پرش به محتوای اصلی

زمین‌ساخت ورقه‌ای و گسل (علوم نهم)

بخشی از بانک سؤال طبقه‌بندی‌شده‌ی این مبحث در کوئیز سنتر — رایگان و بدون نیاز به ثبت‌نام

خلاصه‌ی درسنامه

این خلاصه‌ای از درسنامه‌ی کامل است. متن کامل با همه‌ی نکته‌ها، مثال‌های حل‌شده و جمع‌بندی، با ثبت‌نام رایگان در دسترست قرار می‌گیرد.

فصل 06 (علوم تجربی نهم)

قاره‌های متحرک

حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش همهٔ خشکی‌های زمین یک قطعهٔ واحد به نام پانگه‌آ بودند که اقیانوسی بزرگ به نام پانتالاسا آن را در بر گرفته بود. سپس پانگه‌آ به دو خشکی تقسیم شد: لورازیا در شمال (آمریکای شمالی، اروپا، آسیا بدون هند) و گُندوانا در جنوب (آمریکای جنوبی، آفریقا، هند، استرالیا، قطب جنوب)، با دریای تتیس در میانشان. بین ۸۰ تا ۵۰ میلیون سال پیش این قطعه‌ها بازهم شکستند تا قاره‌های امروزی ساخته شوند.

آلفرد وگنر، دانشمند آلمانی، بیش از یک قرن پیش به جابه‌جایی قاره‌ها پی برد اما نتوانست علت حرکت را اثبات کند. او در ۱۹۳۰ درگذشت و نظریه‌اش ۳۸ سال بعد (۱۹۶۸) رسماً اثبات شد.

شواهد وگنر: انطباق هندسی حاشیهٔ شرقی آمریکای جنوبی با غرب آفریقا، تشابه فسیل‌های یکسان در قاره‌های دور از هم، تشابه سنگ‌شناسی، و آثار مشابه یخچال‌های قدیمی.

نظریهٔ زمین‌ساخت ورقه‌ای

سنگ‌کره (پوسته + بخش سختِ بالای گوشته) از چند ورقهٔ بزرگ و کوچک ساخته شده که روی سست‌کره — بخشی از گوشته با حالت خمیری و نیمه‌مذاب — حرکت می‌کنند.

نوع ورقه چگالی در برخورد
اقیانوسی بیشتر به زیر ورقهٔ قاره‌ای فرو می‌رود
قاره‌ای کمتر روی ورقهٔ اقیانوسی می‌ماند

علت حرکت — جریان همرفتی: در پایین سست‌کره دما بالاتر است، پس چگالی کمتر می‌شود و مواد بالا می‌آیند؛ در بالای سست‌کره دما پایین‌تر و چگالی بیشتر است، پس مواد پایین می‌روند. این چرخه، جریان همرفتی نام دارد و ورقه‌ها را جابه‌جا می‌کند.

سه نوع حرکت ورقه‌ها

  • دور شدن از هم: مواد مذاب از شکاف بالا می‌آیند و ورقهٔ جدید ساخته می‌شود؛ همراه با آتشفشان و زمین‌لرزه (نمونه: کف اقیانوس اطلس).
  • نزدیک شدن (برخورد): ورقهٔ اقیانوسی به زیر ورقهٔ قاره‌ای می‌رود که به آن فرورانش می‌گویند. شکستن ورقه‌ها ← زمین‌لرزه‌های بزرگ؛ اصطکاک و افزایش دما ← ذوب سنگ ← آتشفشان؛ و در کنارش رشته‌کوه و چین‌خوردگی.
  • لغزش کنار هم (امتداد لغز): ورقه‌ها نه دور می‌شوند نه نزدیک، فقط کنار هم می‌لغزند؛ نتیجه، زمین‌لرزه‌های فراوان.

گسترش بستر اقیانوس‌ها

هری هِس در ۱۹۶۲ نشان داد مواد مذاب از وسط اقیانوس‌ها بالا می‌آیند و پس از انجماد ورقهٔ اقیانوسی جدید می‌سازند. سرعت این گسترش حدود ۵ سانتی‌متر در سال است (تقریباً به‌اندازهٔ رشد ناخن). ورقه از وسط اقیانوس به سمت ساحل می‌رود و در برخورد با ورقهٔ قاره‌ای، فرورانش رخ می‌دهد.

پیامدها

چین‌خوردگی: رسوبات در دریا به‌صورت افقی ته‌نشین می‌شوند؛ با برخورد ورقه‌ها از حالت افقی خارج، چین‌خورده و به رشته‌کوه تبدیل می‌شوند. البرز و زاگرس هر دو از همین نوع‌اند.

ایران: از وسط دریای سرخ مواد مذاب بالا می‌آیند و پوستهٔ جدید می‌سازند؛ ورقهٔ عربستان از میلیون‌ها سال پیش به سمت ایران می‌آید و برخوردش با ورقهٔ ایران رشته‌کوه زاگرس و زمین‌لرزه‌های غرب و جنوب‌غرب کشور را ساخته است. زمین‌لرزه‌ها و آتشفشان‌ها عمدتاً بر مرز ورقه‌ها منطبق‌اند؛ مهم‌ترین ناحیه، کمربند لرزه‌خیز اطراف اقیانوس آرام است.

سونامی: از زمین‌لرزه یا آتشفشان در بستر اقیانوس ساخته می‌شود، نه از باد. هرچه آب عمیق‌تر باشد سرعت و انرژی‌اش بیشتر است؛ برای همین سونامی در خلیج فارسِ کم‌عمق ضعیف‌تر از اقیانوس هند است.

گسل و درزه

هر دو شکستگی در پوسته‌اند، اما در درزه دو طرف در جای خود می‌مانند و در گسل نسبت به هم جابه‌جا می‌شوند — و همین جابه‌جایی، گسل را عامل اصلی زمین‌لرزه می‌کند.

فراتر از کتاب

  • هیمالیا از برخورد دو ورقهٔ قاره‌ای (هند و اوراسیا) ساخته شده؛ چون چگالی‌شان نزدیک است هیچ‌کدام فرو نمی‌رود، سنگ‌ها فشرده و بالا می‌آیند و کوه هنوز در حال رشد است.
  • دریای مدیترانه بازماندهٔ دریای تتیس است؛ بسته شدن آن آلپ، زاگرس و هیمالیا را ساخت.
  • راه‌راه‌های مغناطیسی کف اقیانوس: قطب مغناطیسی زمین هر چند صد هزار سال جابه‌جا می‌شود و ماگمای منجمدشده جهت همان لحظه را ثبت می‌کند؛ نوارهای متقارن دو طرف پشته، قوی‌ترین شاهد گسترش بسترند.
  • نقطهٔ داغ: همهٔ آتشفشان‌ها روی مرز ورقه نیستند؛ حرکت ورقه روی یک نقطهٔ داغِ ثابت، زنجیرهٔ جزایری مثل هاوایی می‌سازد.
  • گودال ماریانا، عمیق‌ترین نقطهٔ اقیانوس‌ها، در محل یک فرورانش است.
  • وگنر هواشناس بود، نه زمین‌شناس. امروز GPS حرکت ورقه‌ها را با دقت میلی‌متری می‌سنجد و حرف او را تأیید کرده است.

نمونهٔ کامل

سؤال. طبق درس، ورقهٔ تازه‌ساخته‌شده با سرعت حدود ۵ سانتی‌متر در سال از پشتهٔ میان‌اقیانوسی دور می‌شود. نقطه‌ای که ۲۰ میلیون سال پیش روی پشته ساخته شده، امروز تقریباً چند کیلومتر از آن فاصله دارد؟

پاسخ گام‌به‌گام: فاصلهٔ طی‌شده =5×20,000,000=100,000,000= 5 \times 20{,}000{,}000 = 100{,}000{,}000ادامهٔ فرمول را افقی ببین سانتی‌متر. هر کیلومتر ۱۰۰٬۰۰۰ سانتی‌متر است، پس 100,000,000÷100,000=1,000100{,}000{,}000 \div 100{,}000 = 1{,}000ادامهٔ فرمول را افقی ببین کیلومتر. یعنی این نقطه امروز حدود ۱۰۰۰ کیلومتر از پشته فاصله دارد.

تله‌های رایج

  • وگنر جابه‌جایی را کشف کرد، اما علت آن را اثبات نکرد.
  • معیار فرورانش چگالی است، نه اندازه یا وزن کل ورقه.
  • گسل و درزه یکی نیستند؛ تفاوت در جابه‌جایی دو طرف است.
  • نتیجهٔ هر برخورد یکسان نیست: اقیانوسی-قاره‌ای ← فرورانش و آتشفشان؛ قاره‌ای-قاره‌ای ← فقط بالا آمدن کوه.
  • حرکت ورقه‌ها بسیار کند است؛ در یک عمر ۸۰ ساله فقط حدود ۴ متر.

سؤال تستی

۵ تست با پاسخنامه‌ی تحلیلی — برای دیدن بزن

پاسخنامه‌ی تحلیلی سه‌بخشی برای هر سؤال

  • چرا گزینه‌ی درست، درست است
  • چرا هر گزینه‌ی دیگر غلط است
  • تله‌ی تستی‌ای که باید بشناسی

1. اگر دو قاره‌ای که حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش از یکدیگر جدا شده‌اند، امروزه ۵۰۰۰ کیلومتر از هم فاصله داشته باشند، سرعت متوسط دور شدن آن‌ها چند سانتی‌متر در سال بوده است؟

  • 5 cm/year5\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 25 cm/year25\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 0.25 cm/year0.25\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین
  • 2.5 cm/year2.5\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین

پاسخنامه‌ی تحلیلی

برای یافتن سرعت، مسافت باید به همان واحد سرعت (سانتی‌متر) تبدیل و بر زمان تقسیم شود: 5000 km=500,000,000 cm5000\ \text{km}=500{,}000{,}000\ \text{cm}ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ تقسیم بر 200,000,000200{,}000{,}000ادامهٔ فرمول را افقی ببین سال می‌دهد 2.5 cm/year2.5\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین. بنابراین «2.5 cm/year2.5\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «0.25 cm/year0.25\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست است چون ده برابر کوچک‌تر از مقدار درست است، احتمالاً ناشی از یک رقم اضافی در تبدیل واحد. «5 cm/year5\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست است چون دوبرابر مقدار درست است. «25 cm/year25\ \text{cm/year}ادامهٔ فرمول را افقی ببین» نادرست است چون ده برابر بزرگ‌تر از مقدار درست است، احتمالاً ناشی از فراموش‌کردن یک رقم در تبدیل کیلومتر به سانتی‌متر. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، تبدیل دقیق واحد کیلومتر به سانتی‌متر پیش از تقسیم بر زمان است؛ یک اشتباه در این تبدیل، پاسخ را ده برابر غلط می‌کند.

2. در یک ناحیه، شکستگی در پوسته مشاهده می‌شود که دو طرف آن نسبت به هم جابه‌جا نشده‌اند. این شکستگی چه نام دارد و خطر آن نسبت به نوع دیگر شکستگی چگونه است؟

  • درزه؛ کم‌خطرتر
  • گسل؛ خطرناک‌تر
  • درزه؛ خطرناک‌تر
  • گسل؛ کم‌خطرتر

پاسخنامه‌ی تحلیلی

معیار تشخیص گسل از درزه، وجود یا عدم وجود جابه‌جایی دو طرف شکستگی است، نه شدت ظاهری آن. در این مسئله دو طرف شکستگی نسبت به هم جابه‌جا نشده‌اند، پس این شکستگی درزه است. چون جابه‌جایی همان عاملی است که انرژی زمین‌لرزه را آزاد می‌کند، درزه (بدون جابه‌جایی) نسبت به گسل (با جابه‌جایی) کم‌خطرتر است. بنابراین «درزه؛ کم‌خطرتر» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «گسل؛ خطرناک‌تر» نادرست است چون این شکستگی فاقد جابه‌جایی است و طبق تعریف گسل محسوب نمی‌شود. «درزه؛ خطرناک‌تر» نادرست است چون درزه دقیقاً به دلیل نبود جابه‌جایی، کم‌خطرتر از گسل است نه خطرناک‌تر. «گسل؛ کم‌خطرتر» نادرست است چون هم نام‌گذاری (گسل) و هم سطح خطر در این گزینه اشتباه است. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، خلط دو ویژگی مستقل (نام‌گذاری بر اساس جابه‌جایی، و سطح خطر) در گزینه‌های مختلف است؛ باید هر دو بخش پاسخ هم‌زمان درست باشند.

3. کدام یک از پدیده‌های زیر معمولاً در مرزهای دورشونده (واگرا) ورقه‌ها رخ می‌دهد؟

  • هم آتشفشان و هم زمین‌لرزه
  • فقط آتشفشان و نه چیز دیگری
  • فقط زمین‌لرزه و نه چیز دیگری
  • هیچ‌کدام از این دو پدیده

پاسخنامه‌ی تحلیلی

در مرز واگرا، دو ورقه از هم دور می‌شوند؛ این دورشدن هم‌زمان دو پیامد ایجاد می‌کند: ماگما از شکاف حاصل بالا می‌آید و آتشفشان می‌سازد، و شکستن پوسته در حین این فرایند زمین‌لرزه تولید می‌کند. پس هر دو پدیده، نه فقط یکی، مشخصهٔ این نوع مرزند. بنابراین «هم آتشفشان و هم زمین‌لرزه» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «فقط آتشفشان و نه چیز دیگری» نادرست است چون زمین‌لرزه نیز به‌طور هم‌زمان در این مرز رخ می‌دهد. «فقط زمین‌لرزه و نه چیز دیگری» نادرست است چون آتشفشان نیز مشخصهٔ اصلی این مرز است. «هیچ‌کدام از این دو پدیده» نادرست است چون هر دو پدیده دقیقاً در مرز واگرا رخ می‌دهند. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، محدودکردن پیامدهای مرز واگرا به فقط یکی از دو پدیدهٔ هم‌زمان (آتشفشان یا زمین‌لرزه) است؛ درحالی‌که هر دو با هم رخ می‌دهند.

4. کدام یک از گزینه‌های زیر، جهت صحیح جریان همرفتی در سست‌کره را نشان می‌دهد؟

  • مواد داغ در بخش پایینی سست‌کره به سمت بالا حرکت می‌کنند
  • مواد داغ در بخش بالایی سست‌کره به سمت پایین حرکت می‌کنند
  • مواد داغ در پایین به سمت بالا و مواد سرد در بالا به سمت پایین حرکت می‌کنند
  • مواد سرد در بخش بالایی سست‌کره به سمت پایین حرکت می‌کنند

پاسخنامه‌ی تحلیلی

جریان همرفتی نیازمند دو حرکت هم‌زمان و مکمل است: مواد داغ (که چگالی کمتری دارند) در پایین سست‌کره به سمت بالا می‌روند، و مواد سرد (که چگالی بیشتری دارند) در بالای سست‌کره به سمت پایین می‌روند. فقط گزینه‌ای که هر دوی این حرکت‌ها را هم‌زمان و در جهت درست بیان کند، توصیف کاملی از جریان همرفتی است. بنابراین «مواد داغ در پایین به سمت بالا و مواد سرد در بالا به سمت پایین حرکت می‌کنند» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «مواد سرد در بخش بالایی سست‌کره به سمت پایین حرکت می‌کنند» نادرست است چون تنها نیمی از چرخه را بیان می‌کند و دربارهٔ مواد داغ چیزی نمی‌گوید. «مواد داغ در بخش پایینی سست‌کره به سمت بالا حرکت می‌کنند» نیز نادرست است چون تنها نیمهٔ دیگر چرخه را بیان می‌کند. «مواد داغ در بخش بالایی سست‌کره به سمت پایین حرکت می‌کنند» نادرست است چون جهت و موقعیت مواد داغ را کاملاً برعکس واقعیت بیان می‌کند. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، بسنده‌کردن به توصیف نیمی از چرخهٔ همرفتی (فقط مواد داغ یا فقط مواد سرد) به‌جای بیان کامل و هم‌زمان هر دو حرکت است.

5. حدود 200200ادامهٔ فرمول را افقی ببین میلیون سال پیش، خشکی‌های زمین به‌صورت یک ابرقاره به نام پانگه‌آ وجود داشت. این ابرقاره پس از تقسیم، به دو خشکی بزرگ لورازیا و گندوانا تبدیل شد که توسط دریای تتیس از هم جدا می‌شدند. کدام گزینه ترکیب قاره‌های لورازیا و گندوانا را به‌درستی نشان می‌دهد؟

  • لورازیا: آمریکای شمالی، اروپا، آسیا (بدون هند)؛ گندوانا: آمریکای جنوبی، آفریقا، هند، استرالیا، قطب جنوب
  • لورازیا: آمریکای شمالی، اروپا، آسیا (با هند)؛ گندوانا: آمریکای جنوبی، آفریقا، استرالیا، قطب جنوب
  • لورازیا: آمریکای شمالی، اروپا؛ گندوانا: جنوبگان، آفریقا، آمریکای جنوبی، آسیا، استرالیا
  • لورازیا: آمریکای شمالی، اروپا، آسیا (بدون هند)؛ گندوانا: آمریکای جنوبی، آفریقا، استرالیا، قطب جنوب

پاسخنامه‌ی تحلیلی

پس از تقسیم پانگه‌آ، دو ابرقاره پدید آمد: لورازیا در شمال شامل آمریکای شمالی، اروپا و آسیا (بدون هند)، و گندوانا در جنوب شامل آمریکای جنوبی، آفریقا، هند، استرالیا و قطب جنوب؛ این دو با دریای تتیس از هم جدا می‌شدند. تنها گزینه‌ای که هر دو ترکیب را کامل و بدون هیچ جابه‌جایی قاره‌ای درست بیان کند، پاسخ صحیح است. بنابراین «لورازیا: آمریکای شمالی، اروپا، آسیا (بدون هند)؛ گندوانا: آمریکای جنوبی، آفریقا، هند، استرالیا، قطب جنوب» درست است. رد گزینه‌های نادرست: «لورازیا: ... آسیا (با هند)؛ گندوانا: ... بدون هند» نادرست است چون هند اشتباهاً در لورازیا قرار داده شده، در حالی که هند بخشی از گندواناست. «لورازیا: آمریکای شمالی، اروپا؛ گندوانا: جنوبگان، آفریقا، آمریکای جنوبی، آسیا، استرالیا» نادرست است چون آسیا را به‌اشتباه در گندوانا و نه لورازیا قرار داده است. «لورازیا: ... بدون هند؛ گندوانا: آمریکای جنوبی، آفریقا، استرالیا، قطب جنوب» نادرست است چون هند به‌طور کامل از هر دو فهرست حذف شده است. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، جایگاه هند است؛ بسیاری تصور می‌کنند چون هند امروز بخشی از آسیاست، پس باید در لورازیا باشد، درحالی‌که در زمان تقسیم پانگه‌آ هند بخشی از گندوانا بود.

نمونه سؤال تشریحی

۳ سؤال امتحانی با پاسخ نمونه — برای دیدن بزن

۱. قاره‌ها در گذشته یک خشکی بزرگ را تشکیل می‌دادند. الف) نام این خشکی و اقیانوس پیرامون آن را بنویسید. ب) شرح دهید چگونه پانگه‌آ به قاره‌های کنونی تبدیل شد.

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) خشکی بزرگ پانگه‌آ نام داشت و اقیانوس پیرامون آن پانتالاسا بود.
ب) پانگه‌آ ابتدا به دو خشکی شمالی لورازیا و جنوبی گندوانا تقسیم شد و دریای تتیس میان آن‌ها قرار داشت. سپس این خشکی‌ها به قطعات کوچک‌تر گسستند و در گذر زمان به جایگاه کنونی قاره‌ها رسیدند. این شواهد نشان می‌دهد موقعیت قاره‌ها در زمان زمین‌شناختی ثابت نبوده است.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل ششم» — بخشِ «مفهوم اصلی: پانگه‌آ»
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل ششم» — بخشِ «مراحل تقسیم پانگه‌آ»

نکته مهم:
پانگه‌آ و پانتالاسا را با هم اشتباه نگیرید؛ یکی خشکی و دیگری اقیانوس بود.

۲. وگنر از چند نوع شباهت در قاره‌های دور از هم برای پشتیبانی از جابه‌جایی قاره‌ها استفاده کرد. الف) سه شاهد را نام ببرید. ب) توضیح دهید چرا انطباق ساحل به‌تنهایی برای استدلال علمی کافی نیست.

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) انطباق هندسی حاشیهٔ شرقی آمریکای جنوبی با غرب آفریقا، یافتن فسیل‌های مشابه، سنگ‌شناسی مشابه و آثار یخچال‌های قدیمی از شواهد جابه‌جایی قاره‌ها هستند.
ب) شباهت شکل ساحل می‌تواند سرنخی برای کنار هم بودن خشکی‌ها باشد، اما شاهدهای مستقل مانند یکسان‌بودن فسیل‌ها، سنگ‌ها و آثار یخچالی استدلال را تقویت می‌کنند. هم‌خوانی چند نوع داده از توضیح‌های تصادفی می‌کاهد و فرضیه را علمی‌تر می‌سازد.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل ششم» — بخشِ «شواهد جابه‌جایی قاره‌ها»

نکته مهم:
برای پشتیبانی از یک فرضیه، شواهد گوناگون را کنار هم بررسی کنید.

۳. سنگ‌کره از ورقه‌هایی تشکیل شده که روی سست‌کره حرکت می‌کنند. الف) هر دو لایه را از نظر ساختار توصیف کنید. ب) چگالی ورقهٔ اقیانوسی و قاره‌ای را مقایسه و پیامد آن را هنگام برخورد تحلیل کنید.

پاسخ نمونه

پاسخ کامل:
الف) سنگ‌کره پوسته و بخش سخت بالایی گوشته را دربرمی‌گیرد و به ورقه‌های جداگانه تقسیم شده است؛ سست‌کره بخشی از گوشته با رفتار خمیری و نیمه‌مذاب است که ورقه‌ها روی آن حرکت می‌کنند.
ب) ورقهٔ اقیانوسی چگالی بیشتری از ورقهٔ قاره‌ای دارد؛ ازاین‌رو هنگام برخورد معمولاً زیر ورقهٔ قاره‌ای فرومی‌رود. معیار فرورانش چگالی است، نه اندازه یا مساحت ظاهری ورقه‌ها.

کجا بخوانم:
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل ششم» — بخشِ «تعریف»
درسنامهٔ «علوم تجربی نهم _ فصل ششم» — بخشِ «انواع ورقه»

نکته مهم:
سنگ‌کره سخت است، اما ورقه‌هایش روی سست‌کره جابه‌جا می‌شوند.

مباحث مرتبط

ادامه‌ی این مبحث رو ببین

با ثبت‌نام رایگان، به بانک کامل سؤال، شبیه‌ساز کنکور و تحلیل پیشرفت دسترسی داری

ثبت‌نام رایگان