أكبر طبقات الأرض حجمًا هي طبقة الستار، والمعروفة أيضًا باسم الوشاح. يبلغ سمكها حوالي 2900 كيلومتر، وهي تشكل حوالي 84% من حجم الأرض. تقع هذه الطبقة بين القشرة الأرضية الخارجية وطبقة اللب. تتميز طبقة الوشاح بأنها صلبة في الغالب، ولكنها تتصرف كسائل ذو لزوجة شديدة للغاية. ترتفع درجة حرارتها من 1600 درجة فهرنهايت في الجزء العلوي إلى حوالي 4000 درجة فهرنهايت بالقرب من القاع. هذا التباين في درجات الحرارة يجعل الستار مسؤولاً عن حركة الصفائح التكتونية في القشرة الأرضية. تُقسَم طبقة الوشاح إلى طبقة علوية تمتد من نهاية القشرة حتى عمق 670 كيلومترًا وطبقة سفلية تمتد من 670 كيلومترًا حتى حوالي 2900 كيلومتر تحت السطح. تتحرك هذه الطبقات بثبات، ويحدث فيها انتقال حراري يؤثر على توزيع الطبقات التكتونية في القشرة. من ناحية أخرى، تتكون الأرض من طبقتين أخريين: اللب الخارجي واللب الداخلي. اللب الخارجي يتراوح سمكه بين 2253 كيلومتر، ويكون في حالة سائلة منخفضة اللزوجة بسبب درجة حرارته المرتفعة للغاية، تتراوح بين 4000 إلى 9000 درجة فهرنهايت. بينما اللب الداخلي، بسمك 1287 كيلومتر، يكون في الحالة الصلبة على الرغم من درجة حرارته المرتفعة التي تصل إلى أكثر من 9800 درجة فهرنهايت، وذلك بسبب الضغوط العالية التي تتراوح بين 330 و360 جيجا باسكال.
- الستار (الوشاح): هي أكبر طبقة في الأرض من حيث الحجم وتشكل حوالي 84% من حجم الأرض. تتراوح سمكها حوالي 2900 كيلومتر.
- طبقة الوشاح تقع بين القشرة الأرضية الخارجية وطبقة اللب.
- طبقة الوشاح صلبة في الغالب ولها لزوجة عالية.
- درجة حرارة طبقة الوشاح تزداد كلما اتجهنا نحو الأعماق، حيث تصل إلى حوالي 4000 درجة فهرنهايت بالقرب من القاع.
- تباين درجات الحرارة في طبقة الوشاح يؤثر على حركة الصفائح التكتونية في القشرة الأرضية.
- طبقة الوشاح تقسم إلى طبقة علوية وسفلية، حيث تتحرك هذه الطبقات بثبات وتساهم في توزيع الصفائح التكتونية.
- الأرض تتكون أيضًا من طبقتين أخريين: اللب الخارجي واللب الداخلي. اللب الخارجي سائل منخفض اللزوجة، بينما اللب الداخلي صلب على الرغم من درجة حرارته العالية بسبب الضغوط العالية.
تفاصيل حول طبقة الستار (الوشاح) الأرضية
- التركيب والسماكة:
- الوشاح العلوي: يبدأ من نهاية القشرة ويمتد حتى عمق 670 كيلومتر.
- الوشاح السفلي: يمتد من 670 كيلومتر إلى حوالي 2900 كيلومتر تحت السطح.
- تتكون هذه الطبقة بشكل أساسي من الصخور النارية مثل البيريدوتيت.
- الخصائص الفيزيائية:
- اللزوجة: يتصرف الوشاح كسائل لزج للغاية، مما يسمح بتدفق بطيء للمواد داخله.
- الحالة الفيزيائية: على الرغم من كونه صخريًا، إلا أن بعض أجزائه تُظهر خصائص تشبه السائل تحت الضغط والحرارة العالية.
- درجة الحرارة:
- في الوشاح العلوي: تبدأ من حوالي 1600 درجة فهرنهايت.
- في الأجزاء الأعمق: تصل إلى حوالي 4000 درجة فهرنهايت.
- الدور الجيولوجي:
- الديناميكا الحرارية: الوشاح يتحرك بثبات بفضل الانتقال الحراري، مما يؤدي إلى تحرك المواد الحارة صعودًا والباردة هبوطًا.
- تأثيره على القشرة: هذا الحركة تؤثر على توزيع الصفائح التكتونية، وبالتالي تسبب الزلازل والبراكين.
- التفاعل مع القشرة:
- الهزات الأرضية: تحدث بشكل أساسي في القشرة نتيجة للضغط الناتج عن حركة الصفائح، ولكن يمكن أن تحدث أيضًا في الوشاح.
- الدراسات الحديثة:
- التطورات التكنولوجية: أدت إلى فهم أعمق للوشاح، مع استخدام نماذج حاسوبية لمحاكاة الضغوط والحرارة الشديدة.
- الأبحاث الزلزالية: توفر بيانات حول خصائص الوشاح من خلال تحليل الأمواج الزلزالية.
- الضغط والحرارة:
- تتسبب الضغوط والحرارة العالية في تغييرات في الخصائص الفيزيائية للمواد الموجودة في الوشاح، مما يؤثر على العمليات الجيولوجية.
معلومات عن طبقة الوشاح من اذاعة صوت مدرستي
- الماء في الوشاح: اكتشف العلماء وجود الماء محبوسًا داخل المعادن في طبقة الوشاح. هذا الماء ليس في حالته السائلة ولكنه مرتبط ببنية المعادن. يعتقد أن هذا الماء قد يؤثر على خصائص الوشاح، بما في ذلك لزوجته وديناميكية حركته.
- الأحجار الكريمة من الوشاح: بعض الأحجار الكريمة مثل الألماس، تتكون في طبقة الوشاح وتنتقل إلى السطح عبر الانفجارات البركانية. تعد هذه الأحجار دليلًا على الظروف القاسية في أعماق الأرض.
- التكوين الكيميائي المتغير: على الرغم من أن الوشاح يتكون بشكل أساسي من الصخور النارية، إلا أن تكوينه الكيميائي قد يختلف بشكل طفيف في مناطق مختلفة. يؤثر هذا التباين على كيفية تحرك الصفائح التكتونية وعلى النشاط البركاني.
- الحركة البطيئة: الوشاح يتحرك بشكل بطيء جدًا، بسرعات تقاس بالسنتيمترات في السنة. ومع ذلك، فإن هذه الحركة البطيئة لها تأثير كبير على حركة الصفائح التكتونية والعمليات الجيولوجية الأخرى على سطح الأرض.
- الأبحاث الزلزالية: تستخدم الدراسات الزلزالية لفهم خصائص الوشاح، حيث تساعد الأمواج الزلزالية العلماء على رسم خريطة للتغيرات في تركيب وخصائص الوشاح.
- التوازن الإشعاعي: يحتوي الوشاح على عناصر مشعة مثل اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم. تحلل هذه العناصر يولد حرارة، وهي عملية تساهم بشكل كبير في الحرارة الداخلية للأرض.
- التباين في الكثافة والحركة: تختلف كثافة الوشاح في أماكن مختلفة، مما يؤثر على حركة الصفائح التكتونية. تتسبب هذه الاختلافات في حركات تصاعدية وهبوطية داخل الوشاح، مؤثرةً على ديناميكية الأرض الداخلية.
- دوره في دورة الكربون: يعتقد العلماء أن الوشاح يلعب دورًا في دورة الكربون على الأرض. يمكن للكربون أن ينتقل من القشرة إلى الوشاح والعكس، مما يؤثر على مستويات الكربون في الغلاف الجوي والمحيطات.
- الأحجار النارية: بعض الصخور النارية التي نجدها على سطح الأرض، مثل البازلت، تأتي من الوشاح. تكشف هذه الصخور عن معلومات مهمة حول تكوين الوشاح وتاريخه.
اكتشافات جديدة
- النمذجة الحاسوبية والمحاكاة: التقدم في الحوسبة يسمح بإجراء محاكاة متقدمة للعمليات الجيولوجية في الوشاح. هذه المحاكاة تساعد في فهم كيفية تأثير الوشاح على الديناميكية الأرضية، بما في ذلك حركة الصفائح التكتونية والبراكين.
- اكتشاف المعادن الجديدة: تم العثور على معادن جديدة داخل الألماس الذي يأتي من الوشاح، مما يوفر دلائل حول الظروف البيئية والكيميائية في أعماق الأرض.
- دراسات العينات البركانية: تحليل العينات البركانية من مناطق مختلفة حول العالم يساهم في توفير معلومات عن التنوع الكيميائي والحراري داخل الوشاح.
- استكشافات عبر الأقمار الصناعية: تقنيات الأقمار الصناعية المتطورة تسمح برصد الظواهر الجيولوجية مثل الزلازل والانزلاقات الأرضية، مما يساعد في تحليل تأثيرات الوشاح على القشرة الأرضية.
- دراسة الألماس: الألماس الذي ينتقل من الوشاح إلى السطح يحتوي على شوائب تعطي فكرة عن الظروف الكيميائية والفيزيائية في أعماق الأرض.
تاريخ اكتشاف طبقة الوشاح (الستار)
اكتشاف وفهم طبقة الوشاح تطور بشكل كبير على مر السنين، مع تقدم النظريات الجيولوجية وتحسن تقنيات البحث.
نظرية الانجراف القاري
- في عام 1912، قدم ألفريد فيجنر نظرية الانجراف القاري، مقترحًا أن القارات كانت متحدة فيما يعرف بـ “بانجيا” وأنها تفرقت عبر الزمن. على الرغم من أن فيجنر لم يركز بشكل مباشر على الوشاح، إلا أن نظريته مهدت الطريق لفهم ديناميكيات الأرض الداخلية التي تحرك القارات.
تطوير نظرية الصفائح التكتونية
- في الستينيات من القرن العشرين، تم التوصل إلى نظرية الصفائح التكتونية، والتي قدمت فهمًا متكاملًا لكيفية تحرك القارات فوق الأرض وتفسير الزلازل والبراكين وتشكيل الجبال. هذه النظرية أكدت دور الوشاح في ديناميكية الصفائح التكتونية عبر آلية الحمل الحراري.
اكتشافات حول الوشاح
- كانت هناك نقاشات حول بنية الوشاح السفلي وكيفية نقل الحرارة فيه، حيث توصل بعض العلماء إلى أن الصفائح الليثوسفيرية المغمورة قد تستقر في الوشاح السفلي، بينما يعتقد آخرون بأن الوشاح السفلي قد يكون غير متحرك ولا ينقل الحرارة عبر الحمل الحراري.
دور آرثر هولمز
- في 1929، قدم آرثر هولمز فكرة أن الوشاح يخضع للحمل الحراري، مقترحًا آلية محتملة لانجراف القارات. هذه الفكرة لم تلق اهتمامًا كبيرًا حتى الستينيات، عندما بدأت اكتشافات حول قاع المحيط والبيانات المغناطيسية من القاع البحري تدعم فكرة الحمل الحراري في الوشاح والتي أسهمت في تطوير نظرية انتشار قاع البحر.
التطورات الحديثة
- استمرت البحوث والاكتشافات في توفير فهم أعمق لطبقة الوشاح، بما في ذلك الاكتشافات حول المياه المحبوسة في المعادن والدور الذي يلعبه الوشاح في دورة الكربون وفي الأنظمة الجيولوجية الأرضية.
في رحلتنا الاستكشافية حول أكبر طبقات الأرض، والتي عرفناها بأنها طبقة الستار أو الوشاح، نجد أن التاريخ الجيولوجي لكوكبنا مليء بالاكتشافات المثيرة والتطورات العلمية الهامة. من نظرية الانجراف القاري لألفريد فيجنر إلى تطور نظرية الصفائح التكتونية في الستينيات، كانت كل خطوة في هذا المسار محطة مهمة نحو فهم أعمق لديناميكيات الأرض وطبقاتها. طبقة الستار، بكل خصائصها من اللزوجة والحرارة والحركة، لا تزال تكشف أسرارها بفضل التقدم المستمر في التكنولوجيا والطرق البحثية. هذه الطبقة الضخمة والعميقة، التي تشكل أكبر طبقات الأرض، ليست مجرد كتلة صخرية ثابتة، بل هي عنصر حيوي يساهم في تشكيل الجغرافيا السطحية لكوكبنا، من خلال الزلازل والبراكين وحركة الصفائح التكتونية. بلا شك، ستواصل الأبحاث المستقبلية إلقاء الضوء على المزيد من الأسرار حول طبقة الوشاح، مما يعزز فهمنا للعمليات الجيولوجية التي تشكل كوكب الأرض.
