تنش: نیروی کششی که زمین را می‌کِشد!
تنش چیست و چگونه عمل می‌کند؟
در زمین‌شناسی، تنش۲ به نیرویی گفته می‌شود که بر واحد سطح یک سنگ وارد می‌آید. وقتی صحبت از تنش کششی می‌کنیم، منظور نیرویی است که سعی دارد سنگ‌ها را از هم بکشد و از هم دور کند. تصور کنید یک تکه خمیر بازی را از دو طرف بگیرید و بکشید. خمیر نازک و کشیده می‌شود. تنش کششی در پوسته زمین نیز دقیقاً همین اثر را دارد؛ آن را می‌کِشد و نازک می‌کند.
این نیروها معمولاً در مرزهای صفحات تکتونیکی۳ که از هم دور می‌شوند، رخ می‌دهند. وقتی دو صفحه از هم فاصله می‌گیرند، پوسته زمین در آن ناحیه تحت کشش قرار گرفته و دچار تغییر شکل می‌شود.
نتیجهٔ تنش کششی: از گسل‌های عادی تا دره‌های شکافی
وقتی تنش کششی به سنگ‌ها وارد می‌شود، آن‌ها مانند یک تکه نان که از دو طرف کشیده می‌شود، ترک برمی‌دارند. این ترک‌ها در زمین‌شناسی گسل۴ نامیده می‌شوند. نوع خاصی از گسل که در اثر کشش ایجاد می‌شود، گسل عادی۵ است. در یک گسل عادی، یک بلوک از سنگ به سمت پایین حرکت می‌کند. مجموعه‌ای از این گسل‌های عادی می‌توانند مناظر بسیار بزرگی را ایجاد کنند.
| نوع نیرو | اثر بر پوسته | پدیده‌ی زمین‌شناسی ایجادشده |
|---|---|---|
| کششی (تنش کششی) | کشیدگی و نازک شدن | دره‌های کششی، گسل‌های عادی |
| فشاری (تنش فشاری) | فشرده شدن و کوتاه شدن | کوه‌زایی، چین‌خوردگی |
| برشی (تنش برشی) | لغزش و جابجایی جانبی | گسل‌های امتدادلغز (مانند گسل سن آندریاس) |
یک مثال بسیار بزرگ و معروف از کار تنش کششی، درهٔ بزرگ ریفت۶ در شرق آفریقا است. در این ناحیه، پوسته قاره آفریقا در حال کشیده شدن و تقسیم به دو بخش است که در نهایت منجر به تشکیل یک اقیانوس جدید در میلیون‌ها سال آینده خواهد شد!
تنش کششی در عمل: پدیده‌های قابل مشاهده
شما می‌توانید اثرات تنش کششی را در اطراف خود، هرچند در مقیاسی کوچک‌تر، ببینید. وقتی گل خشک می‌شود، ترک‌های روی آن به دلیل از دست دادن آب و انقباض ایجاد می‌شوند. این انقباض در واقع یک نیروی کششی در گل ایجاد می‌کند که منجر به ترک خوردن آن می‌شود. در مقیاس زمین‌شناسی، این ترک‌ها می‌توانند صدها کیلومتر طول و چندین کیلومتر عمق داشته باشند.
یکی دیگر از مکان‌های مهم برای مشاهدهٔ اثرات تنش کششی، کف اقیانوس‌ها است. در پشته‌های میانی اقیانوس۷، صفحات تکتونیکی از هم دور می‌شوند و ماگمای۸ جدید از زیر بیرون می‌زند و پوستهٔ اقیانوسی جدید را تشکیل می‌دهد. این فرآیند نیز توسط نیروهای کششی قدرتمندی هدایت می‌شود.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. زمین‌لرزه‌ها می‌توانند در اثر هر سه نوع تنش اصلی (کششی، فشاری و برشی) ایجاد شوند. برای مثال، زمین‌لرزه‌های ناشی از گسل‌های عادی در اثر تنش کششی هستند، اما زمین‌لرزه‌های مربوط به گسل‌های رانده۹ در اثر تنش فشاری رخ می‌دهند.
بله، اما نتیجهٔ نهایی آن بسیار پیچیده‌تر است. ایجاد شکاف‌ها (گسل‌ها و دره‌ها) تنها اثر مستقیم است. این شکاف‌ها می‌توانند مسیری برای بالا آمدن ماگما فراهم کنند که منجر به فعالیت‌های آتشفشانی گسترده می‌شود. بنابراین، تنش کششی می‌تواند همزمان هم زمین را بشکافد و هم کوه‌های آتشفشانی جدید بسازد.
این دو نیرو اثرات کاملاً متضادی دارند. کشش باعث کشیده شدن، نازک شدن و ایجاد شکاف در پوسته می‌شود (مانند دره‌های کششی). در مقابل، فشار باعث فشرده شدن، کوتاه شدن و چین‌خوردگی پوسته می‌شود (مانند تشکیل رشته‌کوه‌های عظیم مانند هیمالیا).
پاورقی
۱تنش کششی (Tensional Stress): نیرویی که تمایل به کشیدن و جدا کردن مواد دارد.
۲تنش (Stress): نیروی وارد بر واحد سطح.
۳صفحات تکتونیکی (Tectonic Plates): قطعات عظیم و متحرک سنگ‌سخت (لیتوسفر) که سطح زمین را تشکیل می‌دهند.
۴گسل (Fault): یک شکست یا ناپیوستگی در توده‌سنگ که در امتداد آن جابجایی رخ داده است.
۵گسل عادی (Normal Fault): نوعی گسل که در آن بلوک بالایی نسبت به بلوک پایینی به سمت پایین حرکت می‌کند و معمولاً در محیط‌های کششی یافت می‌شود.
۶درهٔ بزرگ ریفت (Great Rift Valley): یک درهٔ گرافنی۱۰ بسیار بزرگ در شرق آفریقا که در نتیجهٔ کشش پوسته قاره‌ای تشکیل شده است.
۷پشته میانی اقیانوس (Mid-Ocean Ridge): یک زنجیره کوه‌ستانی زیردریایی که در محل دور شدن صفحات تکتونیکی تشکیل می‌شود و پوسته اقیانوسی جدید را ایجاد می‌کند.
۸ماگما (Magma): سنگ مذاب زیر سطح زمین.
۹گسل رانده (Thrust Fault): نوعی گسل که در اثر تنش فشاری ایجاد می‌شود و در آن بلوک بالایی بر روی بلوک پایینی می‌راند.
۱۰گرابن (Graben): بخشی از پوسته زمین که بین دو گسل موازی فروافتاده است.