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 سانتیمتر. هر کیلومتر ۱۰۰٬۰۰۰ سانتیمتر است، پس 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.