتها وهي:

أ- نطاق الليثوسفير (Lithosphere) (النطاق الخصري للأرض).

ويبلغ سمكه نحو 100 كم ويمتد فيما بين سطح الأرض حتى أعالي الوشاح، ويتميز بعظم تماسكه وصلابته وتقع الألواح الجيولوجية (Geological Plates) أسفل هذا النطاق مباشرة.

 

ب-نطاق الاثيوسفير (Asthenosphere)

وهو نطاق ضعيف نسبياً وأقل تماسكاً وشبه لزج، ويقع أسفل النطاق الصخري لـلأرض. وحسب درجة انصهاره وخواص مواده ولزوجته فإنه يعد قابلاً للتشكل تحت تأثير الحركات التكتوكية وانبثاق المصهورات اللابية. ومن ثم فإنه يعد مناطق نشوء الألواح الجيولوجية وميدان انسيابها وتحركها أسفل قشرة الأرض.

 

جـ-النطاق المركزي للأرض – جوف الأرض: Centros- phere))

وهو نطاق قوي ومتماسك بصورة عامة ويقع أسفل نطاق الاثينسفير، ويمتد هذا النطاق حسب دراسات باريل (Barrell) إلى جوف الأرض حتى نقطة مركزها الداخلي.

ويتوقف تحديد أبعاد كل من هذه النطاقات الثلاثة (القشرة الخارجية للأرض، والاثينوسفير وجوف الأرض) على مدى تقدم المعلومات السيزمية التي تطرحها العلوم المختلفة.

وخاصة علمي الزلازل والجيوفيزيقا، والتي تسهم في حساب اختلاف سرعة الموجات الزلزالية في باطن الأرض وفي معرفة التركيب الداخلي لنطاقاتها المختلفة وخواصها المعدنية والجيوفيزيقية.

 

– خصائص الأثينوسفير الجيوديناميكية:

اعتبرت النظريات الجيوديناميكية الحديثة نطاق الأثينوسفير من بين أهم النطاقات الثلاثة التي تشكل المظهر التضاريسي العام لسطح الأرض وذلك لقابليته الشديدة للانسياب والتمدد.

بما يحدث في باطن الأرض من تجمع للمواد المشعة وانصهار أجزاء من مواد باطن الأرض وصعود التيارات الحرارية الساخنة إلى أعلى، يؤثر بدوره على نطاق الأثينوسفير.

وينتج عن ذلك تحرك مواده اللزجة أفقياً ورأسياً، ومن ثم نشوء كل الظاهرات التضاريسية الكبرى على سطح الأرض.

 

بل تؤكد الدراسات الجيوفيزيقية كذلك بأن اختلاف مدى لزوجة مواد الثينوسفير من زمن جيولوجي إلى آخر هي المسئولة عن تحرك الألواح الجيولوجية الواقعة في القسم الأعلى منها ومن ثم عن تكوين الأحواض المحيطية وتزحزح القارات ونشوء السلاسل الجبلية العظمى في القارات. 

والحواجز المحيطة العظمى في أرضية المحيطات، وذلك بفعل الألواح الجيولوجية المتقابلة (Convergent Plates) وتلك المتباعدة (Divergent Plates).

وعلى ذلك تتأثر مواد الأثينوسفير تأثراً شديداً باختلافات الحرارية التي تنتابها، وبتأثيرات التيارات الحرارية الساخنة الصاعدة إليها من جوف الأرض. فمن المعلوم أن الخصائص الطبيعية للمعادن تتأثر بشدة باختلاف حرارتها، ويظهر أثر ذلك في خصائص لزوجتها وقابليتها للتمدد والانسياب.

 

ويعبر عن العلاقة بين درجة حرارة الصخر من جهة والدرجة الحرارية التي يصبح فيها الصخر لزجاً ومنصهراً بالمعادلة الآتية:

T / Tm

أي النسبة بين الحرارة الفعلية للصخر إلى النسبة بين درجة حرارته في حالة اللزوجة.

وتتقارب درجة حرارة مواد الأرض في نطاق الأثينوسفير (حيث تزداد درجة الحرارة للمواد كلما اتجهنا صوب جوف الأرض) مع درجة حرارة انصهار هذه المواد وقابليتها للتمدد (شكل 1).

وقد تصل درجة الحرارة في بعض مواد الأثينوسفير إلى º1000- º1500 س أي إلى الدرجة التي تنصهر فيها هذه المواد وتتحول إلى مصهورات.

 

وتتوقف درجة حرارة أي جزء من مواد باطن الأرض عند أعماقها المختلفة تبعاً لعمليات صعود التيارات الحرارية الساخنة من أسفل إلى أعلى عند هذه الأجزاء.

ومن ثم فإن ارتفاع أو طيّ قشرة الأرض على شكل سلاسل جبلية لا يحدث عند كل أجزاء سطح الأرض

بل تميزت كل فترة بنائية تكنونية بتركز السلاسل الجبلية في مناطق محددة، وفقاً لمدى تأثر هذه المناطق بفعل عمليات صعود التيارات الساخنة في نطاق الأثينوسفير.

 

وعلى ذلك فإن عمق نطاق الأثينوسفير ومدى بعده عن سطح الأرض يختلف إذن من موقع إلى آخر ومن فترة جيولوجية إلى أخرى.

ففي المناطق التي تأثر فيها نطاق الأثينوسفير بالتيارات الساخنة الصاعدة تمتد أبعاده إلى أسفل المناطق فيه والتي تأثرت بالتيارات الهابطة إلى أسفل فيصبح الأثينوسفير هنا على أعماق بعيدة من سطح الأرض كما يظهر ذك في شكل (2).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]