نبذة عن القشرة الأرضية
ظهرت القشرة الأرضية المبكرة منذ حوالي 4.5 مليار سنة، بعد المراحل المتأخرة من تراكم الكواكب، وهناك ثلاث نظريات رئيسية حول تكوين قشرة الأرض، وهما التراكم غير المتجانس أو غير المتجانس لنموذج الأرض، ونموذج التأثير و النموذج الأرضي.
وقشرة الأرض
هي الطبقة الأكثر نحافة والأكثر بدائية التي تتكون منها الأرض، القشرة عبارة عن هيكل ديناميكي وهي إحدى الطبقات التي تشكل نقطتنا الزرقاء الباهتة، حيث يشار إلى القشرة على أنها طبقة كيميائية ذات تركيبات كيميائية مختلفة، وهناك نوعان رئيسيان من القشرة هما القشرة المحيطية والقشرة القارية، وهما مختلفان عن بعضهما البعض، والقشرة هي واحدة من خمس طبقات كيميائية للأرض ويتم تمييزها لإظهار الخصائص الكيميائية المميزة التي تحدث في كل طبقة، قشرة الأرض، إلى جانب الوشاح العلوي.
أهمية وجود قشرة الأرض
-
تظهر الأبحاث الجديدة بشكل متزايد أن التحولات العملاقة في سطح الأرض تلعب دورًا حيويًا في
الحياة
على هذا الكوكب، حيث أوضح العلماء أن إحتواء كوكبنا على قشرة خارجية متحركة ومتحولة قد يكون هو السبب في أن الأرض نابضة بالحياة للغاية. - 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 تجبر الصفائح التكتونية قطعًا كبيرة من الصخور على الغوص تحت بعضها البعض والعودة إلى الأرض، فقد يكون قاع
البحر
جامدًا وخاليًا من الحياة، ويعتقد بعض الباحثين أنه بدون حركة القارات، ربما لم تكن الحياة قد تطورت إلى الأشكال المعقدة التي نراها اليوم. - في حين أن القشرة قد تتكون فقط من الطبقة السطحية للأرض، فإنها حقًا شيء ديناميكي ورائع يمكن التعرف عليه، يبدو ظاهريًا أنه غطاء صلب غير قابل للتغيير من الصخور على عالمنا، فهو في الواقع عبارة عن مجموعة من الصفائح الصخرية العملاقة ذات التكوين غير المتجانس التي تطفو على محيط هائل من الصهارة التي هي الوشاح الخارجي، منذ نشأتها المبكرة كصدفة ساخنة هامدة تغطي كوكبنا إلى حالتها الحالية باعتبارها موطنًا لجميع أشكال الحياة على الأرض، فقد تغيرت كثيرًا على مدار النطاق الزمني الجيولوجي لتاريخ الأرض ولا تزال تتطور حتى يومنا هذا، ومن حسن الحظ أن الأرض لها التركيب الكيميائي المثالي لتشكيل قشرة مناسبة لوجود أشكال الحياة، وكل ذلك وفقًا للقوانين الفيزيائية التي تحكم تكوين العوالم.
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) وهي أكثر كثافة ونحافة ولكن كلاهما أقل كثافة من الوشاح، وما يقرب من 35٪ من القشرة الأرضية قارية، بينما 65٪ أخرى محيطية، على عكس القشرة القارية، لا تحتوي القشرة المحيطية على منطقة جرانيتية ، ولكن من المحتمل أن يكون الوشاح الموجود أسفل القشرة المحيطية أكثر ثراءً في العناصر المشعة من الوشاح الموجود أسفل القشرة القارية، وتؤدي المواقع المختلفة لمصادر الحرارة والتوصيل الحراري للقشرة إلى تغيرات في درجات الحرارة في أنواع القشرة المختلفة.
داخل القشرة القارية
هناك أربع طبقات،
وهم الطبقات العليا والوسطى والسفلى والأدنى:
-
تتكون الطبقة الأولى
بشكل أساسي من الصخور الرسوبية والصخور البركانية، وتكون سرعات الموجة P في هذه الطبقة أقل من 5.7 كم / ثانية. -
وتتكون الطبقة الثانية
بشكل أساسي من بلوتونات صخرية وصخور متحولة (درجة منخفضة)، وتتراوح سرعات الموجة P في هذه الطبقة بين 5.7 و 6.4 كم / ث. -
وتتكون الطبقة الثالثة
بشكل أساسي من تراكم جبري، وتتراوح سرعات الموجة P في هذه الطبقة من 6.4 إلى 7.1 كم / ثانية. -
عادة ما تكون الطبقة الرابعة رقيقة أو مفقودة
، وتتراوح سرعات الموجة P في هذه الطبقة بين 7.1 و 7.6 كم / ثانية وبذلك نكون تعرفنا علىا
مكونات القشرة الأرضية والعمليات المؤثرة فيها
.
[1]
عناصر القشرة الأرضية
المعادن والصخور التي تشكل القشرة الأرضية هي نتائج النشاط الجيولوجي والكثافة وحركة الصفائح التكتونية،
المعادن
لها تركيبة كيميائية محددة، في حين أن الصخور تتكون من معادن وليس لها تركيبة كيميائية محددة، وتعتبر الأنواع الثلاثة الرئيسية للصخور: 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 معدن معروف يكون قشرة الارض من بينها، هناك حوالي 20 فقط شائعة، وثمانية منها تشكل 99٪ من المعادن في القشرة، كلهم سيليكات ويطلق عليهم أيضًا المعادن المكونة للصخور، ومن بين السيليكات، الفلسبار وهو الأكثر وفرة مع بلاجيوجلاز كونه الجزء الأكبر، كما يعتبر أيضا الأكسجين والسيليكون هما أكثر العناصر شيوعًا في القشرة.
حركة القشرة الأرضية
يشير مصطلح حركة القشرة إلى التطور التدريجي للقشرة بمرور الوقت، وينقسم التطور الجيومورفولوجي الهام لقشرة الأرض إلى فئتين رئيسيتين: العمليات الذاتية من القوى التي تنشأ داخل الأرض والعمليات الخارجية التي تنتج عن قوى من فوق أو على سطح الكوكب.
تتحول القشرة القارية إلى قشرة محيطية في عملية دورية وديناميكية، حيث يتم تدمير القشرة القديمة عند حدود متقاربة، يتم تكوين قشرة جديدة عند حدود متباينة، عندما يحدث التصدع لأول مرة عند حدود متباينة، يتحول نظام القشرة الأرضية بسبب درجة الحرارة، ويتشكل 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 تكوين وأصل الحمم البركانية نوع التضاريس البركانية التي تم إنشاؤها، مع المزيد من هياكل تشكيل الحمم البركانية السائلة، ومع ذلك، في الحالات التي لا تخترق فيها الصهارة السطح، قد تتصلب الصهارة في الأبواق أو غرف الصهارة لتشكل صخورًا متطفلة أو صخرية، بمرور الوقت، تتآكل الصخور اللينة المحيطة بها، لتكشف عن الصخور الجوفية الأكثر صلابة تحتها، مما يخلق أشكالًا أرضية مثل البلوتونات، والحُثَات، والسدود، والعتبات، والحجارة الصغيرة، والرقاب البركانية.
يعتبر المناخ والظروف الجوية أيضًا من العوامل الرئيسية في التطور المستمر للقشرة، وفي حين أن
المعايير
التي تتحكم في المناخ معقدة وغير مفهومة تمامًا، يمكن رؤية آثارها على نطاق واسع، ويمكن ملاحظة هذه العمليات بأشكال عديدة، مثل تعرض أحجار الباثوليث عن طريق تآكل الصخور اللينة، ونحت جراند كانيون أو ترسب الرواسب عن طريق العمليات النهرية لتكوين دلتا الأنهار.[2]