مدى تأثير الكثافة والعمق على تغيير الطبقات

2009 الموسوعة العلمية للصخور والمعادن

KFAS

تأثير الكثافة والعمق على تغيير الطبقات علوم الأرض والجيولوجيا

من بين ما كشفه علم الزلازل (السيزمولوجيا، seismology) هو أن هناك طريقة أخرى لرؤية القشرة والجبة العليا.

فمع أنهما قد تختلفان كيميائياً ، إلا أن خصائصهما الريولوجية (فيزيائية الانسياب من مرونة ولزوجة ولدونة) ليس كذلك، مما يعني أن هذين الغلافين يتشوهان ويتدفقان بالطريقة نفسها تماماً.

وتُظهر الموجات الزلزالية السريعة أن الكيلومترات المائة العليا (60 ميل) من الغلاف (الجبة) هي جزء شديد الصلابة مثل القشرة ، وتكوّن الجبة العليا والقشرة معاً طبقة صلبة تسمى الغلاف الصخري (الليثوسفير، lithosphere).

وتحت الغلاف الصخري، تُظهر الموجات الأكثر بطئاً أن الحرارة تُليّن الغلاف الحجري (الجبة) لتشكّل طبقةً تسمى الغلاف الضعيف (الأسثينوسفير، asthenosphere)*.

وأما الصفائح التكتونية، فهي عبارة عن قطع ضخمة من الغلاف الصخري تطفو فوق الغلاف الضعيف كالجليد الطافي على مياه بركة .

وعلى عمق 220كلم /140 ميل، يُيبّس الضغط الجبة مرة أخرى لتشكّل الغرف المتوسط (الميزوسفير، mesosphere).

وعلى عمق أكثر، يدفع الضغط بالمعادن ذات التركيب الكيميائي نفسه إلى المرور بطور تغيير (مثل ذوبان الجليد) لتتحول إلى بنية ذات كثافة أكبر.

وهكذا، فعلى عمق 420كلم/260 ميل ، يُستبدَل الأولفين (Olivine) والبيروكسينات (Pyroxene) بالبَلَخش (Spinel) والغارْنت (Garnet) ، وعلى عمق أكثر، تحت 670 كلم/420 ميل، يعمل ضغط أكثر ارتفاعاً على تغيير البنية المعدنية ثانيةً وربما التركيب، ليُنتج هذه المرة معادن بيروفسكية (peroveskite) التي يتكون منها معظم الغلاف (الجبة).

 

الجبة العليا The upper mantle

على عمق 16-670كلم/10-420 ميل تكون الأرض دافئة للغاية بحيث تكون ليّنة بما يكفي لتسيل بتدفق.

في طبقة الغلاف الضعيف (الأسثينوسفير) تحت الغلاف الصخري (الليثوسفير) غالباً ما تذوب الجيوب التجويفية لتشكّل الصهارة (magma) التي تفور إلى أعلى عبر القشرة لتثور في البراكين. وتتكون الجبة العليا في الدرجة الأولى من الصخر الكثيف المسمى البيريدوتيت .

 

لب الأرض The Earth's core

على عمق 2,900-6,370كلم/1,800-3,960 ميل توجد الكرة الكثيفة من الحديد والنيكل. يكون اللب الخارجي ساخناً جداً وتبلغ درجة حرارته فوق 4,500° كلفن/°7,600 فهرنهايت بحيث ينصهر المعدن. أما اللب الداخلي فهو أكثر سخونة وتبلغ درجة حرارته حتى 7,500° كلفن/13,000° فهرنهايت، لكن قوى الضغط هنا هائلة للغاية بحيث لا يمكن للحديد أن ينصهر ببساطة .

 

الغلاف الصخري  (الليثوسفير) Lithosphere

هو الطبقة الخارجية القاسية من الأرض، المتقطعة إلى صفائح تكتونية ويتشكل منها سطح الأرض . تتألف هذه الطبقة من القشرة والجزء العلوي اليابس والبارد من الجبة .

 

الجزء الداخلي من الأرض The Earth’s interior

توضح هذه الكرة الأرضية فكرة العلماء عن طبقات باطن الأرض (بدون مقياس)، وتشمل القشرة والجبة واللب .

 

القشرة  The Crust

على عمق 0-40كلم/0-24 ميل تحت الأرض توجد الطبقة العليا الرفيعة للأرض، وتتألف على الأغلب من صخور غنية بالسليكات مثل البازلت والغرانيت. تكون القشرة رقيقة جداً تحت المحيطات وسميكة جداً تحت القارات، وتلتصق بطبقات الجبة العليا الصلبة التي تطفو بألواح فوق الجبة الليّنة

 

الجبة الدنيا The lower mantle

توجد هذه الطبقة على عمق 670-2,900 كلم/420-1,800 ميل. وهنا ، تحوّل قوى الضغط الهائلة معادن السليكان الأخف في الجبة العليا إلى معادن بيروفسكية (بيروفسكيت) وبيروكسينات كثيفة. ويُعد البيروفسكيت المعدن الأكثر وفرة في الجبة، وبالتالي في الأرض، إذ أن الجبة تشكّل أربعة أخماس كتلة الأرض .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]