إن الانجراف القاري نظرية علمية أساسية تفسر الحركة البطيئة المتهورة لقارات الأرض عبر سطح الكوكب على النطاقات الجغرافية، وهذه الحركة، التي يقودها المحرك الأعمق لطبيعات الصفائح، هي القوة الرئيسية التي ترسم التوزيع، وحجم، وتشكيل محيطات الأرض وبحارها، وفهم الحركة العائمة لا تعدو أن تعيد بناء الجغرافيا القديمة، بل أيضا للتنبؤ بالتغيرات المناخية المستقبلية.

Theory of Continental Drift and Plate Tectonics

وقد اقترح في عام 1912 النظرية المتعلقة بالانجراف القاري أولاً على نحو شامل من جانب علماء الأرصاد الجوية الألمانيين والجيوفيزيائيين ألفريد فيغنر، ولاحظ فيغنر أن السواحل في قارات مثل أمريكا الجنوبية وأفريقيا لا تبدو متوافقة مع أحجية، مما يوحي بأن هذه الظواهر قد انضمت إليها مرة واحدة، وأنه يتصور وجود فكرة خارقة تسمى بانغايا، وقد بدأت تفككها منذ ما يقرب من 200 مليون سنة مضت.

ألفريد ويغنر اقتراح الأصلي

وكان دليل ويغنر غير كامل، وأشار إلى أحفوريات متطابقة من قوارب المياه العذبة Mesaurus) التي وجدت في كل من البرازيل وجنوب أفريقيا، وإلى تسلسلات من السلاسل الصخرية في جميع أنحاء المحيط الأطلسي، ولاحظ أيضاً وجود رواسب جليدية في المناطق المدارية الحالية، مما يشير إلى أن تلك القارات كانت في وقت قريب من آلية القطب الجنوبي.

أحدث

اليوم، يُفهم الانجراف القاري على أنه عنصر رئيسي في النظرية الأوسع لطوابع الصفائح التي تُحدث ثورة في الجيولوجيا في منتصف القرن العشرين، ويُقسم الغلاف الجوي للأرض إلى عدة لوحات كبيرة وصغيرة من نوع التكتون تطفو تحتها، وتنتقل هذه اللوحات إلى بعضها البعض بمعدلات تتراوح بين 1 و10 سنتيمتر سنوياً، وتقودها قوى مثل السحب المفصلي

How Continental Drift Shapes Ocean Basins

ترتيب محيطات وبحار الأرض مرتبط مباشرة بحركة القارات، مع تحول لوحات التكتونية، يفتحون بوابات بحرية جديدة، ويغلقون البوابات الموجودة، ويغيرون عمق ونطاق أحواض المحيطات، وهذه العملية تتم على طول ثلاثة أنواع رئيسية من حدود الصفائح، وكلها آثار متميزة على توزيع المحيطات ومورفيولوجيا.

الحدود الدنيا: تكوين المحيطات الجديدة

وفي الحدود المتباينة، تبتعد الصفائح التكتونية عن بعضها البعض، فتخلق صدع في الغلاف الجوي، وترتفع درجة الماما من المعبد لسد الفجوة، وتوطد تكوين قشرة محيطية جديدة، وتُعرف هذه العملية بانتشار قاع البحر، وعلى الأرض، تبدأ هذه العملية كشقر قاري، مثل وادي شرق أفريقيا السفاح، الذي قد يقسم القارة في نهاية المطاف ويزيد من عدد المحيطات الجديدة.

وأبرز مثال على وجود حدود مختلفة تحت المحيط هو درب منتصف المحيط، حيث تتفكك صفائح أمريكا الشمالية وأوراسيا، وقد أدى هذا التباين المستمر إلى توسيع المحيط الأطلسي بحوالي عدة آلاف كيلومتر، وذلك منذ انفصال البنغائي، حيث تنتشر الأطباق، وتنشأ قاع البحر، وتخلق مجموعة من الجبال على طول الحافة، وتغذيها بصورة تدريجية.

الحدود المشتركة: المحيطات المغلقة والإنفاق

وعندما تتجمع صفائح تكتونية، عادة ما يُجبر طبق واحد تحت الآخر في عملية تسمى التخدير، ويدمر هذا القشرة المحيطية حيث تذوب اللوحة المتردية في المعبد، مما يؤدي إلى الانكماش التدريجي لأحواض المحيطات، وتتميز مناطق الاختزال بخنادق عميقة في المحيطات، والنشاط السيزمي المكثف، والقوس البركاني.

ومن الأمثلة التقليدية لإغلاق المحيطات عن طريق التقارب بحر تيثي القديم، حيث إن الهضبة الهندية تتجمع مع قفص إيراسي، تم تدريجياً تخريب المحيط التتيسي مما أدى إلى اختفائه قريباً، وهذا التصادم هو المسؤول عن رفع نطاق جبل هيماليان وتخفيض منطقة البحر الأبيض المتوسط إلى حجمها الحالي، وبالمثل، يجري حالياً تخفيض حجم زلازل المحيط الهادئ في إطار خطه الفرعي المحيط الهادئ.

الحدود المحولة: حركة فيما بعد

وعند تغيير الحدود، تنزلق الصفائح التكتونية عبر بعضها البعض أفقيا، ولا تخلق القشرة ولا تدمرها، وفي حين أن هذه الحدود لا تغير المساحة الإجمالية لحوض المحيط، فإنها يمكن أن تعيد ترتيب هوامش القارة وأن تؤثر على شكل البحار المتاخمة والملامح المحيطية.

إن قصر سان أندرياس في كاليفورنيا هو حد تحول معروف جيدا على الأرض، ولكن توجد هياكل مماثلة في أحواض المحيطات، مثل مناطق الكسور التي تعوض عن الحواف في وسط المحيط، ويمكن لهذه الحركات الأفقية أن تنقل مواقع الحواف والأحواض الغواصة، وأن تؤثر على تيارات المحيط المحلية، وأنماط الترسبات، بل وحتى توزيع الموائل البحرية.

التغييرات التاريخية الرئيسية في محيطات الأرض

وعلى مدى مئات الملايين من السنين، شهدت تشكيلة محيطات الأرض تحولات هائلة، وقد أدى التجمّع المتكرر وكسر الكتلة الأرضية الكبيرة إلى فتح وإغلاق أحواض المحيطات عدة مرات، ويوفر فهم هذه التغييرات السابقة رؤية حاسمة للتطور الطويل الأجل لهيئات المياه في الكوكب، ونظم المناخ، والنظم الإيكولوجية.

The Breakup of Pangaea and the Atlantic Ocean

ومنذ ما يقرب من 200 مليون عام، بدأت منطقة بانغايا المتاخمة تمزقت خلال الفترة الأولى من الجوراسية، مما أدى إلى فصل المحيط الأطلسي الأوسط عن أفريقيا، ثم انفصلت أمريكا الشمالية عن أفريقيا، ثم انفصلت أمريكا الجنوبية عن أفريقيا، ثم انفصلت عن شمال الأطلسي بعد ذلك لوحات أوراسيا وأمريكا الشمالية.

وقد استمر المحيط الأطلسي في التوسع بمعدل متوسط قدره 2.5 سنتيمتر في السنة، في حين تقلصت المناظرة في المحيط الهادئ، وأعاد فتح المحيط الأطلسي تشكيل أنماط تعميم المحيطات العالمية وكان له آثار عميقة على المناخ والتنوع البيولوجي البحري، ويوفر Encyclopaedia Britannica entry on Pangaea] جدولا زمنيا مفصلا لهذه الأحداث وسياقها.

The Tethys Sea and the Mediterranean

وكان بحر تيثيس محيطا شاسعا كان موجودا بين القارات العظمى غوندوانا إلى الجنوب ولوراسيا إلى الشمال خلال فترة نهر الميسوزي، حيث إن اللوحات الأفريقية والهندية تتحرك شمالا، خُطِّفت بحر تيثيز وأغلقت تدريجيا، وتشمل مخلفات هذا المحيط القديم البحر الأبيض المتوسط والبحر الأسود والبحر قزوين.

وقد أدى التصادم بين أفريقيا وأوراسيا إلى نشوء مناطق جبلية كبيرة مثل جبال الألب وجبال الزاغروس، حيث إن البحر الأبيض المتوسط، وهو منحدر ضحل نسبيا من داء المراهقة، يتقلص ببطء مع استمرار الطرف الأفريقي في دفعه شمالا، وتتوقع النماذج الجيولوجية أن تختفي منطقة البحر الأبيض المتوسط كليا في عشرات السنين، وأن تستبدلها نظم جبال جديدة وموائل بحرية متغيرة.

تشكيلة المحيط الجنوبي

إن المحيط الجنوبي، الذي يدور حول القارة القطبية الجنوبية، هو أصغر محيطات العالم، وقد شكل منذ ما يقرب من ٣٠ إلى ٤٠ مليون سنة عندما انفصلت أنتاركتيكا عن أمريكا الجنوبية واستراليا، ففتحت ممر الدريك، مما سمح بتطوير القطب الجنوبي، وهو تيار بحري واسع يعزل القارة القطبية الجنوبية بحرا من مياه المحيطات الحارة.

وتضطلع لجنة التنسيق الإدارية بدور حاسم في تنظيم المناخ العالمي عن طريق ربط المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والمحيط الهندي، وتيسير إعادة التوزيع العالمي للحرارة والمغذيات، كما أنها تسهم في تكوين وصيانة صحائف الجليد الضخمة في أنتاركتيكا.

الآثار المترتبة على الحياة البحرية والنظم الإيكولوجية

وقد كان لنقل القارات وأحواض المحيطات آثار عميقة على تطور الحياة البحرية وتوزيعها وتنوعها، ومن خلال تغيير تيارات المحيطات، ودرجات حرارة المياه، وتوافر المغذيات، وخلق حواجز مادية، شكلت الانجرافات القارية أنماطا بيولوجية على النطاقات الجغرافية الجيولوجية، ولا تزال هذه التغييرات تؤثر على النظم الإيكولوجية البحرية الحديثة والأماكن الساخنة للتنوع البيولوجي.

تطور الأنواع البحرية

وقد كانت الانجراف القاري عاملا رئيسيا في المضاربة والانقراض في البيئات البحرية، وعندما تفصل القارات، أصبح السكان الذين كانوا مستمرين في السابق معزولين، مما أدى إلى تطمين جميع الأنواع الجديدة التي تتطور بسبب الفصل الجغرافي، فعلى سبيل المثال، أدى فصل أمريكا الجنوبية وأفريقيا إلى وجود حيوانات بحرية متميزة في المحيطين الأطلسي والهندي، مع مسارات تطورية فريدة.

كما أدى إغلاق الطرق البحرية القديمة، مثل بحر تيثيز، إلى عزل الأنواع البحرية في البحر الأبيض المتوسط، التي أصبح الكثير منها الآن متوطنة في المنطقة، وعلى العكس من ذلك، يمكن أن يؤدي تصادم القارات إلى إنقراض أنواع المياه الضحلة حيث تختفي المجاري المائية البحرية وتضيع الموائل، وتظهر سجلات الصمامات أن فترات انخفاض مستوى سطح البحر وارتباط الشظايا القارية قد زادت التنوع البيولوجي في بعض الفئات.

التغيرات في تيار المحيطات والمناخ

إن الانجراف القاري يؤثر تأثيرا مباشرا على تداول المحيطات في العالم، وبالتوازي مع المناخ، كما أن فتح ممر دريك وتشكيل المحيط الجنوبي سمحا لسياحة القطب الجنوبي التيار القطبي بأن تتدفق دون انقطاع، مما ساعد على تهدئة الكوكب واستقرار الجليد في أنتاركتيكا، وبالمثل، فإن إغلاق جزيرة إيثموس في بنما قبل نحو ثلاثة ملايين سنة أعاد توجيه التيارات المحيطية، وتعزيز خط الخليج، وجلب المياه الأكثر دفئا إلى شمال الأطلسي.

ويُعتقد أن إعادة التنظيم هذه قد أدت دورا في بداية تذبذب نصف الكرة الشمالي عن طريق زيادة التبادل الحراري والنقل الرطب، وتؤثر التغيرات في التيارات المحيطية على ارتفاع المغذيات، والإنتاجية الأولية، وتوزيع العوالق، التي تؤثر بدورها على شبكة الأغذية البحرية بأكملها، وتبرز هذه التفاعلات الصلة الوثيقة بين التكتون والتصوير المحيطي ونظم المناخ.

النباتات الهيدروغرافية الأحيائية

وقد أنشأت تحركات القارات أقاليم بيولوجية بحرية متميزة، تتميز كل منها بتجمعات فريدة من نوعها وديناميات إيكولوجية، فعلى سبيل المثال، شكلت منطقة إندو - المحيط الهادئ، التي تم الاعتراف بها بوصفها مركز التنوع البيولوجي البحري في العالم، من خلال التاريخ التكتوني المعقد لجنوب شرق آسيا، وفتح الاندونيسي عبر التدفق، والتغيرات في مستوى البحر خلال الدورات الجليدية.

إن المحيط الأطلسي، الذي يصغر جيولوجيا، له عموما تنوع بيولوجي بحري أقل من المحيط الهادئ، ويرجع ذلك جزئيا إلى أن الوقت المتاح لمواضيع التخمين وتنويع الموائل، ويستضيف البحر الأبيض المتوسط، بوصفه ثريا من أصناف الرياضيات، مزيجا فريدا من أنواع المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ، وهو نمط يعكس ماضيه التكتوني والمناخ، ويساعد فهم هذه الأنماط على التنبؤ بكيفية استجابة الأنواع البحرية لتغير المناخ في المستقبل.

المستقبل: التنبؤ بتوزيع المحيطات

إن التكتونيات الطينية عملية مستمرة، و خريطة محيطات الأرض ستستمر في التغير على مدى ملايين السنين، ويستخدم الجيولوجيون بيانات ساتلية (مثل GPS)، وصور زلزالية، وسجلات شحومية لنموذج نماذج اللوحات المستقبلية، وبالرغم من أن هذه التنبؤات مؤقتة لأكثر من عشرات السنين بسبب تعقيد وتقلبات القوى التكتونية، فإنها توفر سيناريوهات قيمة لعمليات إعادة التوزيع في المستقبل.

حركة الطوابق الحالية وتغير المحيطات

وتتسع المحيط الأطلسي حاليا بمعدل يتراوح بين 2 و 4 سنتيمترات سنويا، ويقوده انتشار قاع البحر المستمر على طول خط الوسط الأطلسي، وعلى العكس من ذلك، فإن المحيط الهادئ يتقلص تدريجيا حيث أن قشر المحيط فيه يستهلكه مناطق فرعية حول الرنين المحيطي للبحر.

وتتجه المسودة الأسترالية نحو جنوب شرق آسيا، حيث تزيد من النشاط التكتوني في المنطقة، وتستمر الضفة الهندية في التوجه إلى منطقة أوروبا، مما أدى إلى ارتفاع عدد الهيمالايا بمعدل 5 ملليمترات سنويا، وفي شرق أفريقيا، تقسم الكتيبة الأفريقية على طول مجرى شرق أفريقيا، حيث تتجه نحو الشرق، حيث تستقر القارة الأفريقية في حوالي 20 إلى 30 مليون سنة، مما يؤدي إلى نشوء عملية جديدة من هذا الحوض الشرقي.

إن البحر الأبيض المتوسط يقترب بمعدل بطيء بسبب التقارب المستمر بين الصفائح الأفريقية والأوراسيا، وسيعيد هذا الإغلاق في نهاية المطاف تشكيل الجغرافيا الإقليمية والنظم الإيكولوجية البحرية.

المحتملة للقارات الكبرى في المستقبل وتجمعات المحيطات

ويُتوقع من علماء الجيولوجيين أن تجمع القوى التكتونية القارات مرة أخرى في غضون ما يتراوح بين 200 و 300 مليون سنة لتشكل قارة جديدة، وقد اقتُرحت عدة سيناريوهات منها:

  • Amasia: ] A supercontinent formed near the North Pole by the convergence of the Americas with Asia.
  • Pangea Proxima:] A reassembly resembling the original Pangaea, with the Atlantic closing and the Pacific expanding.
  • Novopangaea:] A formation where Africa moves northward to collide with Eurasia and the Americas, closing the Atlantic Ocean.

ومن شأن كل سيناريو أن يغير إلى حد كبير أحواض المحيطات، مما قد يؤدي إلى نشوء بحار جديدة وإغلاق البحار القائمة، وسيكون لهذه التغييرات عواقب عميقة على المناخ العالمي، وتداول المحيطات، والتنوع البيولوجي البحري.

وفي نهاية المطاف، فإن دراسة التكتونية العائمة والصحيفة القارية توفر أفكارا حيوية عن الطبيعة الدينامية لسطح الأرض والتطور المستمر لمحيطاتها وبحارها، ومن الماضي العميق إلى المستقبل البعيد، تستمر هذه العمليات الجيوفيزيائية في تشكيل جغرافية الكوكب، والمناخ، والحياة بطرق عميقة.