الحركات(الزلازل الأرضية الحديثة والبراكين)
هناك نوع من الحركات الأرضية يعرف بالحركات الأرضية السريعة.ومعظم هذه الحركات ممثلة فى الزلازل والبراكين و النشاط البركانى.وسنتناول فيما يلى الزلازل والبراكين و طرق دراستها والأدلة التى يمكن الحصول عليها من تلك الظواهر لفهم الميكانيكا العامة التى تكون القشرة الأرضية.
الزلازل
تعريف عام وسبب الزلازل
الزلازل هزات أرضية تحدث فى مناطق معينة من القشرة الأرضية بسبب أنتقال الموجات الزلزالية فى الصخور.ويظن العلماء أن السبب المباشر لحدوث الزلازل هو الأنكسار المفاجىء للصخور بسبب تعرضها للضغط أو الشد أو الأزدواج الشديد الذى يتسبب فى أنها تنفعل وتتشوه بالكسر
أستخدام تسجيل الموجات الزلزالية لدراسة الصخور
الموجات الزلزالية التى تسبب الزلازل ثلاثة أنواع:
موجات تضاغطية:
وهى تعمل مثل الموجات الصوتية,أذ تنتشر باحداث تشوه مرن فى المواد الصلبة ممثلة بنبضات متتالية من الضغط والتخلخل فى اتجاه أنتشار الموجة.وهذه الموجات سريعة الأنتشار,فهى أولى الموجات التى تصل الى أجهزة التسجيل,وتسمى بالموجات الأولية ويرمز لها بالرمز.
2-موجات مستعرضة:
وهى تعمل مثل الموجات الكهرومغناطيسية,أذ يكون الأهتزاز الذى تسببه هذه الموجات عموديا على أتجاه أنتشارها.وهذه الموجات أقل سرعة من الموجات التضاغطية,فهى تصل لأجهزة التسجيل بعد الموجات التضاغطية,لذلك تسمى الموجات المستعرضة بالموجات الثانوية,ويرمز لها بالرمزS
الموجات السطحية
الموجات السطحية
وتنشأ هذه الموجات بسبب انعكاس الموجات الزلزالية داخل القشرة التى تكون فى العادة غير متجانسة.وهذه الموجات بطيئة نسبيا وتصل لأجهزة التسجيل بعد الموجات الأولية والثانوية,وهى لا تستعمل فى الدراسات الأعتيادية للزلازل.
والجهاز المستخدم فى تسجيل الموجات الزلزالية أسمه السيزموجرام.وفى امكانه تسجيل شدة الموجات وزمن وصولها الى النقطة التى يقع فيها الجهاز.وتقاس شدة الزلازل بوحدات مقياس ريختر.
وهناك علاقة هامة يمكن استخدامها لتحديد مسافة انتقال الموجات الزلزالية من مركز نشأتها الى المحطة التى يقع فيها الجهاز,ويعرف مركز نشأة الزلزال بالنقطة البؤرية للزلزال.
وهى تختلف عن الأسقاط الرأسى لهذه النقطة البؤرية على سطح الأرض والتى تسمى بنقطة فوق المركز,والعلاقة المستخدمة لتحديد مسافة انتقال الموجات الزلزالية هى أن الفرق بين زمن وصول الموجات الأولية والثانوية يتناسب مع المسافة التى تقع بين محطة التسجيل والنقطة البؤرية للزلزال .
بأستخدام ثلاث محطات متباعدة نسبيا يمكن تحديد اسقاط المركز البؤرى للزلازل,وهذه الطريقة تعطى نتائج جيدة فى حالة الزلازل ذات المركز البؤرى الواقع على أعماق صغيرة,ولكن تحديد النقطة البؤرية بالضبط ,والعمق الذى تقع عنده يتطلب أستخدام محطات أكثر تقاربا وحسابات أكثر تعقيدا.
وقد لاحظ العلماء من خلال حساباتهم العديدة للأعماق التى تقع عليها المراكز البؤرية للزلازل أن هناك ثلاثة أنواع من الزلازل:
1- الزلازل الضحلة:
1- الزلازل الضحلة:
وهى تنشأ عند أعماق لا تزيد على 60كم
2- الزلازل متوسطة العمق:
وهى تنشأ عند أعماق تتراوح بين 60و300كم.
الزلازل العميقة:
تنشأ عند أعماق تتراوح بين 300و800كم.
وتنِشأ معظم الزلازل على أعماق صغيرة وهى الأكثر تدميرا.
البراكين
أ- أنواع البراكين وتوزيعها:
أ- أنواع البراكين وتوزيعها:
البراكين هى تراكمات من اللافا المتجمدة على سطح الأرض تكون جبالا أو قبابا مميزة الشكل.وهى فى العادة مخروطية الشكل.وفى كل منها فتحة أو عدة فتحات تخرج منها اللافا.
والبراكين الخامدة لا تخرج منها لافا قط ,أما البراكين النشيطة فينبثق منها من حيت الى أخر كميات متفاوتة من اللافا.
أهمية دراسة البراكين فى الجيولوجيا أتية من أن هذه التراكيب هى الأماكن الوحيدة التى تكون فيها اللافا قريبة من حالتها الأصلية.وهذه اللافا هى البيئة التى تتبلور فيها المعادن المكونة للصخور النارية ولكثير من الصخور الرسوبية الترابية.
وفى العادة تكون الجبال تلالا أو جبالا عالية مثل بركان كوتوباكسى الذى يقع فى جبال الأنديز فى أمريكا الجنوبية والذى يبلغ أرتفاعه 6000متر فوق سطح البحر,وهناك براكين ممثلة فقط بشقوق أو فتحات لا ترتفع كثيرا عن سطح الأرض.
وهناك نوعان أساسيان من البراكين:
1- البراكين المركبة:
اللافا التى تتكون منها هذه البراكين تتركب من مادة الأنديزيت أو الريوليت,وهى أكثر لزوجة من اللافا البازلتية,فتكون جبالا مخروطية الشكل ذات ميل كبير.وتسمى هذه البراكين بالبراكين المركبة لأن المواد الناتجة عن انفجاراتها عديدة و مختلفة.فإلى جانب اللافا شبه السائلة تقذف هذه البراكين كميات من المقذوفات البركانية و كميات كبيرة من الغازات.وتتدفق هذه الغازات بشدة لأن اللافا المكونة من الأنديزيت لا تطلق السوائل الحبيسة فى فجواتها الداخلية بسهولة مثل اللافا البازلتية,ولكن تنفجر هذه اللافا المكونة من الأنديزيت والتى هى فى حالة شبه صلبة فتنطلق الغازات بسبب هذه الأنفجارات مصحوبة بكميات كبيرة من الرماد البركانى الذى هو حبيبات دقيقة من المعادن النارية الناتجة عن تفتت اللافا أثناء الأنفجار.
وتقع البراكين المركبة النشطة حتى الأن فى المناطق القارية
التى توجد على حافة القارات بجوار أغوار محيطية عميقة.
2- البراكين الدرعية:
تتكون نتيجة لتراكم طفوح بركانية من اللافا البازلتية خلال فترات طويلة من الزمن.والمعروف أن اللافا البازلتية قليلة اللزوجة,فهى تفقد الغازات والسوائل الموجودة بداخلها بسهولة,ويمكنها الأنتشار على مسافات كبيرة.لذلك تكون البراكين الدرعية قبابا واسعة الأنتشار لطيفة الميل حيث لا يزيد عن بضع درجات.
وتقع معظم هذه البراكين فى الأحواض المحيطية على الشقوق والسلاسل الجبلية المغمورة فى قاع المحيط.
والجدير بالذكر أن اللافا البازلتية تنبثق من شقوق وفوالق طويلة دون أن تكون براكين بالمعنى الدقيق لهذا اللفظ ,فتنتشر اللافا فى هذه الحالة على مسافات كبيرة على هيئة غطاء بازلتى شبه أفقى.
ومثال ذلك الطفح البازلتى الذى غمر منطقة لاكى فى أيسلندا فى عام 1783م والذى أنبثق من شق فى الأرض طوله 32كم وغمر منطقة مساحتها 558كم2.
ب- أهمية البراكين فى معرفة طبيعة الماجما وفى شرح نظرية تكتونية الألواح:
يزودنا تحليل اللافا المنبثقة من البراكين بمعلومات عن تركيب الماجما التى تتكون منها الصخور النارية.وتبين أنه هناك نوعين من الماجما:
1- ماجما بازلتية:
تنبثق من البراكين الدرعية الموجودة فوق المناطق المحيطية وذلك يشير إلى أن الماجما فى هذه المناطق بازلتية.
2- ماجما حمضية(ريوليت):
تنبثق من البراكين المركبة الموجودة فى المناطق القارية,وماجما انديزيتية تنبثق من المناطق الواقعة على حافات القارات عند تلاقيها بالمساحات المحيطية.وكلتاهما توجد فى مناطق الجبلية الجيوسنكلينية والأغوار البحرية العميقة.وذلك يشير إلى أن تكوين القشرة القارية حمضى (جرانيتى).
و دراسة سرعة انتشار الموجات الزلزالية فى كل من الكناطق المحيطية والقارية تعضد الأستنتاجات السابقة الذكر.إذ أن سرعة أنتشار الموجات الزلزالية العميقة فى المناطق القارية تساوى سرعة أنتشارها فى الجرانيت,
وسرعة أنتشار الموجات فى أعماق القشرة المحيطية تساوى سرعة أنتشارها فى المواد البازلتية.
أما بشأن نظرية تكتونية الألواح فالأنتشار الجغرافى للبراكين المختلفة يبين أن المناطق التى تتعرض لقوى شد و إزدواج والتى تسود فيها الصدوع العادية أو صدوع الأنزلاق المضربى تكون مناطق تكوين البراكين الدرعية اللافا البازلتية.وتقع هذه المناطق فى قلوب المحيطات,أما المناطق المعرضة للضغط فهى مناطق أنتشار البراكين المركبة.
بالأضافة إلى ذلك يلاحظ أن مناطق أنتشار البراكين هى نفس مناطق توزيع المراكز البؤرية للزلازل.ويستدل العلماء من ذلك على أن هذه المناطق تمثل حدود ألتحام ألواح كبيرة مكونة للقشرة الأرضية.وبعض هذه الألواح قارى والأخر محيطى.
والأن يمكننا أن نلاحظ أنه من الممكن تميز نوعين من الحدود بين الألواح:
1- حدود ناتجة عن تأثير قوى شد و إزدواج:
تتكون على هذه الحدود شقوق تنبثق منها كميات كبيرة من اللافا البازلتية.وهى مناطق انتشار البراكين الدرعية ومراكز الزلازل الضحلة.
2- حدود ناتجة عن تأثير قوى ضغط:
ينبثق من الشقوق الموجودة فى هذه المناطق طفوح من اللافا الأنديزيتية وتتكون فى هذه المناطق البراكين المركبة.وتقع أيضا فى هذه المناطق مراكز الزلازل العميقة.
الحرارة المنبثقة من باطن الأرض
مصدر الطاقة المسببة للعمليات الداخلية (الزلازل والبراكين) هى الحرارة الموجودة فى باطن الأرض والناشئة من التحلل الذرى لبعض العناصر المشعة مثل اليورانيوم والثوريوم و البوتاسيوم.
ويقدر العلماء الحرارة المنبثقة من باطن الأرض كل عام بمقدار 10*80جول,وتفوق هذه الطاقة الطاقة المنبثقة من الزلازل والنشاط البركانى.
وتسمح الوسائل العلمية الحديثة بالقياس الدقيق لكمية الحرارة التى تنبثق من باطن الأرض فى مناطق مختلفة قرب سطح القشرة الأرضية. ومن المعروف أن الحرارة تزيد مع زيادة العمق,ويسمى هذا التزايد بالتدريج الحرارى الرأسى, وهو يختلف فى المناطق القارية عنه فى المناطق المحيطية. ففى حالة قاع البحار العميقة, لا تصل حرارة الشمس لهذه الأعماق, لذلك يمكن تحديد الحرارة المنبثقة من الأرض بتحديد إختلافات درجات الحرارة مع العمق فى الأرض, أما فى المناطق الواقعة على سطح القارات فتقاس درجة الحرارة على أعماق تزيد على 50 متر, لأن حرارة الشمس تؤثر فى ال50 متر العليا للقشرة الأرضية.
ومن المهم أن نلاحظ أن المشاهدات التى ناقشناها سابقا عن نشأة التراكيب الجيولوجية الثانوية, وأنتشار الزلازل و البراكين, والحرارة المنبثقة من باطن الأرض, تشير إلى امكانية وجود ألواح من القشرة الأرضية,وأن هناك ثلاثة أنواع من الحدود الواقعة بين الألواح وهى:
1- حدود تأثرت بقوى شد:
ومن المهم أن نلاحظ أن المشاهدات التى ناقشناها سابقا عن نشأة التراكيب الجيولوجية الثانوية, وأنتشار الزلازل و البراكين, والحرارة المنبثقة من باطن الأرض, تشير إلى امكانية وجود ألواح من القشرة الأرضية,وأن هناك ثلاثة أنواع من الحدود الواقعة بين الألواح وهى:
1- حدود تأثرت بقوى شد:
وذلك دلالة على أن الألواح تبتعد فى هذه الحدود بعضها عن بعض, وتتركز فى هذه الحدود البراكين الدرعية والمراكز البؤرية للزلازل الضحلة.
2- حدود تأثرت بقوى الأزدواج:
وذلك دليل على أن الألواح تنزلق بعضها على بعض. وتتركز على هذه الحدود المراكز البؤرية للزلازل الضحلة,ولكنها تكون خالية تقريبا من النشاط البركانى.
3- حدود تأثرت بقوى الضغط:
وذلك دليل عل أن الألواح تقترب من بعضها البعض.وتتركز على هذه الحدود المراكز البؤرية للزلازل العميقة والضحلة والبراكين المركبة, وتقع على مثل هذه الحدود السلاسل الجبلية الجيوسنكلينية والأغوار المحيطية العميقة, وتكون الحرارة المنبثقة من باطن الأرض فى مناطق الأغوار المحيطية العميقة قليلة نسبيا.
