لدى الجيولوجيين تفسير - نظرية علمية - لكيفية تصرف سطح الأرض تسمى تكتونية الصفائح. التكتونية تعني بنية واسعة النطاق. تقول "تكتونية الصفائح" إن البنية الواسعة النطاق للقذيفة الخارجية للأرض هي عبارة عن مجموعة من اللوحات. (انظر الخريطة)
الصفائح التكتونية
لا تتطابق الصفائح التكتونية مع القارات والمحيطات على سطح الأرض. تمتد صفيحة أمريكا الشمالية ، على سبيل المثال ، من الساحل الغربي للولايات المتحدة وكندا حتى منتصف المحيط الأطلسي. وتشمل صفيحة المحيط الهادئ جزءًا من كاليفورنيا بالإضافة إلى معظم المحيط الهادئ (انظر قائمة اللوحات). وذلك لأن القارات وأحواض المحيط جزء من قشرة الأرض. لكن الصفائح مصنوعة من الصخور الباردة والصلبة نسبيًا ، وتمتد أعمق من القشرة إلى الوشاح العلوي. يُطلق على جزء الأرض الذي يتكون من الألواح الغلاف الصخري. يبلغ متوسط سمكها حوالي 100 كيلومتر ، لكن هذا يختلف اختلافًا كبيرًا من مكان إلى آخر. (نرى حول الغلاف الصخري)
الغلاف الصخري صخور صلبة ، صلبة وقاسية كالصلب. وتوجد أسفلها طبقة أكثر ليونة وأكثر سخونة من الصخور الصلبة تدعى "الأسينوسفير" ("es-THEEN-osphere") وتمتد إلى عمق حوالي 220 كيلومتر. لأنه في درجات الحرارة الحارة ، تكون صخرة الكرة الأرضية ضعيفة (تعني كلمة "الوهن" ضعيفة في اللغة اليونانية العلمية). لا يمكن أن يقاوم الإجهاد البطيء وينحني بطريقة بلاستيكية ، مثل قطعة من الحلوى التركية. في الواقع ، فإن الغلاف الصخري يطفو على سطح الكرة الأرضية رغم أن كلاهما صخر صلب.
حركات لوحة
تتغير اللوحات باستمرار ، وتتحرك ببطء فوق الكرة الأرضية. "ببطء" يعني أبطأ من نمو أظافر الأصابع ، لا يزيد عن بضعة سنتيمترات في السنة. يمكننا قياس تحركاتهم مباشرة عن طريق GPS وغيرها من طرق القياس (الجيوديسية) لمسافات طويلة ، وتظهر الأدلة الجيولوجية أنهم تحركوا بنفس الطريقة في الماضي. على مدى ملايين السنين ، سافرت القارات إلى كل مكان في العالم. (نرى قياس لوحة الحركة)
تتحرك اللوحات فيما يتعلق ببعضها البعض من خلال ثلاث طرق: تتحرك معًا (تتلاقى) ، أو تتحرك بعيدًا (متباعدة) أو تتحرك خلف بعضها البعض. لذلك يقال عادةً أن اللوحات تحتوي على ثلاثة أنواع من الحواف أو الحدود: متقاربة ، متباعدة وتتحول.
- في التقارب ، عندما تجتمع الحافة الأمامية للوحة مع لوحة أخرى ، تتحول إحداها إلى الأسفل. وتسمى الحركة الهبوطية الانكسار. تنتقل الصفائح المرسومة إلى داخل الكرة الأرضية وتختفي تدريجياً. (نرى حول المناطق المتقاربة)
- تتباعد الصفائح البركانية في المناطق البركانية في أحواض المحيط ، وهي تلال وسط المحيط. هذه شقوق ضخمة طويلة حيث ترتفع الحمم البركانية من أسفل وتتجمد إلى شقوق جديدة الغلاف الصخري. يتم تفكيك جانبي الكراك باستمرار ، وبالتالي تكتسب الألواح مادة جديدة. تعد جزيرة أيسلندا الشمالية الأطلنطية مثالًا رئيسيًا على منطقة متباعدة فوق مستوى سطح البحر. (نرى حول المناطق المتباينة)
- حيث تتحرك لوحات الماضي بعضها البعض يسمى الحدود تحويل. هذه ليست شائعة مثل الحدود الأخرى. ال سان أندريس خطأ كاليفورنيا هو مثال معروف. (نرى حول التحويلات)
- تسمى النقاط التي تلتقي فيها حواف ثلاث لوحات بوصلات ثلاثية. إنها تتحرك عبر سطح الأرض استجابةً للحركات المختلفة للوحات الثلاث. (نرى تقاطعات ثلاثية)
تستخدم خريطة الرسوم المتحركة الأساسية للوحات هذه الأنواع الحدودية الثلاثة فقط. ومع ذلك ، فإن العديد من حدود الألواح ليست خطوطًا حادة ، بل مناطق منتشرة. إنها تصل إلى حوالي 15 في المائة من الإجمالي العالمي وتظهر في خرائط لوحة أكثر واقعية. تشمل الحدود المنتشرة في الولايات المتحدة معظم ألاسكا ومقاطعة Basin و Range في الولايات الغربية. معظم الصين وإيران كلها مناطق حدودية منتشرة أيضًا.
ما يفسر التكتونية الصفائح
تكتونية الصفائح تجيب على العديد من الأسئلة الجيولوجية الأساسية:
- على الأنواع الثلاثة المختلفة من الحدود ، تخلق حركة الألواح أنواعًا مميزة من أعطال الزلازل. (نرى أنواع الأخطاء في باختصار)
- ترتبط معظم السلاسل الجبلية الكبيرة بتقارب الصفائح ، والإجابة على الغموض الذي طال أمده. (انظر مشكلة الجبل)
- تشير الدلائل الحفرية إلى أن القارات كانت متصلاً ذات يوم متباعدة اليوم ؛ حيث بمجرد أن أوضح هذا من قبل صعود وسقوط الجسور البريةواليوم نعلم أن حركات الصفيحة مسؤولة.
- قاع البحر في العالم شاب من الناحية الجيولوجية لأن القشرة المحيطية القديمة تختفي عن طريق الاندثار. (نرى عن الإنجاب)
- ترتبط معظم البراكين في العالم بالاندثار. (انظر حول قوس البركانية)
تتيح لنا الصفائح التكتونية أيضًا طرح أسئلة جديدة والإجابة عليها:
- يمكننا أن نبني خرائط للجغرافيا العالمية في الماضي الجيولوجي - خرائط جغرافية قديمة - ونمذجة المناخات القديمة.
- يمكننا دراسة كيف الانقراض الجماعي ترتبط بآثار الصفائح التكتونية مثل البركانية. (نرى الانقراض: على مصير الأنواع)
- يمكننا أن ندرس كيف أثرت تفاعلات الألواح على التاريخ الجيولوجي لمنطقة معينة.
أسئلة الصفائح التكتونية
يدرس علماء الأرض العديد من الأسئلة الرئيسية حول تكتونية الصفائح نفسها:
- ما الذي يحرك اللوحات؟
- ما الذي يخلق البراكين في "النقاط الساخنة" مثل هاواي التي تقع خارج مناطق الاندساس؟ (نرى نقطة ساخنة البديل)
- ما مدى صلابة الصفائح ، وما مدى دقة حدودها؟
- متى بدأت تكتونية الصفائح ، وكيف؟
- كيف يتم توصيل الصفائح التكتونية بغطاء الأرض أدناه؟ (نرى عن عباءة)
- ماذا يحدث للوحات الموصوفة؟ (نرى موت اللوحات)
- ما نوع الدورة التي تمر بها مواد اللوحة؟
تكتونيات الصفائح فريدة من نوعها على الأرض. لكن التعلم عنها خلال الأربعين سنة الماضية أعطى العلماء العديد من الأدوات النظرية لفهم الكواكب الأخرى ، حتى تلك التي تدور حول النجوم الأخرى. بالنسبة لبقية منا ، تعد الصفائح التكتونية نظرية بسيطة تساعد على فهم وجه الأرض.