إن قشرة الأرض هي أكثر قذيفة صلبة في كوكبنا، تشكل الأساس الذي تقوم عليه الحياة الأرضية، هذه الطبعة الرقيقة والدينامية ليست بطانية موحدة، إنها مركب من مختلف أنواع الصخور والأعمار والسماكة التي تؤثر مباشرة على المناظر الطبيعية، وتوزيع الموارد، والأخطار الطبيعية،

ما هو قشر الأرض؟

قشرة الأرض هي طبقة الكوكب الخارجية، تجلس فوق المعبد وتفصل عنها بواسطة موروفيتشيك إنقطعت من أعماق المحيط إلى 15 كيلومتراً،

وفي الواقع، فإن القشرة تُصنع بالكامل تقريباً من الصخور المرنة والرواسب والميثاموروفية التي تتكون من معادن مختلفة، وأكثر العناصر وفرة في القشرة القارية هي الأوكسجين والسيليكون والكائنات والكالسيوم والبوتاسيوم والمغنزيوم.

الغلاف الجوي: القشرة و مانتل العليا معا

ومن المهم التمييز بين القشرة وحدها وبين الغلاف الجوي ، الذي يشمل القشرة والجزء الأكثر صلابة من المرجل، ويُقسم الغلاف الجوي إلى لوحات تكتونية تتحرك فوق الغلاف الجوي الأكثر صخرة، وبالتالي فإن القشرة ليست كيانا معزولا؛ وهي أعلى طبقات متحركة من هذه اللوحات.

أنواع القشرة

الجيولوجيون يصنفون قشرة الأرض إلى نوعين رئيسيين بناء على التركيبة والسمك والكثافة: قشرة قنصلية و ] والقشرة المحيطية . ويختلف هذان النوعان من القشريات اختلافا كبيرا، كما هو موجز في الجدول أدناه (التصور).

قشرة قنصلية

The continental crust forms the continents and continental shelves. It is generally fisher (averaging 30-40 km, up to 70 km under mountain belts) and less dense (average density=2.7 g/cm3) than oceanic crust. Its composition is dominated by granitic rocks (felsic), rich in silica and aluminum-often referred to as

قشرة المحيط

القشرة المحيطية تقع تحت محيطات العالم، وتمتد على مسافة 5-10 كيلومترات فقط في سميكها، وهي أساس في التركيبة، ويهيمن عليها باسالت (أجزاء صخرية مائية غنية بالسكك الحديدية والمغنزيوم)، مما يجعلها أكثر كثافة (~3.0 غ/سم3).

"اللاير" داخل قشرة الأرض

وفي حين أن القشرة كثيرا ما تناقش كطبقة واحدة، فإن لها هيكلا داخليا، ويمكن تقسيم القشرة القارية، على وجه الخصوص، إلى مناطق عليا ومتوسطة وأقل استنادا إلى نوع الصخور والممتلكات المادية، كما أن القشرة المحيطية، التي تتسم بضعفها وأكثر تجانسا، توجد طبقات داخلية متميزة تشكلت أثناء إنشائها في مراكز الانتشار.

"الكروست الأعلى"

والقشرة القارية العليا هي الجزء الذي نتفاعل معه مباشرة، وهي تتألف أساسا من الصخور الرسوبية ] (مثل الحجر الرملي، الحجر الخزفي، والشلال) و الصخور الاصطناعية ، وتحتوي هذه المنطقة على معظم أنواع الرواسب الأحفورية الأرضية، والمياه الجوفية.

الصليب الأوسط

وتتكون هذه القوى من أعلى القشرة، التي تتراوح بين 10 و 20 كيلومترا تقريبا، من القشرة الوسطى، وهنا، تكون درجات الحرارة والضغوط أعلى، مما يجعل الصخور تصبح ] تيمورفيك (مثلا، تكسر الجبال، وثدي الصدر، وكمبيئية)

القشرة السفلى

وتمتد القشرة الدنيا من حوالي 20 كيلومتراً إلى حد موهو (حوالي 30 إلى 40 كيلومتراً تحت القارات)، وتتألف هذه الطبقة من الصخور الشهيرة ، مثل الصخور المرنة المتحركة من القمار ودرجة عالية مثل الرجولييت، ويمكن أن تتجاوز درجات الحرارة هنا 800 درجة مئوية، وتستوعب الضغوط الهائلة.

أوقيانوسيا

إن القشرة المحيطية، وإن كانت نحيفة، لها هيكل محدد جيداً يكشف عن طريق الحفر والدراسات السيزمية.

  • Layer 1:] Unconsolidated marine sediments (clay, ooze, siliceous deposits) a few hundred meters fish.
  • Layer 2:] Basaltic mediation lavas and sheet flows, typically 1-2 km fish, formed as magma quenches in contact with seawater.
  • Layer 3:] Sheeted dike complex and gabbroic rocks, the solidified magma chambers that fed the lavas. This layer is about 4-6 km fish and represents the bulk of the oceanic crust.

أسفل لاير 3، الموهو يُحدّدُ الحدودَ مَع المُحَدِّدِيِ المُحَقَدِّيِ.

تشكيلة قشرة الأرض

ولم يظهر القشرة على الفور؛ فقد شكلت وتطورت أكثر من بلايين السنين من خلال مزيج من التفريق الكواكبي المبكر والعمليات التي تستخدم فيها صفائح التكتونية.

التفريق في الأرض المبكرة

بعد تشكيل الأرض قبل حوالي 4.5 مليار سنة، كان الكوكب مُتذمراً إلى حد كبير، عناصر ثقيلة مثل الحديد والنيكل قد غرقت لتشكل اللب، بينما ارتفعت المُخلّفات الأيسر لتشكل القشرة المُضللة والقشرة البدائية، وقد كان هذا القشرة الأولى مشابهاً للتشكيلات البصلية، لكنّة كانت تُعيد تدويرها بسرعة بقصف مُضّيّدّد وُضٍ مُب

التكتونية والتجديد الصليبي

The modern motor of crust formation is plate tectonics]. At divergent boundaries (mid-ocean ridges), upwelling mantle melt to form new oceanic crust. At convergent boundaries, oceanic crust is subducted, melted, and re-emerges as volcantion new crct

كما يسهم النشاط البركاني في تكوين القشرة على الأرض، كما أن البراكين الساخنة مثل تلك الموجودة في هاواي ويلوستون تنتج كميات كبيرة من الحمم البصلي والهيوليكي التي توطد وتسمّن القشرة المغشوشة، وبالمثل، ] الشظايا القاعية [مثلاً، فإن الصمامات الجديدة في أفريقيا تقود إلى حديد.

الطقس والتآكل والترسب

وفي حين أن العمليات التكتونية والبركانية تبني القشرة، فإن العمليات السطحية تمزقها، وتكسر الطحالب الصخور في الجسيمات الأصغر، وتنقلها التآكل، وتخلق الترسبات في الأحواض طبقات من الرواسب، وتدفن هذه الرواسب وتُصقل في نهاية المطاف إلى صخور رسوبية، وتصبح جزءا من القشرة العليا.

لماذا مشاكل الأرض

والقشرة هي أكثر من مجرد طبقة جيولوجية؛ وهي مرحلة لجميع الأنشطة البشرية تقريبا والظواهر الطبيعية التي تؤثر على حياتنا.

مؤسسة الموئل والنظم الإيكولوجية

إن سطح القشرة يوفر الغطاء المادي للتربة، الذي يدعم الزراعة والنظم الإيكولوجية الطبيعية، والتكوين الكيميائي للصخور القشرية يؤثر على خصوبة التربة، مثلا، تولد التربة الغنية بالفلور، بينما تولد الغرانيت تربة رملية، تربة أقل خصبة، كما أن هيكل القشرة يتحكم في أنماط الصرف الصحي، وتدفق المياه الجوفية، وتوزيع الأراضي الرطبة والطبقات الجوفية.

الموارد الطبيعية

  • Minerals and Metals:] The crust contains economically valuable deposits of copper, iron, gold, aluminum, and rare earth elements, often concentrated by hydrothermal activity or magmatic processes.
  • Fossil Fuels:] Oil, natural gas, and coal are stored in sedimentary basins within the upper crust.
  • Geothermal Energy:] Heat from the deep crust and mantle can be harnessed where the crust is little or fractured, such as in Iceland or the western United States.
  • Groundwater:] Porous and fractured crustal rocks hold freshwater that supplies billions of people.

الأخطار الطبيعية

كما أن نفس القوى التي تكوّن الجبال وتخلق الموارد تنتج أيضاً الزلازل والثورات البركانية وأمواج تسونامي، فهم الهيكل القشري - لا سيما النظم العاطلة، والغرف المغنمة، وحدود الصفائح التي لها أهمية حاسمة لتقييم المخاطر والتخفيف منها، فعلى سبيل المثال، فإن عالمي الدي في أندرياس في كاليفورنيا يساعدان على إحداث تحول في كل طبقة من طبقات الزلازل.

The Carbon Cycle and Climate

القشرة تلعب دوراً رئيسياً في تنظيم مناخ الأرض من خلال دورة الكربون التي تُثير في الغلاف الجوي والتي تُحدث في الأرض

الرسوم الجيولوجية التي شكلها الصليب

التفاعل بين القوات الداخلية والعمليات السطحية يُنقّشُ مجموعة متنوعة من أشكال الأرض على قشرة الأرض، هنا بعض أبرز الملامح، مع أمثلة وأصولها.

الجبال

وتبنى الجبال في المقام الأول حدود لوحات متطابقة. Fold mountains] like the Himalayas form when two continental plates collide, crumpling and up upgrading the crus. ]Ftal-block mountains[Fduction-T:3] like the Sierra Nevada arise from extensional forces

الوادي ووادي الشقيقة

فالوادي هي مناطق منخفضة يمكن أن تنقشها الأنهار (على شكل واحد)، والأنهار (على شكل سطحي)، أو التي تشكلها امتدادات تكتونية. وادي ريفت مثل سفح شرق أفريقيا وشارع ريو غراند حيث يتم تفكيك القشرة في بعض الأحيان، مما يؤدي إلى تآكل طبقة من الكواكب.

البلاستيك والبلاتاوس

البلاستيك واسع، المناطق المسطحة غالباً ما تُخدر بالتسلسلات الرسوبية السميكة، على سبيل المثال، تم بناء الصلصة العظمى من أمريكا الشمالية من الرواسب التي تتآكل من جبال الروك.

الأوقيانوغرافية

تحت الأمواج، القشرة تخلق جسور وسط المحيط، السهول الهاوية، الجبال البحرية، خنادق المحيط العميق، على سبيل المثال، حيث تُوجد الخناق الفرعية لبطولة المحيط الهادئ تحت قلعة ماريانا الصغيرة، تشكل الجزء الأعمق من قشر الأرض، والقشرة هناك تُجبر على التدوير في عملية إعادة التدوير.

كيف يستكشف العلماء قشرة الأرض

وتقتصر المراقبة المباشرة للقشرة على التجاوزات السطحية والألغام العميقة، ولكن العلماء يستخدمون مجموعة متنوعة من الأساليب غير المباشرة لفهم هيكلها الداخلي.

موجات سيزمية

وتولد الزلازل موجات زلزالية (ب-وايف وقاذورات S-waves) تسافر عبر الأرض، ومن خلال تحليل كيفية إنتكاس هذه الأمواج وتفكك الحدود مثل موهو، يمكن للفيزياء الجيوفيزيائية أن ترسم خرائط سميك القشرة وطبقتها، وهذه الأداة الرئيسية المستخدمة لتحديد هيكل القشرة، سواء على الأرض أو على مستوى المحيط.

التفريغ العميق

Projects like the Kola Superdeep Borehole] in Russia have drilled over 12 kilometers into the continental crust, providing direct samples of rocks from depths that otherwise remain inaccessible. The Integrated Ocean Drilling Program (IODP) has drillt layer

الدراسات الجيوكيميائية والبتروولوجية

تحليل العينات الصخرية من السطح - خاصة من الرافعات القديمة و الكرتونات البركانية (أجزاء القشرة الأعمق التي جمعها الماما) - يُعطي الجيوكيميائيين أدلة على التركيب ودرجة الحرارة في العمق، ويساعد التأريخ الكامل لهذه الصخور على تحديد عمر مختلف القطع الصدرية.

الدراسات الاستقصائية للاستشعار عن بعد والجاذبية

الأقمار الصناعية المجهزة بآلات الرادار و قياس الجاذبية يمكن أن ترسم خرائط للتغيرات في ميدان الأرض الجاذبية، والتي تعكس الاختلافات في السماكة القشرية والكثافة. بعثة الوكالة الوطنية للسواتل GRACE ، على سبيل المثال، قدمت بيانات تستخدم لتصوير هيكل القشرة والمنسف الجليدية في القشور والقارات (external link).

النهج التعليمية لدراسة القشرة

بالنسبة للمعلمين والطلاب، قشرة الأرض توفر فرص لا نهاية لها للتعلم العملي، وهنا بعض الأفكار العملية:

نماذج الفصول

إنشاء نموذج شامل لعدة قطاعات للقشرة باستخدام القشرة أو النسيج، ومعرفة الألوان المختلفة لتمثيل القشرة العليا والمتوسطة والأدنى، وإضافة طبقة موهو، ويمكن للطلاب أن يصفوا الحدود ويناقشوا المكان الذي تحدث فيه الزلازل والبراكين، وتساعد النماذج الثلاثة الأبعاد لحدود الصفائح على تصور كيفية إنشاء القشرة وتدميرها.

مختبرات التعرف على الصخور والمعادن

جمع عينات من الصخور المغمورة (القشرة القاحلة)، والبصل (القشرة المحيطية)، ومختلف الصخور الميثاموروفية مثل الزنان، وهل يصف الطلاب نسيجهم ولونهم وكثافة هذه الممتلكات، ويعادون هذه الممتلكات إلى العمق الذي يتكون منه كل نوع من أنواع الصخور عادة.

المثلثات الميدانية والجولات الافتراضية

زيارة المواقع الجيولوجية المحلية مثل طرق الطرق أو المحاجر أو الأنهار التي تعرض الطبقات القشرية، وإذا لم تكن الرحلات الميدانية ممكنة، استخدم جولات افتراضية من الخدمة الوطنية للمتنزهات ] أو منصة غوغل للتعليم الأرضي لاستكشاف سمات مثل منطقة كانيان أو الوسطي.

أنشطة تحليل البيانات

استخدام بيانات سيزمية حقيقية من الشبكات العالمية لرسم خرائط سميك القشرة في قارات مختلفة، ويمكن للطلاب مقارنة سمك القشور المحيطي والقاري، ثم ربط الاختلافات بالارتفاع، ويتيح IRIS Seismic Monitor ] إمكانية الحصول على بيانات الزلازل والنماذج التعليمية (الصلة الخارجية).

خاتمة

إن هيكل قشرة الأرض هو موضوع غني وجوهري يمتد إلى الجيولوجيا والجغرافيا وعلم البيئة، ومن القشرة المحيطية الرقيقة الكثيفة إلى القشرة القارية السميكة، ومن المنطقة العليا المزروعة إلى الأعماق الأقل من الخناق، فإن كل طبقة تُروي قصة تكوين وتحول وتغيُّر مستمر، فهم هذا الهيكل يعطينا الأدوات اللازمة لتحديد مواقع الموارد الطبيعية والتنبؤ بها والتخفيف من حدتها.