لیتوسفر: پوسته سخت و شگفتانگیز زمین
لیتوسفر از چه چیزی ساخته شده است؟
لیتوسفر مانند یک پوسته تخم مرغ سفت، اما بسیار پیچیدهتر است که کل سطح زمین را پوشانده. این لایه عمدتاً از سنگها و مواد معدنی۳ مختلف تشکیل شده است. برای درک بهتر، لیتوسفر را به دو بخش اصلی تقسیم میکنیم:
| ویژگی | پوسته قارهای | پوسته اقیانوسی |
|---|---|---|
| ضخامت متوسط | 30 تا 50 کیلومتر | حدود 5 تا 10 کیلومتر |
| ترکیب اصلی | سنگهای گرانیتی۴ (کمچگالتر) | سنگهای بازالتی۵ (پُرچگالتر) |
| سن | خیلی قدیمی (تا 4 میلیارد سال) | جوان (کمتر از 200 میلیون سال) |
| مثال | قله کوه اورست | کف اقیانوس آرام |
در زیر پوسته، بخشی از گوشته فوقانی قرار دارد که آن هم سرد و سفت است و همراه با پوسته، لیتوسفر را تشکیل میدهد. مرز بین لیتوسفر سفت و بخش نرمتر و گرمتر گوشته زیرین (آستنوسفر۶) را ناحیه منطقه سرعت پایین مینامند، چون امواج لرزهای در این ناحیه کند میشوند.
صفحات تکتونیکی: قطعات پازل لیتوسفر
لیتوسفر یک تکه یکپارچه نیست، بلکه مانند پوسته تخم مرغ ترک خورده، به قطعات بزرگی به نام صفحات تکتونیکی شکسته شده است. این صفحات به آرامی روی آستنوسفر نرم و نیمهمذاب میلغزند و حرکت میکنند. سرعت حرکت آنها تقریباً برابر با سرعت رشد ناخنهای شماست، یعنی بین 1 تا 10 سانتیمتر در سال. همین حرکت کند، مسئول بسیاری از پدیدههای عظیم زمینشناسی است.
| نوع مرز | نحوه حرکت صفحات | پدیدههای مرتبط | مثال بارز |
|---|---|---|---|
| واگرا۷ | صفحات از هم دور میشوند | تشکیل پشتههای میانی اقیانوس، فوران آتشفشانهای کمخطر | پشته میانی اقیانوس اطلس |
| همگرا۸ | صفحات به هم برخورد میکنند | تشکیل کوه، زمینلرزههای شدید، آتشفشانهای انفجاری | هیمالیا (برخورد هند و اوراسیا) |
| امتدادلغز۹ | صفحات به صورت افقی کنار هم میلغزند | زمینلرزههای مکرر و گاهی بسیار قدرتمند | گسل سن آندریاس در کالیفرنیا |
لیتوسفر در زندگی روزمره ما
شاید فکر کنید لیتوسفر فقط موضوعی برای زمینشناسان است، اما تاثیر آن مستقیماً در زندگی ما قابل مشاهده است. وقتی در یک خانه سنگی قدیمی قدم میزنید یا از یک کوه بالا میروید، در واقع با لیتوسفر در تعامل هستید.
تأمین منابع: تقریباً تمام منابع معدنی که استفاده میکنیم از لیتوسفر به دست میآیند. از آهنی که در ساخت خودروها به کار میرود ($Fe$) تا مس موجود در سیمهای برق ($Cu$) و نمک خوراکی ($NaCl$) همگی از معادنی استخراج میشوند که در لیتوسفر قرار دارند. حتی سوختهای فسیلی مانند نفت و گاز نیز در حفرهها و شکافهای سنگهای این لایه تشکیل میشوند.
شکلدهی به محیط: لیتوسفر اساس شکلگیری خشکیها و بستر اقیانوسها است. حرکت صفحات تکتونیکی در طول میلیونها سال، موقعیت قارهها را تغییر داده و ابرقارههایی مانند پانجهآ۱۰ را در گذشته به وجود آورده است. فرسایش سنگهای لیتوسفر توسط باد و آب، خاک حاصلخیز را برای کشاورزی ایجاد میکند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. پوسته فقط بخشی از لیتوسفر است. لیتوسفر علاوه بر پوسته، شامل بخش سفت و سرد بالایی گوشته نیز میشود. به عبارت دیگر، لیتوسفر ضخیمتر از پوسته است. برای مثال، ضخامت لیتوسفر در زیر قارهها میتواند به 200 کیلومتر برسد، در حالی که پوسته قارهای فقط 50 کیلومتر ضخامت دارد.
پاسخ: اگرچه لیتوسفر جامد است، اما روی لایه نرمتر و گرمتری به نام آستنوسفر شناور است. جریانهای همرفتی۱۱ کند در گوشته (مانند جریان آب در حال جوش در یک قابلمه) نیروی لازم برای به حرکت درآوردن این صفحات سفت و سخت را فراهم میکند. این حرکت بسیار کند است، اما در مقیاس زمینشناسی، قدرتمند و موثر است.
پاسخ: زیرا در این مرزها، صفحات به هم قفل شدهاند و در برابر حرکت مقاومت میکنند. وقتی فشار و نیروی انباشته شده از حد تحمل سنگها فراتر میرود، سنگها به طور ناگهانی میشکنند و انرژی عظیمی را به صورت امواج لرزهای آزاد میکنند که ما آن را به صورت زمینلرزه احساس میکنیم. رابطه تنش و کرنش در سنگها را میتوان با قوانین فیزیک مدل کرد.
پاورقی
۱ Lithosphere (لیتوسفر): The rigid, outermost shell of a terrestrial-type planet or natural satellite.
۲ Tectonic Plates (صفحات تکتونیکی): The large, irregularly shaped slabs of solid rock that make up the Earth's lithosphere.
۳ Minerals (مواد معدنی): Naturally occurring, inorganic solids with a definite chemical composition and an ordered atomic arrangement.
۴ Granitic (گرانیتی): A common, coarse-grained, light-colored, hard igneous rock.
۵ Basaltic (بازالتی): A fine-grained, dark-colored, volcanic igneous rock.
۶ Asthenosphere (آستنوسفر): The upper layer of the Earth's mantle, below the lithosphere, which is involved in plate tectonic movements.
۷ Divergent Boundary (مرز واگرا): A linear feature that exists between two tectonic plates that are moving away from each other.
۸ Convergent Boundary (مرز همگرا): An actively deforming region where two tectonic plates move toward each other and collide.
۹ Transform Boundary (مرز امتدادلغز): A plate boundary where the motion is predominantly horizontal.
۱۰ Pangaea (پانجهآ): A supercontinent that existed during the late Paleozoic and early Mesozoic eras.
۱۱ Convection Currents (جریانهای همرفتی): The transfer of heat by the mass movement of heated particles into an area of cooler fluid.
