صفحة ١٦٤
انظر إلى بداية الدرس المعنون بـ صفائح الأرض المتحركة. إذا قدم لك شخص هدية مغلفة، يمكنك معرفة ما بداخلها دون أن تفتحها عبر رجها أو وزنها، وبالمثل يستخدم الجيولوجيون الملاحظات غير المباشرة مثل دراسة الزلازل لمعرفة ما في باطن الأرض لأن الوصول إلى المركز مستحيل لارتفاع الحرارة والضغط. انظر إلى الشكل ١ الذي يبين كيف تنقل الأمواج الطاقة عبر الماء أو عبر الفراغ، فعندما ترطم حجراً بماء ساكن تشاهد أمواجاً تحمل جزءاً من الطاقة الحركية بعيداً عن الارتطام، وتعتمد سرعة الموجات الزلزالية على كثافة وطبيعة الوسط الذي تنقل عبره.
صفحة ١٦٥
تنتقل الموجات الزلزالية في المواد الصلبة والسائلة والغازية، وتعمل على تضاغاز جسيمات الصخور وتخلخلها في نفس اتجاه حكتها في الأمواج الأولية، بينما تنتقل الأمواج الثانوية في المواد الصلبة فقط وتسبب تحريك جسيمات الصخر عمودياً على اتجاه حركتها، وأما الأمواج السطحية فهي أبطأ الأنواع الثلاثة وتنتقل فقط على سطح الأرض. انظر إلى الشكل ٢ الذي يقارن تركيب باطن الأرض بتركيب ثمرة الخوخ، حيث تتألف القشرة من قشرة رقيقة تغلف الجزء السميك الذي تأكله، ويلي ذلك فجوة كبيرة تغلف البذرة. اللب الداخلي يشبه لب الأرض الفجوة والبذرة في ثمرة الخوخ وقد تم تقسيمه إلى جزأين مختلفين أحدهما سائل والآخر صلب يسمى النطاق الواقع في مركز الأرض باللب الداخلي وهو صلب يتميز بكثافة مرتفعة بسبب الضغط المرتفع وحرارة تصل إلى حوالي 5000 درجة سيلزيوس.
صفحة ١٦٦
الستار هي الطبقة الموجودة في باطن الأرض وتەلو اللب الخارجي، وهي تشبه الجزء الرطب الذي تأكله في نموذج حبة الخوخ، ويعد الستار النطاق الأكبر في باطن الأرض، وعلى الرغم من كونه صلباً إلا أنه يتحرك ببطء شديد كالمعجون. انظر إلى القشرة وهي النطاق الخارجي من الأرض وهي تشبه القشرة الرقيقة في نموذج ثمرة الخوخ، وبمقارنة سمك القشرة بسمك باقي النطاقات فإنها تبدو رقيقة وغير منتظمة السمك إذ يقل سمكها تحت المحيطات ويزداد في القارات. انظر إلى الشكل ٣ الذي يوضح بنية الأرض المكونة من أربعة نطاقات رئيسية وهي اللب الداخلي، واللب الخارجي، والستار، والقشرة الأرضية، ويوضح أيضاً تغير درجة الحرارة والضغط مع العمق.
صفحة ١٦٧
انظر إلى الشكل ٤ الذي يوضح حواف الصفائح الأرضية القابلة للانطباق بعضها على بعض مثل لعبة الصورة المجزأة، حيث يتجزأ الغلاف الصخري إلى ٣٠ قطعة أو صفيحة أرضية تحرك فوق الغلاف اللدن الذي يعد جزءاً من الستار، وتختلف الصفائح الرئيسية في الحجم والشكل كما هو مبين في الخريطة. تحرك صفائح الأرض حركة بطيئة بحيث تزحف الصفيحة مسافة بضعة سنتيمترات في السنة الواحدة، وهذا يعني أن هيئة الصفائح ليست ثابتة أو مستقرة، وأن شكلها وحجمها في الماضي مختلف عن شكلها الحالي، وتستخدم حالياً أشعة الليزر وصور الأقمار الاصطناعية لقياس الحركة الصغيرة للصفائح.
صفحة ١٦٨
تسمى مناطق التقاء الصفائح معاً حدود الصفائح، وتؤدي حركتها الدائمة إلى توليد قوى تؤثر في سطح الأرض في مناطق الحدود بين الصفائح وفي بعض الحدود تكون هذه القوى كبيرة لدرجة تؤدي إلى تكون الجبال. وفي مناطق حدود أخرى تتكون حفر انهدام ذات نشاطات بركانية، وفي مناطق حدود ثالثة تتكون صدوع ضخمة. انظر إلى الشكل ٥ الذي يوضح الحركات المختلفة للصفائح، فالصفائح المتباعدة تتحرك نتيجة قوة الشد في اتجاهين متعاكسين، بينما الصفائح المتحركة جانبياً الانزلاقية تتسبب في وقوع الزلازل التي تستمد قدرتها التدميرية من التحرير المفاجئ للطاقة المختزنة في منطقة الحدود، والصفائح المتقاربة تؤدي القوى الناتجة عنها إلى تكوين جبال مثل جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية.
صفحة ١٦٩
انظر إلى الشكل ٦ الذي يوضح مراحل تكون الوديان الخسفية، فعندما تتباعد أجزاء القشرة بعضها عن بعض، تنزلق ألواح صخرية كبيرة أسفل مكونة نطاق انهدام، ومع تباعد أجزاء القشرة تندفع الصهار أثناء حركتها من القشرة الأرضية إلى أعلى مسببة شققات في أجزائها الصلبة، وإذا استمر التباعد اتصل الحوض الخسفي بشاطئ بحر فإن المياه تتدفق إلى الحوض الخسفي، ومع مرور الزمن يتسع الفراغ المتكون بين الجزأين المتباعدين مكوناً محيطاً يتسع باستمرار، ويمتد الانهدام العظيم في شرق إفريقيا مسافة ٥٦٠٠ كم بشكل مواز لساحل إفريقيا الشرقي، ويمثل هذا الانهدام المرحلة الثانية من مراحل تكون المحيط الأربع.
صفحة ١٧٠
انظر إلى الشكل ٧ الذي يوضح أنواع التقاء الصفائح المتقاربة، فعندما تصطدم صفيحة قارية بصفيحة محيطية فإن الصفيحة المحيطية الأكثر كثافة تنزلق أسفل الصفيحة القارية مكونة البراكين، وعندما تقترب صفيحتان محيطيتان يسبب غطس الصفيحة الأعلى كثافة وستارها الأسفل تكوين أخاديد عميقة وتلوي مكونة سلاسل جبلية مثل الهمالايا وتتفق اللابة بجانب الأخاديد وتكون جزر. وإذا تصادمت صفيحتان قاريطان وكانت كثافتهما متساويتين وأقل من كثافة الستار الموجود تحت الصفائح، أدى هذا التصادم إلى اندفاع القشرة إلى أعلى وتحدبها، وينتج عن تصادم الصخور بهذا الشكل ضغط قوي يؤدي إلى طي الصخور في كلتا الصفيحتين وينتج عن ذلك تكون جبال.
صفحة ١٧١
انظر إلى الشكل ٨ الذي يوضح حركة صفيحتين متحاذيتين بمحاذاة الأخرى، فإن إحداهما تحك بالأخرى وتنشأ بينهما قوى قص، وينتج عن ذلك حركة مفاجئة تؤدي إلى حدوث الزلازل وتكون الصدوع. وعندما تقترب صفيحة محيطية مع صفيحة محيطية أو قارية، فإن الصفيحة الأكثر كثافة تنثني إلى أسفل الصفيحة الأخرى وتسمى هذه العملية غوص الصفائح. ولتفسير حركة الصفائح توجد نظريات تفسر ذلك مثل تيارات الحمل في الستار، وتتولد تيارات الحمل في أي مادة نتيجة لاختلاف كثافة قوامها بين مكان وآخر، وفي منطقة الستار يعود اختلاف الكثافات إلى التسخين غير المنتظم الذي يؤدي إلى حركة المواد بشكل دائري.
صفحة ١٧٢
انظر إلى الشكل ٩ الذي يوضح تضافر تيارات الحمل وقوة الدفع وقوة السحب لتحريك الصفائح. ومن أفضل الرحلات التي يرغب فيهما معظم الناس الرحلة إلى الجبال حيث توفر قممها المرتفعة مشاهد جميلة، وأعلى قمة جبلية على الأرض هي قمة إفرست في جبال الهمالايا والتي يبلغ ارتفاعها أكثر من ٨٨٠٠ متر فوق سطح البحر. ويوجد على الأرض أربعة أنواع من الجبال هي: الكتلة الصدعية، والمطوية، والناهضة، والبركانية، وكل نوع يتكون بطريقة مختلفة ويكون جبالاً تختلف في حجمها. ويمكن أن تكون الجبال وعرة ذات قمم عالية مكسوة بالثلج، أو تكون مستديرة مكسوة بالغابات وتحوي ودياناً صغيرة وجداول، وتعتمد وعورة الجبل على استمرار أو توقف عملية تكوينه.
صفحة ١٧٣
انظر إلى الشكل ١١ الذي يوضح نموذجاً لتكون الجبال الكتلة الصدعية، فإذا أَمْسَكْتَ قطعة حلوى بين يديك وبدأت بسحبها من كلتا الجهتين سوف تكون تشققات على سطحها، وبطريقة نفسها عندما تتعرض الصخور لقوى شد تتكون الصدوع، وتتميز الصخور السطحية في باطن الأرض بأنها هشة لذلك عند تعرضها لقوى شد فإن كتلاً كبيرة منها تتحرك على طول الصدوع وتنزلق إلى أسفل مكونة قمم ووديان جديدة. انظر إلى الشكل ١٢ الذي يوضح طريقاً مقصوصاً في المنطقة كشف صخوراً مطوية، وعند تعرض الصخور لضغط شديد تنثني ثم تتراكب بعضها فوق بعض لتشكل الجبال المطوية مثل جبال زاجروس.
صفحة ١٧٤
انظر إلى الشكل ١٤ الذي يوضح تشكل الجبال البركانية من تراكم اللابة والرماد البركاني عبر الزمن. عندما تدفق اللابة منصهرة ساخنة على سطح الأرض تتكون الجبال البركانية، ومع مرور الزمن يؤدي تراكم طبقات اللابة إلى تكون شكل مخروطي يسمى الجبل البركاني، ويعد الجبل الأبيض في المملكة العربية السعودية مثالاً على هذا النوع من الجبال، حيث تمثل قمته أحدث الفوهات البركانية في منطقة خيبر. وتتكون بعض الجبال البركانية عندما تغطس صفيحة محيطية داخل الستار في مناطق الغوص أسفل صفيحة أخرى، فتتنسهر صهارة كثافتها أقل من الصخور المجاورة لها فترتفع الصهارة ببطء حتى تصل إلى سطح الأرض.
صفحة ١٧٥
انظر إلى الشكل ١٥ الذي يوضح جزر هاواي البركانية، حيث يشكل ثوران البراكين تحت الماء جبالاً في قاع البحار، وفي النهاية إذا تدفقت كمية كافية من اللابة فإن هذه الجبال تنمو لتصل إلى سطح البحر، فجزر هاواي مثلاً هي قمم جبال بركانية ضخمة تمتد فوق سطح مياه المحيط الهادي. انظر إلى الشكل ١٦ الذي يوضح الجبال الجليدية، وتتأثر قشرة الأرض بطريقة مشابهة لطريقة الجبال الجليدية الطافية، فعندما تنصهر أجزاء من الجبال الجليدية يقل وزنها فتطفو أكثر مندفعة إلى أعلى، وهناك عملية مشابهة في الأرض بناء عليها يطفو الغلاف الصخري للأرض فوق جزء من الستار يشبه المادة البلاستيكية ويدعى الغلاف اللدن.
صفحة ١٧٦
انظر إلى الصفحة التي تحتوي على صندوق العلوم عبر المواقع الإلكترونية الذي يطلب منك البحث عن معلومات حول الجبال البركانية ونشاط لجمع صور منها. وفي قسم تطبيق العلوم، تجد سؤالاً عن كيفية سبب الجبال الجليدية ارتفاع اليابسة، فقبل ٢٠٠٠٠ سنة كانت أمريكا الشمالية مغطاة بصفيحة ثلجية ضخمة، ويطلب منك توقع كيف يؤثر الغطاء الجليدي على القشرة الأرضية وماذا تتوقع أن يحدث عندما تنصهر. وتوجد فقرة تعريف المشكلة التي تلاحظ أن الناس الذين سكنوا مناطق كانت في الماضي مغطاة بالجليد وجود ظواهر معينة منها ميلان الشواطئ القديمة التي يكون ارتفاعها أعلى في بعض المناطق وأقل في مناطق أخرى، ويطلب منك معرفة كيف حدث ميلان هذه الشواطئ وحل المشكلة من خلال تتبع تأثير وزن الجليديات على قشرة الأرض إلى أسفل وما يحدث عند انصهاره.
صفحة ١٧٧
انظر إلى صفحة مراجعة الدرس واختبر نفسك التي تحتوي على أسئلة لمراجعة المفاهيم. في السؤال الأول يطلب توضيح كيف توفر الموجات الزلزالية معلومات عن مكونات باطن الأرض، وفي السؤال الثاني ذكر أمثلة على أماكن تحدث فيها الأنواع الثلاثة من حركة الصفائح، وفي السؤال الثالث وصف طبقة الأرض الداخلية الأكبر حجماً، وفي السؤال الرابع ترتيب طبقات الأرض من الأكثر كثافة إلى الأقل كثافة. وفي الأسئلة الباقية مقارنة بين اللب الداخلي والخارجي، واستنتاج نوع الجبال التي تتكون نتيجة تأثير قوى الضغط على الطبقات الصخرية، وتوضيح كيفية تكون الجبال الناتجة عن الكتل المتصدعة، ووضح كيفية تكون البركان، مع سؤال للتفكير الناقد لترتيب سلاسل الجبال من الأحدث إلى الأقدم.
