اولیه کره زمین
انفجار منحصر به فرد یک آتشفشان، وحشت حاصل از یک زلزله، منظره بی بدیل یک دره کوهستانی، و خسارت ناشی از یک زمین لغزش موارد متناقضی هستند که ما همواره شاهد آن بر روی کره زمین هستیم.
کره زمین یک جزء بسیار کوچک از کاینات پهناور است، ولی خانه ماست. کره زمین منابع مورد نیاز برای جامعه پیشرفته و عناصر زندگی ما را تامین میکند. بنابراین آگاهی از این سیاره برای ادامه زندگی ما حیاتی است.
پدید آمدن زلزله¬های اخیر که حاصل جابجائی در پوسته زمین است، و انفجار مواد مذاب از یک آتشفشان فعال، تنها نمایشگر قسمتهای پایانی از یک پروسه طولانی است که ساختار کنونی کره زمین را بوجود آورده است. پدیده¬های زمین شناسی که در داخل زمین اتفاق می¬افتند تنها در سایه توجه به تاریخچه کره زمین و نحوه تغییرات آن در طول سالیان کهن قابل شناخت است. به همین منظور ابتدا خلاصه ای از پیدایش اولیه کره زمین ارائه میگردد.
کره زمین یکی از 9 سیاره¬ای است که به همراه چندین قمر و تعداد زیادی اجسام کوچکتر به گرد خورشید می¬گردند. طبیعت منظم و مرتبی که بر منظومه شمسی حاکم است، محققان را به این استنتاج هدایت می¬کند که زمین و سایر کرات هم زمان با خورشید و از عناصر اولیه یکسانی تشکیل شده باشند. بر اساس فرضیه سحابی، اجسام منظوم شمسی از یک توده بزرگ ابر دوار به نام ابر خورشیدی تکوین یافته است که این توده سحابی غالبا از هیدروژن و هلیم و درصد پایینی از عناصر سنگینتر ترکیب یافته بود.
حدود 5 میلیارد سال پیش، این توده بزرگ ابر از گاز و ذرات ریز بر اساس جاذبه شروع به کشیده شدن به سمت همدیگر کردند. با منقبض شده این ابر مارپیچی بر سرعت چرخش آن افزوده می¬شد. با گذشت زمان این توده پراکنده تبدیل به یک دیسک صاف با تمرکز مواد در مرکز آن گردید.
همراه با انباشته شدن مواد برای تشکیل کره زمین، اصابت ذرات سحابی با سرعت بالا و زوال عناصر رادیواکتیو باعث افزایش تدریجی دمای کره زمین گردید. این افزایش دما به اندازه¬ای بود که گرمای لازم برای ذوب آهن و نیکل را تامین نمود. پدیده ذوب، حبابهای مایعی از فلزات سنگین ایجاد نمود که به سمت مرکز سیاره زمین فررفتند.
علاوه بر این، در دوره ذوب، توده¬های شناوری از سنگ مذاب به سطح کره زمین انتقال یافتند که با استحکام یافتن در سطح کره زمین، پوسته اولیه آن را تشکیل دهند. این مواد سنگی غنی از اکسیژن و عناصر oxygen seeking بخصوص سیلیکون و آلومینیوم و مقدار کمتری کلسیم، سدیم، پتاسیم، آهن و منگزیم بودند. این دوره اولیه تفکیک شیمیایی، سه لایه اساسی داخلی زمین یعنی هسته غنی از آهن، پوسته ابتدائی باریک و بزرگترین لایه زمین به نام گوشته را که بین هسته و پوسته قرار دارد را بوجود آورد.
چهار لایه زمین:
زمین از چهار لایه متفاوت تشکیل شده است. بسیاری از زمین شناسان معتقدند که زمین در مرکز خود از مواد سنگینتر و با چگالی بیشتر تشکیل شده است و مواد سبکتر به سمت بالا حرکت می کنند. زیرا پوسته زمین غالبا از مواد سبکتر(سنگهای بازالت و گرانیت) ساخته شده در حالیکه هسته آن شامل فلزات سنگین(نیکل و آهن) است.
پوسته لایه ای است که شما بر روی آن زندگی می کنید، این لایه به خوبی مطالعه و درک شده است. گوشته بسیار گرمتر از پوسته است و توانایی جریان زیادی دارد. هسته های درونی و بیرونی همچنان گرمتر هستند و فشار وارده در مرکز زمین به اندازه ای است که شما می توانید به وسیله آن، یک توپ را به یک تکه سنگ مرمر تبدیل کنید.
پوسته:
پوسته زمین، شبیه پوسته یک زمین است. این لایه نسبت به سه لایه دیگر، بسیار نازکتر است. پوسته، در محل اقیانوسها(پوسته اقیانوسی)تنها حدود 5-3 مایل(8کیلومتر) ضخامت دارد و در قاره ها(پوسته قاره ای) حدود25 مایل(32کیلومتر) ضخامت دارد. درجه حرارت پوسته از درجه حرارت هوا در بالاترین بخش آن، تا 1600درجه فارنهایت(870 درجه سلسیوس) در عمیق ترین بخش پوسته تغییر می کند. شما می توانید یک قرص نان در تنور(اجاق) خودتان در حرارت 350درجه فارنهایت) بپزید. در حرارت 1600درجه فارنهایت،سنگها شروع به ذوب شدن می کنند. پوسته زمین به قطعاتی که ورقه نامیده می شوند، تقسیم شده است. ورقه ها نیز بر روی یک گوشته پلاستیکی نرم که زیر پوسته قرار گرفته اند شناورند. این ورقه ها معمولا به آرامی حرکت می کنند ولی اغلب، به هم می چسبند و فشار زیادی را ایجاد می نمایند. فشار ایجاد شده و سنگها خمیده می شوند تا حدی که بشکنند. به هنگام رخداد این پدیده، زمین لرزه ایجاد می شود. به ضخامت کم پوسته، در مقایسه با سایر لایه ها توجه کنید. کلا هفت ورقه اقیانوسی و قاره ای بر روی گوشته ای که از مواد داغتر و با چگالی بیشتری تشکیل شده است،شناور می باشند.
پوسته از دو نوع سنگ اصلی تشکیل شده است، گرانیت و بازالت. پوسته قاره ای بیشتر از گرانیت تشکیل شده در حالیکه پوسته اقیانوسی شامل نوعی از سنگهای آتشفشانی، که بازالت نامیده می شوند، می باشد.
سنگهای بازالتی ورقه های اقیانوسی،چگالی بیشتری داشته و از سنگهای گرانیتی ورقه قاره ای سنگینتر هستند. شاهد این قضیه نیز، رانده شدن پوسته قاره ای بر روی پوسته سنگینتر اقیانوسی در طی برخورد ورقه ها می باشد. پوسته و قسمت بالایی گوشته، پهنه ای از سنگهای صلب و شکننده را ایجاد می کنند که سنگ کره(لیتوسفر) نامیده می شود. لایه پایینی سنگ کره صلب، پهنه ای با محتویات قیرمانند است که سست کره(آستنوسفر) نام دارد. سست کره، بخشی از گوشته است که جریان دارد و ورقه ها بر روی آن حرکت می کنند.
گوشته:
گوشته لایه ای است که مستقیما بر روی سیما قرار دارد. این لایه بزرگترین قسمت زمین است که حدود 1800مایل ضخامت دارد. گوشته از سنگهای بسیار داغ و چگال تشکیل شده است. این لایه سنگی، شبیه قیر جریان می یابد. این جریان در اثراختلاف زیاد درجه حرارت از کف تا بالای گوشته می باشد. حرکت گوشته، دلیل حرکت ورقه های زمین است. درجه حرارت گوشته، از 1600درجه فارنهایت در بالای آن تا 4000درجه در قسمتهای قاعده ای اس، تغییر می کند.
جریانهای همرفتی:
گوشته از مواد بسیار چگالتر و با ضخامت بیشتر ساخته شده است. ورقه ها بر رو ی آن مانند روغنی که بر روی آب شناور است، شناورند. بسیاری از زمین شناسان معتقدند که گوشته به سبب وجود جریانهای همرفتی،جریان دارد.
جریانهای همرفتی، به علت وجود موادبسیار داغی است که از عمیق ترین قسمت گوشته بالا می آیند سپس سرد شده، دوباره پایین رفته، سپس داغ شده و باز بالا می آیند و این چرخه بارها و بارها ادامه می یابد.
شما سوپ یا پودینگ را در ماهیتابه ای گرم می کنید و جریانات همرفتی را می توانید در این مایع ببینید که شروع به حرکت می کند.
هنگامی که جریانان همرفتی در درون گوشته جریان می یابند، می توانند پوسته را نیز به حرکت درآورند. در اثر این جریانات، پوسته آزادانه حرکت می کند.
نوار نقاله، درکارخانه جعبه ها را حرکت می دهد همانند جریانات همرفتی در گوشته، که ورقه های زمین را حرکت می دهد.
هسته خارجی:
هسته زمین، شبیه توپی است از مواد بسیار داغ(9000-4000 درجه فارنهایت). هسته خارجی آنقدر داغ است که فلزات در آن همگی به صورت مایع هستند. هسته خارجی، 1800 مایل پایینتر از پوسته قرار دارد و حدود 1400مایل ضخامت دارد. هسته خارجی از نیکل و آهن مذاب تشکیل شده است.
هسته داخلی:
هسته داخلی آنقدر فشار و حرارت بالایی دارد که فلزات به یکدیگر فشرده شده و مانند مایع قادربه حرکت نیستند. اما نیروهای وارد شده به آنها باعث می شود که در جای خود همانند یک جامد بلرزند. هسته داخلی، 4000 مایل پایینتر از پوسته است و حدود 800مایل ضخامت دارد. درجه حرارت در آن بیش از 9000درجه فارنهایت است و فشار 45 میلیون پوند براینچ مربع است. این مقدار فشار، سه میلیون برابر فشار هوا بر سطح بدن شما در کنار دریاست.
همراه با دوستانتان به سوالات زیر پاسخ دهید. اگر شما برای به دست آوردن جواب سوالات،نیاز دارید که به صفحات قبل بازگردید، استفاده از عنوان صفحات که درست در پایین سوالات آمده، به شما کمک خواهد کرد.
1- نام چهار لایه تشکیل دهنده زمین را به ترتیب از خارجی ترین بخش تا هسته بنویسید.
2- چه چیز سبب می شود که گوشته جریان پیدا کند؟
3- دو فلز اصلی تشکیل دهنده هسته خارجی و داخلی زمین کدامند؟
4- توضیح شخصی شما از این که زمین چگونه به وجود آمده است، چیست؟
کارت 2، چهار لایه، به شما کمک خواهد کرد.
زمین لرزه:
زمین لرزه،تکان ناگهانی و سریع زمین در اثر آزادشدن انرژی ذخیره شده در سنگهاست. ممکن است این انرژی سالیان سال در سنگ ذخیره شده و سپس ظرف چند ثانیه یا چند دقیقه آزاد شود. اکثر زمین لرزه ها،آنقدر کوچکند که انسان آنها را حس نمی کند. از سوی دیگر، بعضی از زمین لرزه ها،خرابیهای زیادی به بار می آورند و صدهاهزار نفر را می کشند. خطوط صورتی و نقاط موجود روی نقشه جهان بال، مناطق فعال لرزه ای را نشان می دهند.
دو کمربنداصلی لرزه خیز در دنیا وجود دارد. یکی کمربند سیرکوم- آرام که اقیانوس آرام را دربرمی گیرد و دیگری کمربند آلپ که بخشهایی از اروپا و آسیا را دربر می گیرد. کمربند سیرکوم- آرام، سواحل غربی آمریکای شمالی و آمریکای جنوبی، ژاپن و فیلیپین را شامل می شود.
سالانه،میلیونها زمین لرزه در زمین رخ می دهد. اکثر زمین لرزه ها فقط چند ثانیه طول می کشند اما ممکن است زمین لرزه های بزرگ چند دقیقه طول بکشند. تقریبا 90 درصد زمین لرزه ها در مرز ورقه ها رخ می دهند یعنی در جایی که دو ورقه به هم برخورد می کنند،از هم دور می شوند یا در کنار هم می لغزند. هنگامی که این ورقه ها، به طور ناگهانی حرکت می کنند، مقادیر بسیار زیادی انرژی آزاد می شود که تبدیل به حرکت امواج می شود. امواج زمین لرزه، شبیه امواج صوتی و امواج آب هستند. چرخش این امواج در پوسته زمین است که سبب فروریختن ساختمانها، شکستن پلها،بالاآمدگی کوهها، فرونشست زمین و در بعضی موارد، ایجاد شکافهای بزرگ در زمین می شود.
زمین لرزه ها به چه علت رخ می دهند؟ دانشمندان اعتقاد دارند که حرکت ورقه های زمین، سنگها را خم کرده و باعث خروج آب از آنها می شود لرزه شناسی چیست؟
لرزه شناسی مطالعه زمین لرزه ها و امواج لرزه ای است که از درون زمین و در اطراف آن حرکت می کنند. لرزه شناس، دانشمندی است که زمین لرزه ها و امواج لرزهای را بررسی می کند.
امواج لرزه ای چیست؟
امواج لرزه ای امواج انرژی داری هستند که در اثر شکستن ناگهانی سنگهای درون زمین یا در اثر انفجارایجاد می شوند. این امواج انرژی دار از درون زمین عبور می کنند و توسط لرزه نگاشتها ثبت می شوند.
انواع امواج لرزه ای:
انواع مختلفی از امواج لرزه ای وجود دارد که به شیوه های مختلفی حرکت می کنند. دو نوع اصلی امواج لرزه ای عبارتند از امواج پیکری و امواج سطحی. امواج پیکری، از لایه های درونی زمین عبور می کنند اما امواج سطحی فقط در سطح زمین، مانند موجهای روی آب، جابه جا می شوند. زمین لرزه،انرژی لرزه ای را هم به صورت امواج پیکری و هم به صورت امواج سطحی، منتشر می کند.
امواج پیکری:
موج P:
نوع اول امواج پیکری، امواج P یا امواج اولیه هستند. این موج، سریعترین نوع موج لرزه ای است. موج P، می تواند از میان سنگ جامد و سیالات، مانند آب یا لایه های سیال زمین، عبور کند. این موج، سنگ را فشار داده و می کشد، همانطور که امواج صوتی، هوا را فشار داده و می کشند. آیا شما تا به حال صدای تق تق پنجره ها را به هنگام رعدو برق شنیده اید؟ تق تق پنجره ها، به علت امواج صوتی است که روی شیشه پنجره فشرده شده و کشیده می شوند مانند موج P که سنگ را فشرده کرده و می کشد. گاهی اوقات، حیوانات می توانند امواج P زمین لرزه را بشنوند. معمولا ما فقط می توانیم تکان این امواج را حس کنیم.
فلش جهتی را که موج حرکت می کند، نشان می دهد.
موجS:
نوع دوم امواج پیکری، موج S یا موج ثانویه است و دومین موجی است که به هنگام زمین لرزه آن را احساس می کنید. سرعت موج S کمتر از موج P می باشد و تنها از سنگ جامد عبور می کند. این موج سنگ را به بالا و پایین یا به دو طرف حرکت می دهد.
فلش جهتی را که موج حرکت می کند، نشان می دهد.
امواج سطحی:
موج لاو:
نوع اول امواج سطحی، موج لاو نامیده می شود که به افتخار A.E.H. لاو، ریاضیدان انگلیسی به این نام نامیده شده است وی در سال 1911، روی مدل ریاضیاتی این امواج کار کرد. این موج، سریعترین موج سطحی است و زمین را از یک طرف به طرف دیگر حرکت می دهد.
فلش جهتی را که موج حرکت می کند، نشان می دهد.
موج ریلای:
نوع دیگر امواج سطحی، موج ریلای است که به افتخار جان ویلیام استروت، لرد ریلای، به این نام نامیده شده است وی در سال 1885، با روشهای ریاضیاتی وجود این نوع موج را پیش بینی کرد. موج ریلای، روی زمین می چرخد، درست مثل موجی که روی دریاچه یا اقیانوس می چرخد. چون این موج می چرخد، زمین را به سمت بالا و پایین حرکت می دهد و در همان جهتی که موج حرکت می کند، زمین را از یک طرف به طرف دیگر حرکت می دهد. اکثر تکانهایی که به هنگام زمین لرزه احساس می شود به علت موج ریلای است که می تواند از بقیه امواج، خیلی بزرگتر باشد.
گاهی اوقات این خمش و آبگیری، فشار زیادی روی سنگها ایجاد می کند. سنگها تا حدودی الاستیک هستند و می توانند بدون شکست خم شوند. آیا تا به حال یک نوار لاستیکی را کشیده اید؟ شما می دانید که اگر کشش را خیلی زیاد کنید، نوار لاستیکی پاره خواهد شد. لایه های سنگی ه تقریبا به همین صورت عمل می کنند. اگر فشارخیلی زیاد شود، لایه های سنگی شکسته شده و حرکت می کنند. هنگامی که این پدیده رخ می دهد، لایه ها در امتداد شکاف موجود در پوسته زمین، که گسل نامیده می شود، حرکت می کنند یا انرژی آزاد شده خط گسلی جدیدی را ایجاد خواهد کرد. گسیختگی سنگها و حرکت حاصل از آن، منجر به زمین لرزه می شود.
این عکس، عکس هوایی گسل سان آندریاس در کالیفرنیاست. پیکانهای قرمزکه شکاف پوسته را نشان می دهند که همان گسل سطحی است. این گسل مرز میان دو ورقه بزرگ است، ورقه آمریکای شمالی و ورقه آرام. این دو ورقه در جهات مخالف در امتداد هم می لغزند. این نوع مرز، مرز امتداد لغز نامیده می شود. مرز امتداد لغز در واقع یک پارگی در پوسته زمین است. پیکانهای سیاه جهت حرکت دو ورقه را نشان می دهند.
این خط گسلی احتمالا از همه مرزهای انتقالی دیگر در دنیا بیشتر بررسی شده است. بسیاری از زمین لرزه هایی که هر ساله در گسل سان آندریاس رخ می دهند، در کالیفرنیا، از ساحل مکزیکودر شرق ساندیگو تا منطقه سانفرانسیسکو احساس می شوند. کارت بعدی تخریبی را نشان می دهد که در طی زمین لرزه 11971 سانفرانسیسکو به وجود آمد.
این عکس هوایی تخریبی را نشان می دهد که در زمین لرزه 2 فوریه 1971 در سان فرانسیسکو به وجود آمد. در طی این زمین لرزه،پل آزادراه و جاده ها به شدت آسیب دیدند.
هنگامی که سنگها گسیخته می شوند، آزاد شدن انرژی سبب به وجود آمدن زمین لرزه می شود. همانطور که انرژی باد سبب می شود که امواج آب در دریاچه یا اقیانوس حرکت کنند،امواج لرزه ای هم از میان لایه های زمین حرکت می کنند. این امواج لرزه ای هستند که باعث تخریب می شوند و همانطور که از زمین عبور می کنند، می توانند سبب لرزش و ایجاد ترک در زمین شوند. امواج لرزه ای، از کانون به همه طرف منتشر می شوند.
امواج فشارشی، نوعی از امواج لرزه ای هستند. این امواج اولین امواجی هستند که به سطح زمین می رسند. به همین علت، به آنها امواج P یا امواج اولیه هم می گویند.
امواج P، سریعترین امواج لرزه ای هستند. این امواج با سرعت بسیارزیادی حرکت می کنند،با سرعت14000 مایل در ساعت در سطح تا بیش از 25000 مایل در ساعت در هسته زمین. امواج P قادرند از کل زمین عبور کنند. هنگامی که امواج P به جسمی برخورد کنند، آن را فشار داده و می کشند، مانند ضربات موتور قطاربه واگن که به واگن بعدی انتقال می یابد و به این ترتیب تمام واگنهای قطار حرکت می کنند. این حرکت مته ای، نخستین نشانه رخداد زمین لرزه است.
همانطور که موج از یک خانه عبور می کند خانه فشرده شده و کشیده می شود. اگر خانه به اندازه کافی مستحکم نباشد، فرومی ریزد.
امواج برشی اندکی بعد از موج P به سطح می رسند به همین علت آنها را امواج S یا امواج ثانویه می نامند. سرعت امواج S تقریبا نصف سرعت امواج P است.این امواج، در جهت حرکت خود جسم را به بالا و پایین حرکت می دهند.
موج S فقط از جامدات عبور می کند و به همین علت فقط از پوسته و گوشته زمین عبور می کند. هنگامی که موج S به هسته خارجی، که از آهن و نیکل مایع تشکیل شده، می رسد موج متوقف می شود.
امواج سطحی سومین نوع موج هستند. این امواج بیشترین تخریب را ایجاد می کنند. این امواج. در نتیجه رسیدن امواج P و S به سطح زمین به وجود می آیند. سرعت این امواج کمتر از امواج P و S است. امواج سطحی فقط در سطح زمین حرکت می کنند همانطور که امواج آب فقط در سطح آب حرکت می کنند.
دو نوع موج سطحی وجود دارد: امواج لاو و امواج ریلای. امواج لاو شبیه امواج S حرکت می کنند اما حرکت اجسامی که در مسیر آنها قرار دارند به جای بالا و پایین، از یک طرف به طرف دیگر است. امواج ریلای شبیه امواج آب حرکت می کنند. امواج ریلای، در مسیری مدور حرکت می کنند.
بزرگای ریشتر، عددی است که برای اندازه گیری بزرگی زمین لرزه به کار می رود. بزرگا، اندازه گیری انرژی و قدرت امواج لرزه ای است که از کانون منتشر شده اند. دانشمندان برای تعیین قدرت زمین لرزه از لرزه نگاشت استفاده می کنند. لرزه نگاشت، ابزاری است که مقدار حرکت زمین را به هنگام زمین لرزه اندازه گیری می کند.
هر عدد در مقیاس ریشتر زمین لرزه ای را نشان می دهد که ده برابر قویتراز عدد قبلی است.
مثال: زمین لرزه ای با بزرگای 6، ده برابر قویتر از زمین لرزه ای با بزرگای 5 است. زمین لرزه ای با بزرگای 9، ده هزار برابر قویتر از زمین لرزه ای با بزرگای 5 است.
بزرگترین زمین لرزه ای که تا کنون اندازه گیری شده است، در سال 1906، با بزرگای 9/8 در سواحل اکوادور رخ داد. زمین لرزه های با بزرگای 6 و یا بیشتر، زمین لرزه های مهمی هستند. زمین لرزه های با بزرگای 7 و یا بیشتر قادرند خسارات زیادی به وجود آورده و تعداد زیادی از انسانها را بکشند.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 98 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله کره زمین
