طبقات الأرض ... كيف نعرف عن طبقات الأرض

بشكل عام، تتكون الأرض من أربع طبقات: القشرة الصلبة من الخارج، والعباءة واللب - تنقسم بين اللب الخارجي واللب الداخلي، في المقال التالي طبقات الأرض ... كيف نعرف عن طبقات الأرض

طبقات الأرض.

• القشرة

القشرة هي كل ما يمكننا رؤيته ودراسته مباشرة. أنحف طبقة من سطح الأرض، لا تزال القشرة تقيس حوالي 40 كم في المتوسط ، ويتراوح عمقها من 5 إلى 70 كم (~ 3-44 ميلاً) في العمق. ولكن على مستوى الكوكب، هذا أقل من قشرة تفاحة.

هناك نوعان من القشرة: القشرة القارية والمحيطية. يمكن العثور على القشرة المحيطية في قاع المحيطات أو تحت القشرة القارية؛ وهي بشكل عام أكثر صلابة وأعمق، وتتكون من صخور أكثر كثافة مثل البازلت، بينما تحتوي القشرة القارية على صخور ورواسب من نوع الجرانيت. القشرة القارية أكثر سمكا على الأرض.

• الصفائح التكتونية الرئيسية.

القشرة ليست شيئًا صلبًا، لكنها منقسمة إلى عدة صفائح تكتونية. هذه الصفائح التكتونية ليست ثابتة، لكنها في حركة نسبية واحدة من الأخرى. اعتمادًا على العلاقة والإعداد الجيولوجي، هناك ثلاثة أنواع من حدود الصفائح التكتونية: متقاربة (تتحرك أحدها نحو الآخر)، متباعدة (تتحرك بعيدًا عن الأخرى) ومحول (تتحرك بشكل جانبي).

هذه الصفائح "تطفو" على الوشاح العلوي البلاستيكي الناعم.

• عباءة

عباءة الحمل الحراري.

يمتد الوشاح بطول 2890 كيلومترًا، مما يجعله الطبقة الأكثر سمكًا على سطح الأرض. يشكل حوالي 84٪ من حجم الأرض. كل ما نعرفه عن الوشاح نعرفه بشكل غير مباشر، حيث لم تنجح أي دراسة بشرية في تجاوز القشرة. معظم الأشياء التي نعرفها عن الوشاح التي نعرفها من الدراسات الزلزالية.

ينقسم الوشاح أيضًا إلى عدة طبقات، بناءً على الخصائص الزلزالية. يمتد الوشاح العلوي من حيث تنتهي القشرة إلى حوالي 670 كم. على الرغم من أن هذه المنطقة تعتبر لزجة، يمكنك أيضًا اعتبارها مكونة من صخر - صخرة تسمى بريدوتيت لتكون أكثر دقة. تحت ذلك، يمتد الوشاح السفلي من 670 إلى 2900 كيلومتر تقريبًا تحت السطح.

من المقبول بشكل أساسي الآن أن الوشاح ليس في حالة ثابتة، بل في حالة حركة ثابتة. هناك دوران الحمل الحراري العام، حيث تتجه المادة الساخنة نحو السطح وتتعمق المادة الأكثر برودة. يُعتقد عمومًا أن هذا الحمل الحراري يوجه فعليًا دوران الصفائح التكتونية في القشرة.

تتشكل معظم الزلازل على السطح، في القشرة؛ عندما تنحسر الصفائح وتنتج توترًا، وعندما ينطلق هذا التوتر أو عندما ينكسر شيء ما، يكون لديك زلزال. ومع ذلك، يمكن أن تحدث الزلازل أيضًا في الوشاح، وعند هذه الضغوط لا يمكنك التحدث عن التصدع والكسر. في مناطق الانغماس، حيث تسير إحدى الطائرات تحت الأخرى، لوحظت الزلازل على أعماق تصل إلى 670 كم. لا تزال الآلية حول هذه الزلازل غير مفهومة جيدًا، لكن إحدى النظريات تقول إن بعض المعادن تنتقل من حالة إلى أخرى، مما يؤدي إلى تغيير حجمها في هذه العملية. هذا التغيير في الحجم يمكن أن يؤدي إلى الزلازل.

ومع ذلك، فإننا نقترب أكثر فأكثر من فهم الوشاح - حتى بدون الوصول إلى هناك. في الآونة الأخيرة، اقترب الباحثون من تكرار درجة الحرارة / الضغط المرتفعين في الوشاح ، كما تكشف نماذج الكمبيوتر عالية المستوى عن بعض أسرارها.

• النواة

نشير أحيانًا إلى اللب على أنه شيء واحد، على الرغم من أن اللب الداخلي واللب الخارجي يختلفان اختلافًا جوهريًا - وليست طبقات من نفس الشيء. يبلغ نصف قطر اللب الداخلي "الصلب" حوالي 1220 كم ، بينما يمتد اللب الخارجي "السائل" إلى نصف قطر يبلغ 3400 كم تقريبًا.

اللب الداخلي

درجات الحرارة والضغط في القلب الداخلي شديدة للغاية، عند حوالي 5400 درجة مئوية (9800 درجة فهرنهايت) و330 إلى 360 جيجا باسكال (3300000 إلى 3600000 ضغط جوي).

من المعتقد عمومًا أن اللب الداخلي ينمو ببطء شديد - حيث يبرد اللب، ويتصلب جزء أكبر من اللب الخارجي ويصبح جزءًا من اللب الداخلي. معدل التبريد منخفض للغاية، حيث يبلغ حوالي 100 درجة مئوية لكل مليار سنة. ومع ذلك، يُعتقد أن هذا النمو البطيء له تأثير كبير في توليد المجال المغناطيسي للأرض من خلال عمل الدينامو في اللب الخارجي السائل.

من المثير للاهتمام أن اللب الداخلي يبدو غير متماثل على خط الشرق والغرب. هناك نموذج يوضح هذا التناسق مع الذوبان من جهة والتبلور من جهة أخرى. من المحتمل أيضًا أن تؤثر هذه الحالة الشاذة على المجال المغناطيسي للأرض، مما يخلق عدم تناسق في الجانب المتبلور.

اللب الخارجي

اللب الخارجي عبارة عن سائل منخفض اللزوجة (حوالي عشرة أضعاف لزوجة المعادن السائلة على السطح) - "السائل" مصطلح غير مناسب إلى حد ما. نظرًا لأنه يحتوي على لزوجة منخفضة جدًا، فإنه من السهل تشويهه وقابليته للطرق. إنه موقع الحمل العنيف. يُعتقد أيضًا أنه يعاني من تيارات حرارية شديدة العنف، إن تموج اللب الخارجي وحركته النسبية مسؤولين عن المجال المغناطيسي للأرض.

الجزء الأكثر سخونة من اللب الخارجي هو في الواقع أكثر سخونة من اللب الداخلي ؛ يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 6000 درجة مئوية (10800 درجة فهرنهايت) - ساخنة مثل سطح الشمس.

كيف نعرف عن طبقات الأرض

يمكننا فقط رؤية أجزاء صغيرة جدًا من قشرة الأرض، والتي هي نفسها جزء صغير من كوكبنا - فكيف يمكننا معرفة كل هذه الأشياء؟

انتشار الموجات الزلزالية. لاحظ كيف تغير الأمواج مسارها عند حدود رئيسية.

أفضل مصدر للمعلومات لدينا هو الموجات الزلزالية. عندما يحدث زلزال، فإنه يطلق موجات ضغط تنتشر بعد ذلك في جميع أنحاء الكوكب بأكمله. تحمل هذه الموجات معها معلومات من الطبقات التي تمر عبرها - بما في ذلك الوشاح واللب. من خلال دراسة انتشار الموجات عبر الأرض يمكننا التعرف على الخصائص الفيزيائية للأرض الداخلية. على سبيل المثال، تنتشر بعض الموجات فقط من خلال وسائط صلبة، بينما تنتشر موجات أخرى من خلال كل من الوسائط الصلبة والسائلة - حتى يتمكنوا من إظهار ما إذا كانت بعض الطبقات صلبة أم لا. تقوم الموجات الزلزالية بأخذ عينات من مساحات ضيقة من باطن الأرض حتى نتمكن أيضًا من عزل المعلومات التي تحملها ؛ من خلال تحليل العديد من الزلازل المسجلة في العديد من محطات الزلازل ، يمكننا إنتاج تحليل شبيه بمسح CAT لمنطقة ما.

تنحني الأشعة وتعكس بناءً على خصائص البيئة التي تمر بها، كما تتأثر سرعة الموجة بالبيئة.

علاوة على ذلك، أظهرت عمليات المحاكاة الحديثة في المختبر كيف تتصرف المعادن على الأرجح في درجات الحرارة والضغوط تلك، أيضًا معلومات جاذبية ومغناطيسية غير مباشرة، بالإضافة إلى دراسات حول الصهارة والبلورات الموجودة على السطح - لكن الجزء الأكبر من المعلومات يأتي من العالم. علم الزلازل. إنه لأمر مدهش ببساطة أنه بدون الاقتراب منه، يمكننا معرفة الكثير عن طبقات الأرض.