حدود الصفائح وأسباب حركتها

تتحرك القشرة الأرضية مقسمة إلى قطع صخرية ضخمة تسمى الصفائح الأرضية بسرعات بطيئة جدا تقدر ببضع سنتيمترات في السنة بفعل تيارات الحمل في الستار. وتتفاعل هذه الصفائح عند حدودها بثلاثة أنواع رئيسية هي الحدود المتباعدة حيث تبتعد الصفائح وتشكل قاع المحيطات والصدوع، والحدود المتقاربة حيث تصطدم الصفائح وتحدث عمليات الطرح والغوص وتشكيل الجبال والأخاديد، والحدود التحويلية الجانبية حيث تتحرك الصفائح أفقيا متحاذية دون إنتاج أو استهلاك للقشرة. ويعود سبب هذه الحركة إلى تيارات الحمل الحراري وعمليتي الدفع عند ظهر المحيط والسحب بواسطة الصفيحة الغاطسة.

الفكرة الأساسية

تتكون القشرة الأرضية وأعلى الستار الصلب من قطع صخرية ضخمة تسمى الصفائح الأرضية التي تتحرك باستمرار وبسرعات بطيئة جدا لا تتجاوز بضع سنتيمترات في السنة. تتفاعل هذه الصفائح عند حدودها مسببة معالم جييولوجية متنوعة مثل البراكين والجبال والأخاديد البحرية والزلازل، وتتحرك بفعل تيارات الحمل الحراري في الستار.

الشرح

تنقسم الصفائح الأرضية في غلافها الصخري وتتفاعل عند التقائها عبر ثلاثة أنواع أساسية من الحدود:

1. الحدود المتباعدة: مناطق تبتعد عندها الصفائح بعضها عن بعض، وغالبا ما توجد على امتداد قاع المحيط فيما يسمى ظهر المحيط. يتولد عن تباعد الصفائح منخفض طولي ضيق يسمى حفرة الانهرام، وتبدأ عملية توسع قاع المحيط وتتكون قشرة محيطية جديدة نتيجة تدفق الصهاره.
2. الحدود المتقاربة: مناطق تقترب فيها الصفائح وتصطدم معا. هنا تحدث عملية الطرح حيث تغوص الصفيحة الأقل كثافة تحت الصفيحة الأخرى لتعرضها للانصهار الجزئي وتكوين صهارة ترتفع للأعلى مكونة جزر بركانية أو سلاسل جبلية. وتنقسم إلى ثلاثة أنواع: تقارب محيطي-محيطي، تقارب محيطي-قاري مثل سلسلة جبال الأنديز، وتقارب قاري-قاري مثل سلاسل الجبال الضخمة كالهمالايا نتيجة انعدام الغوص لانخفاض الكثافة.
3. الحدود التحويلية أو الجانبية: مناطق تتحرك عندها صفيحتان أفقيا بجانب بعضهما متحابنتين. تمتاز بحدوث زلازل ضحلة على طولها، ولا ينتج عن هذه الحدود قشرة جديدة ولا تستهلك، بل تتكسر الصخور على طولها مثل صدع سان أندرياس.

أما أسباب هذه الحركة فترجع إلى تيارات الحمل في الستار حيث تسخن المواد فتقل دثاثتها وترتفع لأعلى بينما تبرد المواد الأخرى وتغوص لأسفل ببطء. إضافة إلى ذلك توجد آليتان هما الدفع عند ظهر المحيط حيث تبتعد القشرة وتبرد وتصبح أكثر كثافة لتهبط مكونة منحدرات تدفع الصفيحة، والسحب بواسطة الصفيحة الغاطسة حيث يسحب الجزء الغاطس الجزء المتبقي نحو نطاق الطرح.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا تحركت صفيحتان أرضيتان عند حد متباعد بمعدل توسع ثابت قدره $2\text{ cm/y}$، فما هي المسافة الإضافية التي تفصل بينهما بعد مرور $150$ مليون سنة؟ الخطوة الأولى: حدد القانون الرياضي للسرعة والمسافة والزمن؛ المسافة تساوي السرعة مضروبة في الزمن: $\text{Distance} = \text{Speed} \times \text{Time}$. الخطوة الثانية: عوض بالقيم المعطاة: السرعة تساوي $2\text{ cm/y}$ والزمن يساوي $150,000,000\text{ y}$. الخطوة الثالثة: احسب الناتج بالسنتمترات: $\text{Distance} = 2 \times 150,000,000 = 300,000,000\text{ cm}$. الخطوة الرابعة: حول الناتج إلى الكيلومترات بالقسمة على $100,000$: $300,000,000 / 100,000 = 3,000\text{ km}$. إذن المسافة الإضافية هي $3,000$ كيلومتر.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن الحدود التحويلية تؤدي إلى تكوين قشرة محيطية جديدة أو تستهلكها مثل الحدود الأخرى، والصحيح أن الحركة فيها أفقية جانبية ولا تتكون أو تستهلك فيها قشرة جديدة بل تتكسر الصخور.
• الخلط بين عمليتي الدفع والسحب، حيث يعتقد الطالب أن الدفع وحده يحرك الصفائح، بينما الدفع يحدث عند ظهر المحيط بفعل انحدار القشرة الباردة الأثقل، والسحب يحدث بفعل غوص الصفيحة الثقيلة في نطاق الطرح.
• الظن أن جميع أنواع الحدود المتقاربة تؤدي إلى غوص صفيحة تحت أخرى، والصحيح أن التقارب القاري-القاري لا يحدث فيه غوص بل تصادم وانكماش لتقارب الكثافة.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما نوع الحدود الصفائحية التي ينجم عنها انزلاق صفيحتين أفقيا بجانب بعضهما دون تكوين أو استهلاك للقشرة، واذكر مثالا عليها؟ الإجابة: الحدود التحويلية أو الجانبية، ومثال عليها صدع سان أندرياس في ولاية كاليفورنيا. السؤال الثاني: اشرح كيف تؤدي تيارات الحمل في الستار إلى رفع الغلاف الصخري وتشققه عند الحدود المتباعدة؟ الإجابة: تنتشر المواد الصاعدة الساخنة إلى أعلى في تيارات الحمل لدى وصولها إلى الصفيحة الأرضية مما ينجم عنها قوى رأسية وجانبية تؤدي إلى رفع الغلاف الصخري وتشققه عند الحدود المتباعدة، لترتفع المواد المصهورة وتتصلب مكونة قشرة محيطية جديدة.