"داخلية الأرض" دليل شامل لهيكلها وتكوينها

• Crust] — The little, solid outer shell ranging from 5 to 70 kilometers in fishness.
• Mantle] — A vast, semi-linkid layer extending to approximately 2,900 kilometers in depth.
• Core] — The dense, innermost metal region from about 2,900 kilometers down to Earth’s center at 6,371 kilometers.

إن فهم خصائص هذه الطبقات وتفاعلاتها أمر أساسي لتفسير التطور الحراري للأرض، والتوليد الميداني المغناطيسي، والنشاط التكتوني، والجيولوجيا السطحية.

الصليب

والقشرة هي طبقة خارجية للأرض، تتألف أساسا من صخرة صلبة، وإن كانت تشكل أقل من 1 في المائة من الحجم الإجمالي للأرض، فهي طبقة تدعم جميع الحياة البرية والحضارة البشرية، وتختلف القشرة اختلافا كبيرا في السماكة والتكوين والعمر، وتصنف إلى نوعين رئيسيين هما القشرة والقشرة المحيطية القارية.

قشرة قنصلية

والقشر القاري أكثر سمكاً، حيث يبلغ متوسطه ٣٠-٥٠ كيلومتراً في سميكه، وأقل كثافة بمتوسط ٢,٧ غراماً لكل سنتيمتر مكعب، وهو يتألف أساساً من صخور مغرية غنية بالسيليكا )سيو ٢( وخمر، يعرف مجتمعاً باسم السمية، وهذا القشرة أكبر من القشرة المحيطية المعروفة في بعض المناطق

ومن أمثلة القشرة القارية المناطق الدروعية الشاسعة مثل الدرع الكندي ودرع البلطيق، التي تعرض بعضا من أقدم صخور الأرض، كما أن سميك القشر القاري وازدحامه يؤثران أيضا على أحداث بناء الجبال )المتجانسات( وعلى تكوين أحواض رسوبية.

قشرة المحيط

وعلى النقيض من ذلك، فإن القشرة المحيطية هي أرق، وهي عادة ما تكون سميكة تتراوح بين ٥ و ٠١ كيلومترات، وكثافة متوسطة، تبلغ حوالي ٣ جرام لكل سنتيمتر مكعب، وهي تتألف أساسا من صخور بازلية غنية بالسمك والمغنزيوم، وهي مادة سمية جماعية، وتظل أشكال القشرة المحيطية مستمرة في أحواض وسط المحيط من خلال النشاط البركاني وتعاد إلى الوراء.

والقشر المحيطي متماثل بشكل أكثر تركيبا مقارنة بالقشر القاري، ويتألف من طبقات متميزة، بما في ذلك غطاء الرواسب، وقطع الوسائد التي تشكلت عن طريق التبريد السريع في حمّام المياه الجوفية، ومجمعات ديك الملوّنة، وصخور القمار التي تشكل أساسا، وتشكل هذه الطبقات مجتمعة الغلاف الجوي المحيطي الذي يؤدي دورا حاسما في انتشار قاع البحار ورابط التكتون.

وقف موجوفيتش (موهو)

ويعرف الحد بين القشرة والمانتل بتوقف مورووفيتش، أو Moho]، الذي يُدعى باسم عالم السيزم الكرواتي أندريا موهوروفيتش الذي اكتشفه في عام 1909، ويميز المروح بزيادة حادة في سرعة موجات السيزمية، مما يعكس انتقالا من أقل قساما.

"المانتل"

إن المعبد هو أغبى طبقة من الأرض، حيث يبلغ حجمه 84 في المائة تقريبا، ويمتد من قاعدة القشرة في نهر موهو إلى عمق يبلغ حوالي 900 2 كيلومتر، حيث يلبي اللب، ويتكون أساسا من المعادن الغنية بالفولكية الحديدية والمغنزيومية مثل الفولفين والبيروسينية، فإن الزهرة الغليونية هي من السائل الصلبة ولكن من نوعها.

Upper Mantle and the Asthenosphere

The upper mantle extends from the Moho down to about 660 kilometers depth and is subdivided into the rigid lithosphere and the underlying, partially molten asthenosphere. The lithosphere, comprising the cميكانيكيt and uppermost mantle, behaves as a brilt; rigidosphere shell.

إن تيارات الحراك داخل الغلاف الجوي نتيجة لنقل الحرارة من طبقة أعمق من الرماد - قدت حركة لوحات التكتونية، وقود الانجراف القاري، وانتشار قاع البحر، والتخصيب الفرعي، وتفضي هذه العمليات إلى تكوين وتدمير أحواض المحيطات ونطاقات الجبال، وتكتسي الخصائص المادية للغلاف الجوي وتفاعله مع الغلاف الحيوي أهمية حاسمة بالنسبة لفهم ديناميات سطح الأرض.

المنطقة الانتقالية

ويقع عمق ما بين ٤١٠ و ٦٦٠ كيلومترا على المنطقة الانتقالية للمندل، التي تتسم بتغيرات في المرحلة المعدنية بسبب زيادة الضغط، ويتحول أولفين إلى بوليمورفيات كثيفة مثل الوادي والخنمر، مما يؤثر على سرعة الموجات السيزمية وأنماط امتزاز المانغروف، وهذه المنطقة تشكل حدا يمكن أن يعيق أو يعدل بصورة مؤقتة تدفق المواد المهبلة بين أعلى وأدنى.

Mantle السفلى

ويمتد هذا المانح الأدنى من حوالي 660 كيلومترا إلى خط الحدود الأساسية إلى 900 2 كيلومتر، وهنا تصل الضغوط إلى 1.3 مليون مرة في الغلاف الجوي، وقد ترتفع درجات الحرارة إلى 700 3 درجة مئوية. وفي ظل هذه الظروف القصوى، فإن الموانع تعتمد هياكل بلورة كثيفة مثل التوليد البيروفيسكي وما بعد المحيط المتجمد.

The Core

الجوهر هو منطقة الأرض الأكثر ترابطاً، التي تتألف أساساً من الحديد والنيكل، مع كميات أقل من العناصر الخفيفة مثل الكبريت والأكسجين والسيلكون والكربون والهيدروجين، على الرغم من أنها تمثل فقط 15٪ من حجم الأرض، فهي تمثل حوالي 30٪ من كتلتها بسبب كثافة عالية، وتقسم اللب إلى القاع الخارجي السائل،

المصدر الخارجي

ويمتد اللب الخارجي من حوالي ٩٠٠ ٢ كيلومتر إلى ١٥٠ ٥ كيلومترا بعمق، وهو طبقة سوائل تتألف أساسا من الحديد المتحرك والنيكل، كما يتضح من عدم انتشار الموجات الشمسية عبر هذه المنطقة، ويولد هذا السائل المزود بالكهرباء حقل مغناطيسي للأرض من خلال آلية التناوب الحالي بين السلوكيات الأرضية.

Inner Core

إن الجوهر الداخلي هو مجال صلب يبلغ قطره نحو 220 1 كيلومتراً يقع في مركز الأرض، وعلى الرغم من درجات الحرارة التي تتجاوز 400 5 درجة مئوية مقارنة بسطح العمود الداخلي لا تزال صلبة بسبب الضغوط الهائلة التي تتجاوز 3.6 مليون جو، وتكشف الدراسات البلاستيكية أن القاع الداخلي هو الأنزوت، بمعنى أن التواؤم بين الكائنات الحية في الأرضي أسرع في الاتجاه الموازي للأرض.

تكوين داخلية الأرض

إن التركيبة الكيميائية لطبقات الأرض الداخلية تعكس التفريق المبكر للكوكب أثناء تشكيله، وقد غرقت عناصر أثقل من قبيل الحديد والنيكل نحو المركز لتكوين القاع، بينما كانت المعادن الخفيفة من المحصول تشكل الماندل والقشرة، وتؤثر توزيع العناصر على الممتلكات المادية، والتعدين، والسلوك الجيوديناميكي.

تركيبة القشرة

ويهيمن على القشرة القارية سِليكا (SiO2) والألومنيوم، بكميات كبيرة من البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم والعناصر الأثرية الأخرى، وتشمل المعادن الرئيسية التي ترسمها الصخور المحار، والفلدسبار، والميكا، والامفيبول، ويعكس هذا التنوع المعدني التاريخ الجيولوجي المعقد لتشكيل القشري القاري الذي ينطوي على المغناطيسية، وعمليات الميثامفيتامين، والرسوبية.

وعلى النقيض من ذلك، فإن القشرة الأوقيانوغرافية أغنى في الحديد والمغنيزيوم، مع المعادن المهيمنة مثل البيروسين والبلوغلاسيلا، والأولفين، وتكوينها متجانس نسبيا على الصعيد العالمي، مما يعكس عملية تشكيلها المتسقة في مرتفعات وسط المحيط.

Mantle Composition

المانح يتكون في الغالب من الصخور فوق البصمات المصنّفة على أنها منبوذات، والمعادن الرئيسية تشمل الوليفين، و أوتوبروكسين، وكرونوبيروسين، والثوم (في أعماق أكبر) تركيبة المانتل متجانسة نسبياً على نطاق واسع، ولكنها تظهر تفاوتات في عنصر التعقب ونسب النسيجية التي توفر معلومات عن الإنسان

التكوين الأساسي

ويتألف الجوهر من حوالي 85 في المائة من الحديد و5 في المائة من النيكل وحوالي 10 في المائة من العناصر الأكثر أخف مثل الكبريت والأكسجين والسليكون والكربون والهيدروجين، وهذه العناصر الخفيفة تقلل درجة حرارة الذوبان في سبائك النيكل الحديدي، وتفسر سبب بقاء اللب الخارجي سائلاً على الرغم من ارتفاع درجات الحرارة، وما زالت النسب الدقيقة لهذه العناصر خاضعة للبحوث الجارية، حيث أنها تؤثر على كثافة النيخ.

الهيكل الحراري وتدفق الحرارة

وتنشأ الحرارة الداخلية للأرض من مصدرين رئيسيين: الحرارة الأساسية ] التي خلفت من تشكيل الكوكب وتفريقه، و] الحرارة الإشعاعية ] التي ينتجها تفكك النظائر المشعة مثل اليورانيوم، والثوريوم، والبوتاسيوم في القشرة.

وهذه الحرارة تتدفق من خلال التصريف والتكفير، وربط القنابل التي تتحكم في التكتون والنشاط البركاني، كما أن تأثير الجيودينامو الذي يولد ميدان الأرض المغناطيسي يعتمد على التكتل الحراري في القاع الخارجي، وفهم التدفق الحراري للأرض أمر أساسي لاستغلال الطاقة الحرارية الأرضية، وديناميات المناديل، والتنبؤ ببؤر الساخنة البركانية.

• Primordial Heat:] Residual heat from planetary accretion and core formation.
• Radiogenic Heat:] Heat generated by radioactive decay within the Earth.
• Heat Transfer Mechanisms:] Conduction near the surface and convection in the mantle and outer core.

الأثر الجيولوجي لداخلية الأرض

إن الهيكل الداخلي والعمليات الدينامية للأرض تؤثر تأثيرا عميقا على الجيولوجيا السطحية، والمخاطر الطبيعية، وتوزيع الموارد، ومن خلال دراسة المناطق الداخلية، يمكن للجيولوجيين أن يفهموا ويتوقعوا بشكل أفضل الحركات التكتونية، والثوران البركاني، والزلازل، وتحديد أماكن الودائع المعدنية الهامة اقتصاديا.

Plate Tectonics

وتُعدّ هذه اللوحات النظرية الأساسية التي تفسر حركة لوحات الأرض المسدودة، وتقود مخروط مانتل هذه اللوحات، مما يجعلها تتجمع وتتخلل وتنزلق وتتجاوز بعضها بعضاً، وتفضي هذه التفاعلات إلى أوصال (مبنى الجبال) وتكوين أحواض المحيطات، والوادي الشائكة، والنشاط السيزمي.

النشاط البركاني

فالفولكانية تعبير سطحي عن ديناميات المناديل، إذ يحدث الإنصهار الجزئي لصخور المنغتل أثناء الاكتئاب في الحواف أو الأعمدة المنغطنة )البؤر( ومن خلال إدخال المياه في مناطق التخضير، ويوفر التكوين الكيميائي للخراط المنفجر معلومات حيوية عن تكوين المصدر المتحرك وعمق الإنحار يساعد على دراسة التكوين الحراري والتنبؤ به.

Earthquakes

وينجم عن الانطلاق المفاجئ للطاقة الراقية المتراكمة على طول الغلائط داخل الغلاف الجوي المتجمد، ويعرض تحليل توزيع الزلازل وأعماق التركيز نظرة على السلوك الميكانيكي للقشرة والعلوية العليا، ومن الجدير بالذكر أن الزلازل العميقة التركيز تحدث إلى عمق حوالي ٧٠٠ كيلومتر في إطار الخيوط الفرعية التي تشهد تحولات في مراحل الزلازل المعدنية.

التعدين وتوزيع الموارد

ويرتبط تكوين كثير من الودائع المعدنية الهامة اقتصاديا ارتباطا وثيقا بالعمليات التي تحدث داخل الأرض، ويمكن أن يركّز التكوين والتفريق المغنطيسي عناصر قيمة مثل النيكل والنحاس والفلزات الجماعية بالبلاتين والماس، وتيسر مناطق الاستنفاد تكوين رواسب النحاس الخليوي ونظم الذهب الحراري عن طريق التداول المسيل والميثمورفاوية.