نبذة عن القشرة الأرضية
ظهرت القشرة الأرضية المبكرة قبل حوالي 4.5 مليار سنة ، بعد مراحل متأخرة من تراكم الكواكب ، وهناك ثلاث نظريات رئيسية حول تكوين قشرة الأرض ، وهي التراكم غير المتجانس أو غير المتجانس لنموذج الأرض ، ونموذج التأثير والنموذج الأرضي.
والطبقة الخارجية للأرض هي القشرة، وهي الطبقة الأكثر رقة وبساطة التي تشكل الكوكب. تتألف القشرة من هيكل ديناميكي وتعتبر إحدى الطبقات التي تشكل الكرة الأرضية الزرقاء الباهتة. يشير الاصطلاح “القشرة” إلى الطبقة الكيميائية التي تحتوي على تركيبات كيميائية متنوعة. هناك نوعان رئيسيان من القشرة، القشرة المحيطية والقشرة القارية، وهما مختلفان في الخصائص. تعتبر القشرة واحدة من خمس طبقات كيميائية للأرض، وتمييزها يعكس الخصائص الكيميائية الفريدة لكل طبقة. إلى جانب القشرة، هناك الوشاح العلوي.
أهمية وجود قشرة الأرض
- تشير الأبحاث الجديدة بشكل متزايد إلى أن التغيرات الكبرى التي تطرأ على سطح الأرض تلعب دورا حيويا في الحياة على هذا الكوكب، حيث أوضح العلماء أن وجود قشرة خارجية متحركة ومتغيرة على كوكبنا يمكن أن يكون السبب في تنوع الحياة الوفيرة عليه.
- الصفائح التكتونية المكونة للقشرة تعتبر مفتاحًا رئيسيًا لفهم كوكبنا وقابليته للحياة، وجعله كوكبًا صالحًا للسكن، ثم أنها السبب في الحفاظ على الحياة عليه لمليارات السنين، كما أوضح العلماء أن الصفائح التكتونية هي التي تعدل غلافنا الجوي في أطول فترات زمنية، وهي مهمة للاحتفاظ بالمياه وإبقاء الكوكب دافئًا.
- ربط علماء الجيولوجيا وعلماء الأحياء الفلكية حركة الصفائح التكتونية بالغلاف الجوي للأرض وإعادة تدوير قشرة الأرض، وتوصلت أبحاث أخرى إلى أنه إذا لم يكن هناك اصطدام بين الصخور وانغمارها، بسبب حركة الصفائح التكتونية، فقد يكون قاع البحر خاليا من الحياة وجامدا، ويعتقد بعض الباحثين أنه بدون حركة القارات، ربما لم تكن الحياة قد تطورت إلى الأشكال المعقدة التي نراها اليوم.
- بينما تكون القشرة فقط الطبقة السطحية للأرض، فإنها في الواقع شيء دينامي ورائع يمكن التعرف عليه. يبدو أنها غطاء صلب غير قابل للتغيير من الصخور على كوكبنا، لكنها في الحقيقة تشكل مجموعة من الصفائح الصخرية العملاقة ذات التكوين غير المتجانس التي تطفو فوق محيط هائل من الصهارة، وهي الوشاح الخارجي. منذ بدايتها كصدفة ساخنة هامدة تغطي كوكبنا، وصولا إلى حالتها الحالية كوطن لجميع أشكال الحياة على الأرض، تغيرت القشرة كثيرا على مر الزمن الجيولوجي، وما زالت تتطور حتى اليوم. ومن الحسن حظنا أن الأرض لديها التركيب الكيميائي المثالي لتكوين قشرة مناسبة للحياة. وكل هذا وفقا للقوانين الفيزيائية التي تحكم تشكيل القشرة والصخور.
أنواع القشرة المكونة لطبقة الأرض
تحتوي الأرض على قشرة رقيقة من السيليكات، والتي تشكل 1٪ من حجم الأرض، وهو المكون العلوي للغلاف الصخري ويطفو على قمة الوشاح العلوي، وتختلف سماكة القشرة وفقًا لقانون التساوي وفقًا لنموذج أريي تستجيب القشرة للتغيرات الطبوغرافية (الأحمال أو التفريغ) عن طريق تغيير سمكها كتعويض، وبالتالي تميل نحو التوازن، وتكون القشرة أكثر سمكًا تحت سلاسل الجبال وأرقها تحت التلال الوسطى.
وهناك نوعان رئيسيان من القشرة:
- القشرة القارية (تحت القارات)
- القشرة المحيطية (التي تقع تحت أحواض المحيط) هي الأكثر كثافة ورقة، والأكثر رقة، ولكن كلاهما أقل كثافة من القشرة القارية. حوالي 35٪ من القشرة الأرضية قارية، بينما 65٪ أخرى محيطية. وعلى العكس من القشرة القارية، فإن القشرة المحيطية لا تحتوي على مناطق جرانيتية، ولكن من المحتمل أن يكون الوشاح الذي يوجد تحت القشرة المحيطية أكثر غنى بالعناصر المشعة من الوشاح الموجود تحت القشرة القارية. وتؤدي مواقع مصادر الحرارة والتوصيل الحراري إلى تغييرات في درجات الحرارة في أنواع القشرة المختلفة.
داخل الغلاف القاري يوجد أربعة طبقات، وهي الطبقات العليا والوسطى والسفلى والأدنى
- تكون الطبقة الأولى بشكل أساسي من الصخور الرسوبية والصخور البركانية، وتكون سرعة الموجة P في هذه الطبقة أقل من 5.7 كم / ثانية.
- تتكون الطبقة الثانية أساسا من البلوتونيوم الصخري والصخور المتحولة (منخفضة المستوى)، وتتراوح سرعة الأمواج الصوتية P في هذه الطبقة بين 5.7 و 6.4 كم / ث.
- تتكون الطبقة الثالثة بشكل أساسي من تراكم جبري، وتتراوح سرعات الموجة P في هذه الطبقة بين 6.4 و7.1 كم/ثانية.
- عادة ما تكون الطبقة الرابعة رقيقة أو مفقودة، وتتراوح سرعة الموجة P في هذه الطبقة بين 7.1 و 7.6 كم / ثانية، وهذا يساعدنا على فهم مكونات القشرة الأرضية والعمليات المؤثرة فيها
عناصر القشرة الأرضية
تتكون المعادن والصخور التي تشكل القشرة الأرضية نتيجة للنشاط الجيولوجي وحركة الصفائح التكتونية، وتحتوي المعادن على تركيبة كيميائية محددة، بينما تتألف الصخور من معادن وليس لها تركيبة كيميائية محددة، ويمكن تصنيف الصخور إلى ثلاثة أنواع رئيسية وهي: النارية والرسوبية والمتحولة.
تتشكل الصخور النارية عن طريق تبلور الصهارة أو الحمم البركانية، وتتشكل الصخور الرسوبية من التحجيم، بينما تتكون الصخور المتحولة من الصخور النارية والرسوبية التي خضعت لدرجات حرارة عالية وضغوط وإجهاد ونشاط سائل، تضمن دورة الصخور أن هذه الصخور تتجدد باستمرار وإعادة تدويرها على قشرة الأرض.
هناك أكثر من 3000 نوع معروف من المعادن في قشرة الأرض. تتألف الأنواع الشائعة فقط من حوالي 20 نوعا، وثمانية منها تشكل 99٪ من المعادن في القشرة. جميعها مركبات سيليكونية تعرف أيضا باسم معادن الصخور. ومن بين المركبات السيليكونية، يعتبر الفلسبار الأكثر وفرة والأكثر تواجدا في القشرة، بالإضافة إلى البلاجيوجلاز كونه الجزء الأكبر. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر الأكسجين والسيليكون العنصرين الأكثر شيوعا في القشرة.
حركة القشرة الأرضية
يشير مصطلح `حركة القشرة` إلى التطور التدريجي للقشرة الأرضية مع مرور الوقت، وينقسم التطور الجيومورفولوجي إلى فئتين رئيسيتين: العمليات الذاتية التي تنشأ داخل الأرض بفعل القوى الداخلية، والعمليات الخارجية التي تنتج عن قوى من فوق أو على سطح الكوكب.
يحدث تحول القشرة القارية إلى قشرة محيطية بشكل دوري وديناميكي، حيث يتم تدمير القشرة القديمة عند الحدود الضيقة ويتم تشكيل قشرة جديدة عند الحدود الواسعة. عند حدوث تصدع لأول مرة عند الحدود الواسعة، يتغير نظام القشرة الأرضية بسبب درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تكون الصدع.
يعتبر اندماج منطقة السرعة المنخفضة في الجزء العلوي من القشرة الآلية الرئيسية التي تتغاضى عن بداية توهين القشرة، والصهارة الدخيلة، التي تنشأ من الوشاح تحت الصدع، تعدل الطبقات الوسطى والسفلية من القشرة الأرضية، ومع استمرار العملية، تتشكل قشرة “محيطية زائفة” ذات تركيبة كيميائية وسيطة، وقبل إنشاء القشرة المحيطية الجديدة، تختفي القشرة الوسيطة تمامًا، ويتم تعديل الطبقة السفلية من القشرة بشكل حاسم بواسطة نوبات الصهارة من مصادر الوشاح، ثم يتم إنتاج قشرة محيطية جديدة من التلال وتنتشر من مركز الانتشار باتجاه منطقة الاندساس حيث يتم تدمير القشرة في النهاية، وتعود مكونات القشرة إلى القشرة العلوية بأشكال مختلفة مثل الاختراقات النارية وتساهم في تكوين قشرة قارية جديدة، وتعتبر تلك الظواهر المختلفة التي تحدث تساهم في تطور القشرة.
تطور القشرة الأرضية
يعتبر أفضل مثال على تطور القشرة بسبب العمليات الداخلية هو النشاط البركاني، حيث تترسب المواد من الوشاح أو القشرة العميقة على السطح حيث تساهم في تجديد سطح القشرة بصخور نارية وأشكال أرضية جديدة، في بعض الأماكن تكون القشرة أضعف مثل على طول حدود الصفائح، حيث تشق الصهارة طريقها عبر الصخور، مما يؤدي إلى قذف الصخور وإطلاق الضغط، وهذا هو السبب في أن النشاط البركاني يميل إلى الحدوث بالقرب من حدود الصفائح التكتونية، على سبيل المثال، حلقة المحيط الهادئ من النار .
يحدد هذا البند نوع التضاريس البركانية التي تم إنشاؤها عن طريق تحديد تكوين وأصل الحمم البركانية، كما يوضح أشكال التضاريس الأرضية المختلفة التي يتم إنشاؤها بفعل تشكيل الحمم البركانية السائلة، ومع ذلك، في الحالات التي لا يتم فيها اختراق الصهارة السطح، فإن الصهارة يمكن أن تتصلب في الأبواق أو غرف الصهارة لتشكل صخورا جوفية أو صخرية، ويتم تآكل الصخور اللينة المحيطة بها مع مرور الوقت لتكشف عن الصخور الجوفية الأكثر صلابة تحتها، مما يؤدي إلى إنشاء أشكال أرضية مثل البلوتونات والحثات والسدود والعتبات والحجارة الصغيرة والرقاب البركانية.
تعتبر الظروف الجوية والمناخ من العوامل الرئيسية في تشكل القشرة الأرضية، وبالرغم من تعقيد معايير المناخ وعدم فهمها تماما، فإن تأثيرها يمكن ملاحظته على نطاق واسع، ويمكن مشاهدة هذه العمليات بأشكال مختلفة، مثل تآكل الصخور اللينة التي تعرض أحجار الباثوليث للتلف، أو نحت جراند كانيون، أو ترسيب الرواسب من خلال عمليات الأنهار لتشكيل دلتا الأنهار.