القشرة الأرضية: كل ما تحتاج إلى معرفته

القشرة الأرضية هي طبقة رقيقة للغاية من الصخور التي تشكل القشرة الصلبة الخارجية لكوكبنا. من الناحية النسبية ، سمكها يشبه سمك تفاحة. تصل إلى أقل من نصف 1 في المائة من إجمالي كتلة الكوكب ولكنها تلعب دورًا حيويًا في معظم الدورات الطبيعية للأرض.

يمكن أن تكون القشرة أكثر سمكًا من 80 كيلومترًا في بعض البقع وأقل من كيلومتر واحد في مناطق أخرى. تحته يكمن عباءةوهي طبقة من صخور سيليكات يبلغ سمكها حوالي 2700 كيلومتر. يمثل الوشاح الجزء الأكبر من الأرض.

تتكون القشرة من العديد من أنواع الصخور المختلفة التي تنقسم إلى ثلاث فئات رئيسية: نارية, المتحولة و رسوبي. ومع ذلك ، نشأت معظم تلك الصخور إما الجرانيت أو البازلت. الوشاح السفلي مصنوع من الزبرجد. بريدجمان ، المعدن الأكثر شيوعًا على الأرضموجود في الوشاح العميق.

لم نكن نعرف أن الأرض لها قشرة حتى أوائل القرن العشرين. حتى ذلك الحين ، كل ما عرفناه هو أن كوكبنا يتذبذب فيما يتعلق بالسماء كما لو كان لها قلب كبير وكثيف - على الأقل ، أخبرتنا الملاحظات الفلكية بذلك. ثم جاءت الزلازل ، التي جلبت لنا نوعًا جديدًا من الأدلة من الأسفل: سرعة الزلازل.

تقيس السرعة الزلزالية السرعة التي تنتشر بها موجات الزلازل عبر المواد المختلفة (أي الصخور) تحت السطح. تميل السرعة الزلزالية داخل الأرض ، مع بعض الاستثناءات المهمة ، إلى التعمق مع العمق.

في عام 1909 ، أنشأت ورقة أعدتها عالمة الزلازل أندريا موهوروفيتش تغييرًا مفاجئًا في السرعة الزلزالية - انقطاع من نوع ما - بعمق حوالي 50 كيلومترًا في الأرض. ترتد عنه الموجات الزلزالية (تنعكس) وتنحني (تنكسر) أثناء مرورها ، بنفس الطريقة التي يتصرف بها الضوء عند الانقطاع بين الماء والهواء. هذا الانقطاع الذي يحمل اسم انقطاع Mohorovicic أو "Moho" هو الحد المقبول بين القشرة والعباءة.

القشرة و الصفائح التكتونية ليسوا متشابهين. الصفائح أثخن من القشرة وتتكون من القشرة بالإضافة إلى الوشاح الضحل تحتها. ويسمى هذا المزيج المكون من طبقتين صلب وهشالغلاف الصخري ("طبقة صخرية" باللاتينية العلمية). تكمن ألواح الغلاف الصخري على طبقة من صخرة الوشاح الأكثر نعومة وأكثر البلاستيك تسمى الغلاف الوهمي ("طبقة ضعيفة"). يسمح الأثينوسفير للوحات بالتحرك ببطء فوقها مثل طوف في طين سميك.

نحن نعلم أن الطبقة الخارجية للأرض تتكون من فئتين كبيرتين من الصخور: البازلتية والجرانيتية. تكمن الصخور البازلتية في قاع البحار والصخور الجرانيتية تشكل القارات. نحن نعلم أن السرعات الزلزالية لهذه الأنواع الصخرية ، كما تم قياسها في المختبر ، تتطابق مع تلك التي شوهدت في القشرة إلى أسفل حتى Moho. لذلك نحن واثقون من أن Moho يمثل تغييرًا حقيقيًا في كيمياء الصخور. إن Moho ليست حدودًا مثالية لأن بعض الصخور القشرية وصخور الوشاح يمكن أن تتنكر مثل الأخرى. ومع ذلك ، لحسن الحظ ، فإن كل من يتحدث عن القشرة ، سواء من حيث الزلازل أو البترول ، يعني نفس الشيء.

بشكل عام ، هناك نوعان من القشرة: القشرة المحيطية (البازلتية) والقشرة القارية (الجرانيت).

تغطي القشرة المحيطية حوالي 60 بالمائة من سطح الأرض. قشرة المحيطات رقيقة وشابة - لا يزيد سمكها عن 20 كم لا يزيد عمرها عن 180 مليون سنة. كل شيء أقدم تم سحبه تحت القارات الاندساس. ولدت القشرة المحيطية عند التلال وسط المحيط ، حيث يتم تفكيك الصفائح. عند حدوث ذلك ، يتم تحرير الضغط على الوشاح الأساسي ويستجيب الزبرجد هناك من خلال البدء في الذوبان. يصبح الجزء الذي يذوب الحمم البازلتية ، التي ترتفع وتنفجر بينما ينضب الباردوتايت المتبقي.

تهاجر التلال وسط المحيط فوق الأرض مثل Roombas ، مستخرجًا هذا المكون البازلت من الزبرجد الزبدي أثناء سيرها. هذا يعمل مثل عملية التكرير الكيميائي. تحتوي الصخور البازلتية على المزيد من السليكون والألمنيوم أكثر من الزبرجد المتخلف ، والذي يحتوي على المزيد من الحديد والمغنيسيوم. كما أن الصخور البازلتية أقل كثافة. فيما يتعلق بالمعادن ، يحتوي البازلت على المزيد من الفلسبار والأمفيبول ، وأوليفين وبيروكسين أقل ، من الزبرجد. في الاختزال الجيولوجي ، تكون قشرة المحيطات مافيك بينما الوشاح المحيطية هي فائقة الصدف.

قشرة المحيطات ، كونها رقيقة جدًا ، هي جزء صغير جدًا من الأرض - حوالي 0.1 في المائة - ولكنها حياتها تعمل الدورة على فصل محتويات الوشاح العلوي إلى بقايا ثقيلة ومجموعة أخف من البازلت الصخور. كما أنه يستخرج ما يسمى بالعناصر غير المتوافقة ، والتي لا تتناسب مع معادن الوشاح وتتحرك إلى تذوب السائل. وهذه بدورها تتحرك في القشرة القارية مع تقدم تكتونيات الصفائح. في هذه الأثناء ، تتفاعل القشرة المحيطية مع مياه البحر وتحمل بعضها إلى الوشاح.

القشرة القارية سميكة وقديمة - يبلغ متوسط ​​سمكها حوالي 50 كم وحوالي 2 مليار سنة - وتغطي حوالي 40 في المائة من الكوكب. في حين أن جميع القشرة المحيطية تقريبًا تحت الماء ، فإن معظم القشرة القارية معرضة للهواء.

تنمو القارات ببطء على مدار الوقت الجيولوجي حيث يتم سحب القشرة المحيطية ورواسب قاع البحر تحتها عن طريق الاندساس. تحتوي البازلت النازل على الماء والعناصر غير المتوافقة مضغوطة منها ، وترتفع هذه المادة لتحفز المزيد من الذوبان في ما يسمى بمصنع الاندساس.

تتكون القشرة القارية من صخور الجرانيت ، والتي تحتوي على المزيد من السليكون والألمنيوم من القشرة المحيطية البازلتية. لديهم أيضا المزيد من الأكسجين بفضل الغلاف الجوي. الصخور الجرانيتية أقل كثافة من البازلت. من حيث المعادن ، الجرانيت يحتوي على المزيد من الفلسبار وأقل أمفيبول من البازلت وتقريبا لا يوجد بيروكسين أو زيتون. كما أن لديها وفرة كوارتز. في الاختزال الجيولوجي ، تكون القشرة القارية مجوفة.

تشكل القشرة القارية أقل من 0.4 في المائة من الأرض ، ولكنها تمثل نتاج عملية تكرير مزدوجة ، أولاً عند التلال في منتصف المحيط والثانية في مناطق الاندساس. إن المقدار الكلي للقشرة القارية ينمو ببطء.

العناصر غير المتوافقة التي تنتهي في القارات مهمة لأنها تحتوي على العناصر المشعة الرئيسية اليورانيوموالثوريوم والبوتاسيوم. هذه تخلق حرارة ، مما يجعل القشرة القارية تعمل مثل بطانية كهربائية فوق الوشاح. الحرارة تلين أيضًا الأماكن السميكة في القشرة ، مثل هضبة التبت، ويجعلهم ينتشرون جانبيا.

القشرة القارية مزدهرة للغاية بحيث لا يمكنها العودة إلى الوشاح. هذا هو السبب ، في المتوسط ​​، قديم جدًا. عندما تصطدم القارات ، يمكن أن تتكاثف القشرة إلى ما يقرب من 100 كم ، ولكن هذا مؤقت لأنه ينتشر بسرعة مرة أخرى. يميل الجلد الرقيق نسبيًا من الحجر الجيري والصخور الرسوبية الأخرى إلى البقاء في القارات ، أو في المحيط ، بدلاً من العودة إلى الوشاح. حتى الرمال والطين التي يتم غسلها في البحر تعود إلى القارات على الحزام الناقل للقشرة المحيطية. إن القارات هي ميزات دائمة ومستقلة ذاتيًا لسطح الأرض.

القشرة هي منطقة رقيقة ولكنها مهمة حيث تتفاعل الصخور الساخنة والجافة من الأرض العميقة مع الماء والأكسجين على السطح ، مما يصنع أنواعًا جديدة من المعادن والصخور. وهي أيضًا المكان الذي يمزج فيه النشاط التكتوني ويخلط هذه الصخور الجديدة ويحقنها بالسوائل النشطة كيميائيًا. وأخيرًا ، القشرة هي موطن الحياة ، والتي لها تأثيرات قوية على كيمياء الصخور ولها أنظمة خاصة بها لإعادة تدوير المعادن. كل التنوع المثير للاهتمام والقيم في الجيولوجيا ، من الخامات المعدنية إلى طبقات سميكة من الطين والحجر ، تجد منزلها في القشرة وليس في أي مكان آخر.

وتجدر الإشارة إلى أن الأرض ليست هي الهيئة الكوكبية الوحيدة ذات القشرة. فينوس وميركوري والمريخ وقمر الأرض لها واحدة أيضًا.

حررت بواسطة بروكس ميتشل