زیر سطح زمینی که ما برآن گام می گذاریم بـر خــلاف سطــــح سـخت وجامدآن ویژگیهای خاص خود را دارد. با افزایش عمق هم جنس وهم حالت مواد سازنده زمین تغییر می کند . این همان چیزی است که باعث تعجب و شگفتی می شود . کره زمین را براساس تغییر خواص فیزیکی وشیمیایی آن به چند لایه تقسیم می نمایند.

پوسته(crust)

دانشمندان علوم زمین و زلزله شناس با مطالعه امواج ثبت شده زلزله ها درایستگا ههای زلزله سنجی وزلزله شناسی به این واقعیات متفاوت از هم پی برده اند. اولین بررسی ها که در این زمینه انجام شده است بیانگر تغییر روند امواج در اعماق چهل کیلومتری خشکیها و پنج کیلومتری کف اقیانوسها می باشد جائی که بنام حد فاصل بین پوسته و گوشته شناخته می شود و به افتخار کاشف آن« موهوروویچ» استاد دانشگاه زاگرب به نام انفصال «موهو» معروف شده است . ضخامت متوسط قسمت جامد پانزده کیلومتر و وزن مخصوص آن 2.7 است .

این انفصال مرز بین انواع مختلف سنگها است و با یک افزایش تند در سرعت امواج PوS مشخص می شود . این قسمت از زمین بنام“ پوسته ” زمین معروف است که درمقایسه با شعاع زمین ضخامت نا چیزی دارد . ضخامت پوسته زمین در زیر اقیانوسهانازکتر از قاره ها است .( حداقل 10 کیلومتر در زیردریاهاوحداکثر 60 کیلومتر در زیر خشکیها )

پوسته زمین از دوبخش تشکیل می شود :

!! بخش سیال (SIAL )

بخش سیال (SIAL )که بیشتر از سنگهای گرانیتی و گرانودیوریت تشکیل و بعلت فراوانی عناصر سلیسیم و آلومینیوم ( SI-AL ) بنام سیال خوانده می شود.سیال شامل 2طبقه است طبقه سطحی با غلظت 2/7 که به نام طبقه گرانیتی نامیده میشود ، طبقه دیگر که از پوسته نازک به ضحامت متغیر از  از سنگهای رسوبی، دگر گونی یا آتشفشانی تشکیل یافته است

!! بخش سیما ( SIMA )

بخش سیما ( SIMA )که قشر زیرین پوسته است و بیشتر از بازالتی تشکیل شده وبه علت دارابودن سیلسیم ومنیزیم ( SI-MG ) به نام سیما معروف است . این طبقه تحتانی با غلظت بازالت تطبیق میکندو از سنگهای آتشفشانی تیره تشکیل گردیده است

البته از تخریب سنگهای دو بخش بالا طبقه رسوبی تشکیل می گرددکه شامل آبرفتها ونهشته های مختلف است .ضخامت این طبقه در گودیها گاهی به 10 کیلومتر می رسد وبعضی جاها دگرگون شده اند.

گوشته یا جبه (mantle)

دومین گسستگی که در روند امواج منتشر شده از زلزله ها مشاهده می شود در عمق 2900کیلومتری از سطح زمین است و بنام “گوتنبرگ”معروف است.

حد فاصل بین گسستگی موهوروویچ وگوتنبرگ بنام گوشته معروف است.در گوشته نیز خصوصیات امواج لرزه ای تغییر می نمایدکه با توجه به همین تغییر به چندبخش تقسیم می شود:

الف ) لایه بالایی :

این بخش منشاء بسیاری از فعالیتهای زمین شناسی است همانندفغالیتهای ماگمایی ، زلزله های عمیق و تغییر مکان قاره ها.بخش بالایی همراه با پوسته یک لایه به ضخامت 70تا 100کیلومتررا تشکیل می دهدکه از سنگهای سخت وشکننده تشکیل می دهدوبنام “ سنگ کره ”خوانده می شود . سنگ کره به قطعاتی تقسیم شده که به هر یک از آنها“صفحه” می گویند. صفحه ها نسبت به یکدیگر در حال تغییر و جابجائی می باشند که این حرکتها رویدادهای زمین شناسی را بوجود میآورد. محققین زمین شناسی بر وجود سنگهای فو ق بازی در این قسمت اتفاق نظر دارند، اما در مورد توزیع آن اتفاق نظر ندارند.

در زیر سنگ کره ناحیه ای به نام “سست کره” معروف است .سرعت امواج لرزه ای در این قسمت کاهش می یابدوبه لایه ای کم سرعت هم معروف است.

ب)- ناحیه عبور

این منطقه بین 400 تا حدود 1000 کیلومتری عمق زمین است . در این قسمت شاهد افزایش نسبی سرعت امواج هستیم که بیانگر تغییر ماهیت سنگهای این قسمت است

ج )- گوشته پائینی

از عمق 1000 تا 2900 کیلومتر عمق زمین است . در این قسمکت سنگها چگال وبسیار الاستیک اند وسرعت امواج زلزله بصورت تقریباً یکنواختی افزایش می یابد.

در زیرگوشته زمین از عمق 2900 کیلومتری تا مرکز زمین هسته زمین قراردارد. درهسته زمین د عمق 5120 کیلومتری یک انفصال در خواص الستیک هسته وجود داردکه هسته رابا توجه به آن بدو قسمت خارجی و داخلی تقسیم می کنند. از آنجا که امواج عرضی از هسته خارجی عبور نمی کنند بایستی این قسمت را مایع دانست و چون درهسته داخلی سرعت امواج افزایش می یابد این قسمت را جامد می دانند.

هسته(core)

جنس هسته زمین را بیشتر نیکل و آهن تشکیل داده است . هسته نقشی درحرکت ورقه های سنگ کره ندارد ولی منبع تولید میدان مغناطیسی زمین است.
   پوسته زمین به انضمام قسمت بالائی گوشته فوقانی قسمت سخت زمین را تشکیل می دهند که سنگ کره یا لیتوسفر خوانده می شود و بر سست کره که حالت خمیری دارد واقع شده است . ضخامت لیتوسفربطور متوسط 100کیلو متر است.لیتوسفر به صفحه های مجزائی تقسیم می شود که این صفحه ها ثابت نیستند و دائماً در حال حرکتندکه منجر به ایجاد پدیده های مختلف تکتونیکی می گردد.
لیتوسفر از شش صفحه اصلی بنامهای افریقا،اوراسیا،امریکا،آرام،استرالیاوقطبی بعلاوه چند صفحه کوچکتر تقسیم شده است.حرکت صفحه ها نسبت به هم به سه طریق انجام می گیرد :
الف )- در پشته های اقیانوسی صفحه ها از هم دور می شوند ومواد مذاب درون زمین از اینجا بیرون می ریزد.
ب ) – صفحه ها بهم نزدیک وبا هم بر خورد می کنندویک صفحه به زیر دیگری می رود ( در مرز صفحه های اقیانوسی وقاره ای)
ج ) – صفحه ها در کنار یکدیگر می لغزند.
   به حالت “ الف” که ورقه ها از هم دور می شوند و باعث بیرون ریختن مواد مذاب می شود بخش “سازنده” زمین می گویند و به قسمت “ب” که که صفحه ها به هم برخورد وبه زیر یکدیگر می روند بخش “ مخرب ” می گویند.
بیشتر فعالیتهای تکتونیکی مثل زلزله هادر حاشیه صفحه ها ی پوسته زمین رخ می دهد و قسمت مرکزی صفحه های زمین کمتر دچار زلزله شده اند، و همینگونه زلزله ها در محل برخورد صفحه های قاره ای اتفاق می افتد .
  درمحل دور شدن صفحه ها از هم در پشته های اقیانوسی مواد مذاب بیرون ریخته و منجمد می شوند و بخشی از صفحه ها تولد شده از  محور میانی از هم دور می شوند ، وبعد از طی مسافتی نسبتاً طولانی صفحه های مزبور دوباره در گوشته فرو رفته ومدفون می شوند وموجب ایجاد گودالهای عمیقی میگردد نظیر گودال ماریان ، کوریل و…..
  تکتونیک صفحه ای از محور بر آمده اقیانوسها متولدو بطور جانبی گسترش می یابد و سرانجام به اعماق گوشته رانده می شود.  قاره ها دارای ضخامت زیاد هستند و ازنظرترکیب شیمیائی و جنس با صفحه های اقیانوسی تفاوت دارندودر صفحه های اقیانوسی همانند میخ قراردارن یا همانندچوب پنبه که در آب شناور است قرار دارندودر نتیجه قاره ها نیز در حرکت صفحه ها شرکت می کنند.
زلزله هادر جاهائی که صفحه ها با هم اصطکاک دارند یا جاهایی صفحه ها در مقابل هم واقعند و یا جاهایی که صفحه ها بدرون زمین فرو می روند مشاهده می شوند.

نوشته شده توسط غلامرضا آریان در چهارشنبه هفتم اسفند ۱۳۹۸ |

ساختمان زمین

زیر سطح زمینی که ما برآن گام می گذاریم بـر خــلاف سطــــح سـخت و جامد آن ویژگی های خاص خود را دارد. با افزایش عمق هم جنس و هم حالت مواد سازنده زمین تغییر می کند. این همان چیزی است که باعث تعجب و شگفتی می شود!

نحوه پیدایش و تکامل زمین

زمین در بدو پیدایش به صورت کره ای از مواد داغ و نیمه مذاب بود. به تدریج عناصر سنگین تر ته نشین شده و هسته فلزی را به وجود آ وردند و در عین حال عناصر سبک تر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت چند میلیارد سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت و اقیانوس به وجود آمدند. تکامل زمین هنوز هم ادامه دارد.

پوسته زمین توسط فوران های آتشفشانی در کف اقیانوس ها نوسازی شده، دائما بر اثر زمین لرزه ها و حرکت های قاره ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالت های انسان به آرامی در حال تغییر است.

 کره زمین را براساس تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی آن به چند لایه تقسیم می نمایند.

1. پوسته(crust)

سرعت و حرکت لرزش ها ی درون زمین به ترکیب بندی و چگالی موادی که لرزه ها در میان آن قرار گرفته اند بستگی دارد . زمین شناسان با آنالیز کردن این لرزش ها به جزئیات فراوانی از عمق زمین پی می برند.

سنگ های داغ در جبه زمین به آهستگی به سمت بالا حرکت می کنند در حالی که سنگ های سردتر نزدیک سطح به درون فرو می روند چرا که مواد داغ سبک تر از مواد سرد می باشند. به این بالا آمدن و فرو رفتن در دماها ی مختلف انتقال گرما گفته می شود .

با جریان جبه زمین، پوسته زمین به تکه ها یی تقسیم می شود که به آن ها صفحه های تکتونیک (tectonic)می گویند. این صفحه ها مانند شکسته های یخ در یک دریاچه یخ بسته است.

 

حرکات آهسته جبه منجر به حرکت پوسته و در نتیجه حرکت قاره ها، شکل گیری کوهستان ها، آتشفشان ها و زلزله ها می گردد.

پوسته زمین از دو بخش تشکیل می شود:

 بخش سیال (SIAL ):  بخش سیال (SIAL ) که بیشتر از سنگ های گرانیتی و گرانودیوریت تشکیل شده و به علت فراوانی عناصر سلیسیم و آلومینیوم ( SI-AL ) بنام سیال خوانده می شود.

 بخش سیما ( SIMA ):  بخش سیما ( SIMA ) که قشر زیرین پوسته است و بیشتر از بازالتی تشکیل شده و به علت دارا بودن سیلسیم و منیزیم ( SI-MG ) به نام سیما معروف است .

 

2. گوشته یا جبه (mantle)

در زیر پوسته، تا عمق 2900 کیلومتری، لایه ای ضخیم به نام جبه وجود دارد. جبه به طور کامل سفت نیست بلکه می تواند به آرامی جریان هایی داشته باشد.

پوسته زمین روی جبه معلق است درست مانند تخته ای روی آب

همان گونه که یک تخته ضخیم بیشتر از یک تخته نازك از سطح آب بالا می آ ید، پوسته ضخیم قاره ای بالاتر از پوسته اقیانوسی قرار می گیرد. حرکت آرام سنگ ها در جبه باعث حرکت قاره ها و درنتیجه بروز زمین لرزه، آتشفشان و شکل گیری محدوده کوهستان ها می شود.

در گوشته نیز خصوصیات امواج لرزه ای تغییر می نماید که با توجه به همین تغییر به چندبخش تقسیم می شود:

 

الف ) لایه بالایی:

این بخش منشاء بسیاری از فعالیت های زمین شناسی مانند زلزله های عمیق و تغییر مکان قاره ها است. بخش بالایی همراه با پوسته یک لایه به ضخامت ٧٠ تا ١٠٠کیلومتر را تشکیل می دهد که سنگ کره خوانده می شود . سنگ کره به قطعاتی تقسیم شده که به هر یک از آن هاصفحه‌ می گویند. صفحه ها نسبت به یکدیگر در حال تغییر و جابجایی می باشند که این حرکت ها رویدادهای زمین شناسی را به وجود می آورد.

در زیر سنگ کره ناحیه ای به نام “سست کره”‌ معروف است .سرعت امواج لرزه ای در این قسمت کاهش می یابد و به لایه ای کم سرعت هم معروف است.

 

ب) ناحیه عبور :

این منطقه بین ٤٠٠ تا حدود ١٠٠٠ کیلومتری عمق زمین است . در این قسمت شاهد افزایش نسبی سرعت امواج هستیم که بیانگر تغییر ماهیت سنگ های این قسمت است.

 

ج ) گوشته پایینی:

در زیرگوشته زمین از عمق ٢٩٠٠ کیلومتری تا مرکز زمین هسته زمین قراردارد. در این قسمت سنگ ها چگال و بسیار الاستیک اند و سرعت امواج زلزله به صورت تقریباً یکنواختی افزایش می یابد.

 

3. هسته(core)

در مرکز زمین هسته قرار دارد . هسته بیشتر از آهن، نیکل و احتمالا مقدار کمی عناصر سبک تر نظیر سولفور و اکسیژن تشکیل شده است . قطر هسته حدودا 7100 کیلومتر، کمی بیشتر از نصف قطر زمین و تقریبا به اندازه مریخ می باشد . حدودا 2250 کیلومتر از قسمت بیرونی هسته مایع است. حرکت هسته باعث ایجاد میدان مغناطیسی زمین می گردد. زمین شناسان معتقدند که حدود 2600 کیلومتر از بخش داخلی هسته با همان مواد تشکیل دهنده قسمت های بیرونی هسته ساخته شده اما به شکل جامد است.

بخش داخلی تقریبا چهار پنجم ماه است. زمین به سمت هسته رفته رفته داغ و داغ تر می شود. در زیر پوسته قاره ای دما حدود ١٠٠٠ درجه سانتیگراد است. در زیر پوسته دما تقریبا در هر کیلومتر به سمت عمق ١ درجه سانتیگراد گرمتر می شود . زمین شناسان بر این باورند که دمای هسته زمین بین  ٣٧٠٠ تا ٤٣٠٠ درجه سانتیگراد می باشد.  قسمت داخلی هسته می تواند دمایی معادل ٧٠٠٠ درجه سانتیگراد یعنی گرمتر از دمای سطح خورشید داشته باشد که البته این قسمت به علت فشار بی اندازه زیاد همچنان به شکل جامد است.

 

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی

انواع ماشين

قانون دوم ترمودینامیک به بیان کلوین –...

ماشین های گرمایی

نوشته شده توسط غلامرضا آریان در شنبه یکم آذر ۱۳۹۳ |