قشرة الأرض

2013 أطلس الكون

مور ، السير باتريك مور

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

علم الفلك

قشرة الأرض

قشرة الأرض التي نعيش عليها لا تمتد إلى عمق كبير، حوالي 10 كيلومتر (6 أميال) تحت المحيطات و 50 كيلومتر (30 ميل) تحت القارات. تتزايد درجة الحرارة مع زيادة العمق فنجد أن درجة الحرارة في أعمق مناجم العالم – في جنوب أفريقيا – 55 درجة. أما تحت القشرة فنجد طبقة الوشاح حيث تتصرف الصخور الصلبة وكأنها مصنوعة من البلاستيك (اللدائن). ويمتد الوشاح حتى 2900 كيلومتر (1800 ميل) ثم نصل إلى اللب الخارجي وهو عبارة عن طبقة سائلة غنية بالحديد و تمثل %30 من كتلة الأرض، وبداخلها تأتي طبقة اللب الصلب والتي تمثل %1.7 من كتلة الأرض ويُعتقد أنها تطفو في السائل. ويُعتقد أيضا أن درجة حرارة المركز تبلغ 4000-5000 درجة.

تظهر لنا لمحة لخريطة العالم القارات وكأنها قطعا في لغز تركيب الصورة يمكن لطفل أن يقوم بتركيبها دون صعوبات. فمثلا يتناسب الانتفاخ في الساحل الشرقي لأمريكا الجنوبية مع الفراغ في غرب أفريقيا. وقد قاد هذا العالِم الأسترالي ألفريد ويجينر (Alfred Wegener) أن يطرح فكرة أن القارات كانت يوما متحدة ثم انفصلت وتباعدت. وقد سفهت أفكاره لسنوات عدة لكن مبدأ الانجراف القاري أصبح مقبولا قبل سنوات وأدى إلى ظهور علم الصفائح التكتونية الذي يشرح آلية هذه الحركة.

يُقسَّم الغلاف الصخري للأرض (القشرة والطبقة العليا من الوشاح) بشكل واضح إلى صفائح. عندما تتباعد الصفائح ترتفع المواد الساخنة من الوشاح لتُكوِّن طبقة من القشرة المحيطية. وعندما تتصادم صفيحتان، قد تنضغط إحداها تحت الأخرى فيما يسمى بالاندساس أو قد تنثنيان مكونتين سلسلة جبال. وتكون مناطق التقاء الصفائح التكتونية أكثر عرضة للزلازل والنشاط البركاني، كما أن موجات الزلازل هي مصدر معظم معلوماتنا عن التكوين الداخلي للأرض.

تسمى النقطة على سطح الأرض التي تقع فوق منشأ (أو مركز) الزلزال مباشرة المركز السطحي للزلزال. هناك عدة أنواع من الموجات في الأرض، أولها P أو الموجات الأولية، وهي موجات تَضاغُط ويطلق عليها موجات “دفع”، هناك أيضا موجات S أو الموجات الثانوية والتي تسمى بالهزات ويمكن تشبيهها بالموجات العرضية التي تظهر في السجادة إذا تم هزها من أحد طرفيها، لكنها بالتأكيد أشد تدميرا. وأخيرا هناك موجات L أو الموجات الطولية والتي تنتقل حول سطح الأرض. وتنتقل موجاتP عبر السوائل لكن موجات S لا يمكنها ذلك، و قد تمكنا من حساب حجم اللب السائل للأرض عن طريق دراسة كيفية انتقالها عبر الأرض.

وإذا كانت الزلازل مدمرة فإن البراكين مدمرة بالمثل، إذ يحتوي الوشاح تحت القشرة على الماجما (الصهارة) وهي صخور منصهرة ملتهبة، وعند أي نقطة ضعيفة في القشرة تشق الصهارة طريقها مكونة بركانا، وعندما تصل إلى السطح فإنها تبرد وتتجمد مكونة اللافا (الحمم)، وربما تكون هاواي أبرز مثال على النشاط البركاني المتواصل، فعلى الجزيرة الرئيسية يوجد بركانان درعيان، ماونا كيا و ماونا لوا، وهما أطول من إيفرست إلا أنهما لا يرتفعان فوق سطح البحر قدر ما يرتفع لأنهما بدلا من الارتفاع فوق سطح الأرض فإن جذورهما تصل عميقا في قاع المحيط. ولأن القشرة مستمرة في السباحة فوق الوشاح فإن ماونا كيا قد تحرك بعيدا عن “البقعة الساخنة” وأصبح خامدا، أو أننا نرجو ذلك على الأقل لأن أحد المراصد العالمية الهامة مبنيا على قمته. أما ماونا لوا فيقع حاليا فوق “البقعة الساخنة” وبالتالي فهو نشط جدا رغم أنه مع الوقت سيتحرك كذلك بعيدا وسيتوقف عن الهيجان.

هناك براكين أخرى، كبركان فيزوف في إيطاليا، ذات شكل مخروطي. تشق الصهارة طريقها إلى الأعلى خارجة من إحدى الفتحات، وإذا كانت تلك الفتحة مغلقة يتزايد الضغط حتى يحدث انفجار عنيف كما حدث عام 79 م عندما دمرت بلدتا بومباي و هيركولانيم الرومانيتان. وقد كانت هناك انفجارات بركانية مدمرة في الماضي، من أقربها انفجار بركان جبل بيناتوبو في الفلبين و الذي قذف كميات هائلة من الرماد والغبار في طبقات الجو العليا عام 1991. ويقع أبعد البراكين النشطة جنوبا وهو جبل أيريبوس في أنتاركتيكا.

ليست الأرض هي الكوكب الوحيد الذي يحتوي على براكين في المنظومة الشمسية فهناك انفجارات بركانية مستمرة على آيو، أحد اقمار المشتري، ومن المحتمل أن هناك براكين نشطة على الزهرة كما لا يمكننا التأكد أن كل براكين المريخ قد خمدت. ورغم ذلك، لا يبدو أن الصفائح التكتونية تعمل بنفس الطريقة التي تعمل بها على أي كوكب أو قمر آخر مثلما تعمل على الأرض. وبالتالي وبناء على معرفتنا تعتبر الأرض من هذه الناحية فريدة من نوعها.