سنگ کره، آب کره، هواکره (نهم)
این مبحث دو درس «چهرهٔ زمین» و «آب فراوان، هوای پاک» را پوشش میدهد. اول با چهار محیط سازندهٔ زمین آشنا میشویم، بعد ناهمواریها و عواملی که آنها را میسازند و میسایند را میبینیم، و در پایان سراغ اقیانوسها، لایههای جو و عوامل مؤثر بر آبوهوا میرویم.
چهار محیط زمین
زمین از چهار محیط ساخته شده که با هم شرایط زندگی را فراهم میکنند:
- سنگکره (لیتوسفر): بخش خارجی و جامد زمین که از سنگ و خاک تشکیل شده است.
- آبکره (هیدروسفر): همهٔ آبهای زمین؛ اقیانوسها، دریاها، دریاچهها، رودها، آبهای زیرزمینی، یخچالهای طبیعی و نزولات جوی (باران و برف).
- هواکره (اتمسفر): لایهای از گازها که دور تا دور زمین را فرا گرفته و ترکیب آن ۷۸٪ نیتروژن، ۲۱٪ اکسیژن و ۱٪ سایر گازها است.
- زیستکره (بیوسفر): محیطی که در آن حیات وجود دارد.
نکتهٔ کلیدی: زیستکره یک لایهٔ مستقل و همتراز با سه محیط دیگر نیست؛ بلکه برآیند و محصول آنهاست. سنگکره بستر زندگی را میسازد، آبکره آب لازم را میدهد و هواکره اکسیژن و محافظت را فراهم میکند؛ حاصلِ همپوشانی این سه، زیستکره است.
خشکیها و آبها
۷۱ درصد سطح زمین را آب و تنها ۲۹ درصد را خشکی تشکیل میدهد. این توزیع در دو نیمکره یکسان نیست:
| نیمکره | خشکی | آب |
|---|---|---|
| شمالی | ۴۰٪ | ۶۰٪ |
| جنوبی | ۱۸٪ | ۸۲٪ |
چون خشکیها بیشتر در شمال متمرکزند، نیمکرهٔ شمالی را نیمکرهٔ خشکی و نیمکرهٔ جنوبی را نیمکرهٔ آب مینامند. قارههای جهان هم عبارتاند از آسیا، اروپا، آفریقا، آمریکا، و استرالیا و اقیانوسیه.
ناهمواریها
سطح خشکیها صاف نیست. جلگه و دشت سرزمینهای پست و همواراند و در نقشه با رنگ سبز نشان داده میشوند؛ جلگههای پهناور معمولاً کنار دریاها یا در امتداد رودهای بزرگ شکل میگیرند. فلات سرزمینی نسبتاً هموار اما مرتفع است که از اطراف به سرزمینهای پست ختم میشود و بلندترین فلات جهان فلات تبت در آسیاست. کوه ناهمواری بلندی است که روی فلاتها یا به شکل رشتهکوه پدیدار میشود.
| ویژگی | کوه جوان | کوه پیر |
|---|---|---|
| ارتفاع | بسیار بلند | کمارتفاع |
| قله | نوکتیز | گنبدی |
| شیب دامنه | تند | ملایم |
| شکل دره | V شکل (تنگ) | U شکل (باز) |
| علت | فرسایش کم | فرسایش زیاد |
| مثال | هیمالیا، آند | کوههای اسکاندیناوی |
بلندترین نقطهٔ زمین قلهٔ اورست با ۸۸۴۸ متر و عمیقترین نقطه گودال ماریانا با ۱۱۰۲۲ متر زیر آب است.
عوامل تغییر ناهمواریها
چهرهٔ زمین همیشه ثابت نبوده و سه دسته عامل آن را تغییر میدهند.
۱. عوامل درونی: طبق نظریهٔ ورقههای زمین (تکتونیک ورقهای)، پوستهٔ زمین به ورقههای بزرگی تقسیم شده که روی بخش خمیریشکل گوشته حرکت میکنند. سرعت این حرکت فقط چند سانتیمتر در سال است، اما در طول میلیونها سال تغییرات عظیمی میسازد. نتیجهٔ حرکت ورقهها بسته به نوع آن فرق میکند: نزدیکشدن و برخورد ← چینخوردگی و رشتهکوه؛ شکستن و جابهجا شدن ← گسل و دره؛ خروج مواد مذاب ← کوه آتشفشانی. گسل شکستگی پوسته است که بخشی از آن بالا میرود (کوه) و بخشی پایین (دره). ماگما مواد مذاب داخل زمین است که پس از خروج از دهانهٔ آتشفشان لاوا نام میگیرد.
۲. عوامل بیرونی: اینها ناهمواریهای ساختهشده را فرسوده میکنند: هوازدگی (تجزیه و خردشدن سنگها بر اثر آب، دما و هوا)، فرسایش آبی، فرسایش بادی و فرسایش یخچالی. پس یک چرخهٔ دائمی داریم: عوامل درونی میسازند، عوامل بیرونی میسایند.
۳. عوامل انسانی: ساخت سد و دریاچهٔ مصنوعی، تونل و جاده، معدنکاری و کشت پلکانی، همگی چهرهٔ ناهمواریها را تغییر میدهند.
اقیانوسها و حرکات آب دریا
پنج اقیانوس جهان عبارتاند از آرام، اطلس، هند، منجمد شمالی و منجمد جنوبی. اقیانوس آرام هم پهناورترین و هم عمیقترین اقیانوس جهان است.
کف اقیانوسها هم مانند خشکی ناهموار است و از ساحل به سمت اعماق این ترتیب را دارد: فلات قاره ← شیب قاره ← دشت اقیانوسی ← گودال اقیانوسی. فلات قاره (ایوان خشکی) ناحیهای کمعمق (کمتر از ۲۰۰ متر) در محل تماس اقیانوس با خشکی است و به دلیل وجود منابع نفت و گاز و مناطق ماهیگیری، اهمیت اقتصادی زیادی دارد. شیب قاره بخشی است که پس از فلات قاره شیب ناگهانی به سمت اعماق پیدا میکند.
آب دریا سه نوع حرکت دارد: موج (حرکت سطحی آب)، جزر و مد (بالا و پایین رفتن منظم آب بر اثر جاذبهٔ ماه و خورشید) و جریانهای دریایی (حرکت انبوه آب در مسیرهای مشخص). جریان گرم سرمای زمستان مناطق مجاور را کم میکند و جریان سرد سرما را شدیدتر میکند؛ محل تلاقی جریان گرم و سرد مهمترین مناطق صید ماهی جهان است، مانند نیوفوندلند و شرق ژاپن.
اقیانوسها منبع غذا، راه حملونقل کمهزینه، سرچشمهٔ غیرمستقیم آب شیرین (تبخیر ← باران) و محل گردشگریاند؛ اما با سه تهدید انسانی روبهرویند: آلودگی شیمیایی (زبالههای سمی و پلاستیک)، زبالهٔ اتمی (پسماند پرتوزای رآکتورها) و صید بیرویه که به موجودات فرصت تولیدمثل نمیدهد. در برابر این تهدیدها، ۱۹۰ کشور عضو سازمان ملل توافق کردند معاهدهٔ بینالمللی حفاظت از اقیانوسها را امضا کنند.
هواکره و لایههای آن
هواکره از سطح زمین تا ارتفاع حدود ۳۰۰۰ کیلومتر ادامه دارد. لایههای آن از پایین به بالا: وردسپهر (تروپوسفر) از ۰ تا حدود ۱۸ کیلومتر که محل تشکیل ابر و همهٔ تغییرات آبوهوایی است و مهمترین لایه برای زندگی به شمار میرود؛ پوشنسپهر (استراتوسفر) از ۱۸ تا ۵۰ کیلومتر که لایهٔ اوزون در آن قرار دارد؛ سپس میانسپهر (مزوسفر)، دماسپهر (ترموسفر)، یونسپهر که امواج رادیویی را بازمیتاباند و برونسپهر (اگزوسفر) که لبهٔ فضاست.
عوامل مؤثر بر آبوهوا
۱. زاویهٔ تابش و عرض جغرافیایی: نزدیک استوا تابش عمودی است و گرما بیشتر؛ نزدیک قطبها تابش مایل است و گرما کمتر. بر همین اساس زمین به مناطق سرد (مجاور قطبها)، معتدل و گرم (بین رأسالسرطان و رأسالجدی) تقسیم میشود. قاعدهٔ کلی: هرچه از استوا به سمت قطبها برویم، دما کاهش مییابد.
۲. دوری و نزدیکی به دریا: خشکی سریع گرم و سریع سرد میشود، اما آب دیر گرم و دیر سرد میشود. نتیجه اینکه شهرهای ساحلی نسبت به شهرهای همعرضِ داخل خشکی، زمستان ملایمتر و تابستان خنکتر دارند؛ یعنی دریا باعث اعتدال دما میشود، نه لزوماً گرمتر شدن. برای نمونه در دیماه دمای برگن (کنار اقیانوس) حدود ۲+ درجه است، در حالی که سنپترزبورگ در همان عرض جغرافیایی حدود ۱۰− درجه دارد.
۳. ارتفاع: به ازای هر ۱۰۰۰ متر افزایش ارتفاع، دما حدود ۶ درجهٔ سانتیگراد کاهش مییابد، چون هوا رقیقتر و فشار کمتر میشود. کوهها همچنین میتوانند مانع نفوذ تودههای مرطوب شوند و جهت وزش باد را تغییر دهند.
۴. فشار هوا و باد: فشار هوا نیرویی است که وزن ستون هوا بر سطح زمین وارد میکند و با فشارسنج اندازهگیری میشود. هوای گرم منبسط و سبک است، فشار کمی دارد و بالا میرود؛ هوای سرد متراکم و سنگین است، فشار زیادی دارد و پایین میآید. باد یعنی جابهجایی هوا از ناحیهٔ پرفشار به ناحیهٔ کمفشار. در کمربندهای فشار زمین، استوا کانون فشار کم با هوای گرم و مرطوب است؛ مدارهای رأسالسرطان و رأسالجدی کانون فشار زیاد با هوای گرم و خشک؛ و مناطق قطبی کانون فشار زیاد با هوای سرد و خشک.
انسان و گرمایش زمین
علت اصلی گرمایش زمین، افزایش گازهای گلخانهای (بخار آب، دیاکسیدکربن، متان و اوزون) در جو بر اثر سوختهای فسیلی، خودروها و فعالیتهای صنعتی است. این گازها بهطور طبیعی در جو وجود دارند و مفیدند، اما افزایش مصنوعیشان تعادل دمایی زمین را بر هم میزند. پیامدها: ذوب یخهای قطبی، بالا آمدن سطح آب دریاها، زیر آب رفتن نواحی ساحلی و جزیرهها، طولانیشدن خشکسالی در نواحی گرم و افزایش سیلاب.
اشتباههای رایج
- زیستکره لایهٔ چهارمِ جداگانه نیست؛ همان بخشهایی از سه محیط دیگر است که حیات در آن ممکن شده.
- فلات با کوه فرق دارد: ملاک، هموار بودن سطح است نه فقط ارتفاع.
- درهٔ U شکل حاصل یخچال است، نه فرسایش رودخانه.
- نزدیکی به دریا یعنی اعتدال، نه گرمتر بودن مطلق.
- جزر و مد از جاذبهٔ ماه و خورشید است، نه از باد یا چرخش وضعی زمین.
نمونه سؤال
سؤال ۱: کوهی را میبینیم که قلههای آن نوکتیز است، دامنههایش شیب تندی دارد و درههای میان آنها به شکل V باریک دیده میشود. این کوه به کدام دسته تعلق دارد و علت اصلی این ویژگیها چیست؟
۱) کوه پیر، چون فرسایش زیادی روی آن اثر گذاشته است.
۲) کوه جوان، چون فرسایش هنوز فرصت کافی برای ساییدن آن نداشته است.
۳) کوه آتشفشانی، چون فقط آتشفشانها قلهٔ نوکتیز دارند.
۴) فلات، چون ارتفاع بالایی دارد.
پاسخ تشریحی: قلهٔ نوکتیز، دامنهٔ تند و درهٔ V شکل دقیقاً ویژگیهای کوه جوان است، چون فرسایش هنوز زمان کافی برای ساییدن قله و پهنکردن دره نداشته است. کوههای پیر برعکس، قلهٔ گنبدی، دامنهٔ ملایم و درهٔ U شکل دارند. آتشفشان دستهٔ جداگانهای بر پایهٔ شکل قله نیست و فلات هم سطحی هموار دارد نه قلهٔ نوکتیز. گزینهٔ ۲ درست است.
سؤال ۲: کدام گزینه بهترتیب برای «کانون فشار استوا»، «کانون فشار نزدیک مدارهای رأسالسرطان و رأسالجدی» و «دلیل اصلی اعتدال آبوهوای شهرهای ساحلی» بهدرستی بیان شده است؟
۱) فشار زیاد – فشار کم – نزدیکی به کوه
۲) فشار کم – فشار زیاد – ظرفیت گرمایی بالای آب که دیرتر از خشکی گرم و سرد میشود
۳) فشار کم – فشار زیاد – وزش دائمی باد از دریا به خشکی
۴) فشار زیاد – فشار زیاد – نزدیکی به قطب
پاسخ تشریحی: استوا به دلیل گرمای زیاد و صعود هوا کانون فشار کم است. مدارهای رأسالسرطان و رأسالجدی به دلیل نزول هوای گرمی که از استوا صعود کرده بود، کانون فشار زیاداند و همین یکی از دلایل خشکی صحراهای بزرگ جهان است. دلیل اصلی اعتدال شهرهای ساحلی هم دیرگرمشدن و دیرسردشدن آب نسبت به خشکی است، نه وزش باد بهتنهایی. گزینهٔ ۲ درست است.