الطبيعة

مكونات القشرة الأرضية والعمليات المؤثرة فيها

ما هي قشرة الأرض 

تشكل القشرة الخارجية لنواة الكوكب، وتقع فوق الوشاح، وهي جزء من الغلاف الصخري وتتألف من صفائح تكتونية توفر منصة لتشكل الأرض.

تشكلت قشرة الأرض منذ حوالي 4.6 مليار سنة، وتجمدت بعد أن تجمد الكوكب نفسه، وتأثرت بشدة بضربات الكويكبات وكانت رقيقة جدًا في الأصل، وتشكل قشرة الأرض حوالي 1٪ من حجم الأرض.

مكونات قشرة الأرض 

العناصر الكيميائية الأكثر شيوعًا في القشرة هي الأكسجين (46.6٪) والسيليكون (27.7٪) والألومنيوم (8.1٪) والحديد (5.0٪) والكالسيوم (3.6٪) والبوتاسيوم (2.8٪) والصوديوم (2.6٪) والمغنيسيوم (2.1٪) .

تختلف هذه الأرقام بين الدراسات المختلفة ولا يمكننا معرفة ذلك بالتحديد. ويتم تقدير التركيب الكيميائي للقشرة بناء على نسب الصخور المختلفة الموجودة فيها وتركيبها المتوسط

نحن نفهم بشكل محدود لأن متوسط سماكة قشرة الأرض يتجاوز 40 كيلومترًا، ولكن لا يوجد لدينا طريقة لأخذ عينات مباشرة منها، حيث يصل عمق المناجم الأعمق إلى 4 كيلومترات فقط، وحفرة الحفر الأعمق تبلغ عمق 12 كيلومترًا. وفيما يلي شرح لبعض مكونات قشرة الأرض مع توضيح النسب التقريبية لها:

عنصر نسبة الكتلة المعادن الشائعة
الأكسجين 46.6 الأكسجين متوفر بكميات كبيرة في القشرة، وهو ذو قدرة تفاعلية عالية، بينما يفتقر الجزء الصغير من المعادن إلى الأكسجين.
السيليكون 27.7

يحتوي السيليكون على العديد من المعادن المعروفة بإسم السيليكات، وأكثر من 90٪ من قشرة الأرض تتكون من معادن السيليكات.

ويعد السيليكون والأكسجين أكثر عنصرين كيميائيين شيوعًا في القشرة ويصادف أيضًا أن يعجب كل منهما الآخر كثيرًا، ويُعرف أكسيد السيليكون النقي باسم الكوارتز المعدني الذي يشكل 12٪ من القشرة الأرضية، ولا يوجد معدن واحد شائع غير سيليكات يحتوي على السيليكون، فالسيليكون يتحد دائمًا مع الأكسجين.

الألومنيوم 8.1 ينتشر الألومنيوم بكثرة في معادن السيليكات (الفلسبار، معادن الطين، الميكا)، وتعتبر هيدروكسيدات الألومنيوم (بوهميت، دياسبور، جيبسيت) مهمة اقتصاديا مثل معادن خام الألومنيوم، ولذلك فإن قشرة الأرض تحمل أهمية كبيرة
حديد 5.0

الحديد هو عنصر شائع في العديد من المعادن ، والمعادن التي تحتوي على نسبة عالية من الحديد تشمل البيروكسين والأمفيبولات والزبرجد الزيتوني والبيوتايت الميكا الأسود والعقيق ، وغيرها.

يُعَدُّ الحديد أحد العناصر الرئيسية في الصخور الرسوبية، وهو مماثل للألومنيوم الذي يصعب تذويبه ونقله بالماء. ويتواجد الحديد بكثرة في تربة اللاتيريت ويشكل المعدن الهيماتيت، وهو أكسيد الحديد الذي يمنح الصخور لونًا بنيًا محمرًا، ويُستخدَم الهيماتيت في صباغة العديد من المعادن والصخور باللون الأحمر.

يُعد أكسيد الحديد الأسود معدنًا ثانويًا شائعًا في الصخور المتحولة والبركانية، وأما بيريت كبريتيد الحديد فهو أكثر معادن الكبريتيد شيوعًا.

يتواجد الحديد في المعادن الكربونات (سيديريت، أنكيريت)، والمعادن الطينية (جلوكونيت، كلوريت)

الحديد هو عنصر ذو لون قوي، يعطي معادنه المضافة لونًا داكنًا، ولذلك فإن معظم البيروكسينات والأمفيبولات سوداء اللون.

العمليات المؤثرة في تركيب قشرة الأرض 

على الرغم من اعتقادنا أن الأرض ثابتة، إلا أنها في الواقع كوكب ديناميكي ومتغير باستمرار، حيث يؤدي تأثير الرياح والمياه والجليد إلى تآكل وتشكيل الأرض، وتؤدي النشاطات البركانية والزلازل إلى تغيير المناظر الطبيعية بشكل درامي وعنيف في كثير من الأحيان، وعلى مر الزمن، تعيد حركة صفائح الأرض تشكيل المحيطات والقارات ببطء

تؤثر كل من هذه العمليات على تغيير تركيب القشرة الأرضية، وسنناقش كل منها بالتفصيل فيما يلي:

  • التعرية

تعتبر الرياح والماء والجليد العوامل الثلاثة التي تؤدي إلى تعرية الصخور والرواسب والتربة، ويتميز التآكل بتحلل العناصر الفيزيائية أو الكيميائية في المعادن الموجودة في الصخور. وعلى الرغم من ذلك، يمكن أن يحدث التجوية والتآكل في وقت واحد.

التعرية عملية طبيعية على الرغم من أنها غالبًا ما تزداد عن طريق استخدام البشر للأرض، وغالبًا ما تؤدي إزالة الغابات والرعي الجائر والبناء وبناء الطرق إلى تعريض التربة والرواسب إلى زيادة التعرية، يؤدي التعرية المفرطة إلى فقدان التربة وتلف النظام البيئي وتراكم الرواسب في مصادر المياه ويؤثر في تركيب القشرة الأرضية.

  • الجليدية

تتآكل الأنهار الجليدية أساسا من خلال النتف والتآكل، يحدث النتف عندما يتدفق نهر جليدي فوق صخرة الأساس، مما يؤدي إلى تليين ورفع كتل الصخور التي يتم جلبها إلى الجليد

الضغط الشديد عند قاعدة النهر الجليدي يؤدي إلى ذوبان جزء من الجليد، مما ينتج طبقة رقيقة من الماء تحت الجليد. يتدفق هذا الماء إلى الشقوق في صخرة الأساس عند تجمده، ويعمل الجليد كرافعة لرفع الصخور. وهكذا يتم دمج الصخور المكسورة في تدفق النهر الجليدي وحملها أثناء تحرك النهر الجليدي ببطء

يحدث التآكل عندما تعمل شظايا الجليد والصخور في النهر الجليدي بمثابة ورق صنفرة، مما يؤدي إلى تكسير الصخور وتحويلها إلى دقيق صخري ناعم الحبيبات وتنعيم الصخور الموجودة بالأسفل، تيارات المياه الذائبة للعديد من الأنهار الجليدية تكون رمادية اللون بسبب الكميات الكبيرة من الطحين الصخري وهذا بدوره يؤثر على القشرة الأرضية.

  • البراكين 

البركان هو ببساطة منطقة حيث تصل الصخور المنصهرة من قاع الأرض إلى سطحها لتصبح حمما بركانية. وتحدث معظم البراكين عند حدود الصفائح حيث تتحرك صفيحتان بعيدا عن بعضهما البعض أو تتقاربان. وبعض البراكين مثل جزر هاواي تتكون من بقع ساخنة أو نقاط ضعيفة في القشرة الأرضية حيث تتسرب الصهارة إلى السطح وتؤثر على القشرة الأرضية وخصوصا المواد السيليكاتية.

  • الزلازل

غالبًا ما يحدث النشاط الزلزالي عند حدود الصفائح التكتونية، حيث تتحرك الصفائح ببطء وتلتصق حوافها الخشنة، ثم تنزلق فجأة مما يتسبب في حدوث الزلزال، وتعد الزلازل من العمليات الأساسية التي تؤثر على تكوين قشرة الأرض 

اكثر المعادن وفرة في قشرة الأرض

تتكون أكثر من 90٪ من قشرة الأرض من معادن السيليكات، وتشكل الفلسبار (بلاجيوجلاس (39٪) والفلدسبار القلوي (12٪)) معظم السيليكات الوفيرة.

تشمل المعادن السيليكات المشتركة الكوارتز (12٪) والبيروكسين (11٪) والأمفيبولات (5٪) والميكا (5٪) والمعادن الطينية (5٪).

تشكل بقية عائلة السيليكات 3٪ من القشرة، بينما تتكون 8٪ فقط من القشرة من مواد غير سيليكات مثل الكربونات والأكاسيد والكبريتيدات، وغيرها.

أكثر أنواع الصخور وفرة في قشرة الأرض 

ما يقرب من ثلاثة أرباع القشرة الأرضية مغطاة بالصخور الرسوبية وكلها تقريبًا مغطاة برواسب فضفاضة (التربة والرمل وما إلى ذلك).

من المرجح أن نرى هذه المواد في كل مكان على السطح، ولكن من المهم فهم أنها لا تشكل سوى 8٪ من الكتلة الكلية للقشرة.

بعد الدفن، تتماسك الرواسب مع الصخور الرسوبية، حيث يتحول الرمل إلى حجر رملي، والطين الجيري إلى حجر جيري، وتبقى الصخور الرسوبية مستقرة في الأجزاء العلوية من القشرة الأرضية.

يؤدي الضغط العالي ودرجة الحرارة في الأجزاء العميقة إلى تحويل المعادن إلى صخور متحولة مختلفة (تتبلور المعادن)، ويتكون الجزء الأكبر من القشرة القارية من هذه الصخور المتحولة.

والصخور البركانية شائعة أيضًا على السطح في المناطق النشطة بركانيًا ولكنها تحدث أيضًا في عمق القشرة كجرانيت (في الغالب).

تتكون الرواسب الهامة من الرمل والطين والطين الرملي (خليط رطب من الطين والرمل الناعم) وطين الجير، وتشمل الصخور الرسوبية الشائعة الحجر الجيري (2٪ من القشرة من حيث الحجم) والحجر الرملي (1.7٪) والحجر الطيني (4.2٪).

تُعَدُّ الرواسب الكيميائية مثل الهاليت والجبس مهمة أيضًا، ولكن يتضح أن حجمها الإجمالي يقل عن 1% من حجم القشرة.

الصخور البركانية المهمة هي الجرانيت والجرانوديوريت والجابرو والبازلت والديوريت والأنديسايت، ومن الصعب جدا تحديد النسبة المئوية لهذه الصخور

تُعدُّ الصخور المتحولة المهمة معادلاتٍ متحولةً لصخور رسوبية وبركانية واسعة الانتشار.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى