فرورانش: فرآیند فرو رفتن یک صفحه تکتونیکی زیر صفحه دیگر

فرورانش: ملاقات غول‌های سنگی زمین

زمین: یک پازل متحرک

پوسته‌ی زمین مانند یک پازل غول‌پیکر از تکه‌های سنگی به نام صفحات تکتونیکی تشکیل شده است. این صفحات بر روی لایه‌ای نیمه‌مذاب و داغ به نام سست‌کره^۳ شناور هستند و به آرامی، با سرعتی معادل رشد ناخن‌هایتان، در حال حرکتند. وقتی دو صفحه به هم برخورد می‌کنند، یکی از سه حالت زیر رخ می‌دهد:

• از هم دور می‌شوند (مرز واگرا).
• در کنار هم می‌لغزند (مرز گسل).
• به هم برخورد می‌کنند (مرز همگرا)؛ که در این حالت، اگر یکی از صفحات سنگین‌تر و نازک‌تر باشد، به زیر دیگری می‌رود. این همان فرورانش است.

نقشه‌خوانی از مناطق فرورانش

نواحی فرورانش در سراسر جهان پراکنده شده‌اند. برای نمونه، صفحه‌ی نازکا^۴ در زیر صفحه‌ی آمریکای جنوبی فرومیرود و کوه‌های آند و آتشفشان‌های معروف آن را ایجاد کرده است. معروف‌ترین منطقه‌ی فرورانش جهان، حلقه آتش اقیانوس آرام است که مانند یک نعل اسب، اقیانوس آرام را احاطه کرده و محل وقوع حدود ۹۰ درصد از زمین‌لرزه‌های جهان است.

یک آزمایش ساده: شبیه‌سازی فرورانش در خانه

برای درک بهتر این پدیده، یک آزمایش ساده انجام دهید. یک ظرف آب را پر کنید. دو قطعه مقوای نازک و ضخیم بردارید. مقوای نازک را نماد صفحه اقیانوسی و مقوای ضخیم را نماد صفحه قاره‌ای در نظر بگیرید. هر دو را به صورت ایستاده از دو طرف مخالف به آرامی به داخل آب فشار دهید تا به هم برسند. خواهید دید که مقوای نازک (صفحه اقیانوسی) به زیر مقوای ضخیم (صفحه قاره‌ای) می‌رود. این یک مدل ساده از فرورانش است!

فرورانش و زنجیره آتشفشانی

وقتی صفحه فرورونده به اعماق 100-150 کیلومتری می‌رسد، دما و فشار شدید باعث می‌شود آب و گازهای به دام افتاده در سنگ‌های آن خارج شود. این مواد فرار به بالا صعود کرده و مانند نمک روی یخ که نقطه ذوب آن را پایین می‌آورد، باعث ذوب بخشی از سست‌کره بالایی می‌شوند. این سنگ مذاب که ماگما^۷ نام دارد، سبک‌تر از سنگ‌های اطراف است و به سمت بالا حرکت می‌کند. ماگما از طریق شکستگی‌ها به سطح زمین می‌رسد و آتشفشان‌ها را ایجاد می‌کند. این آتشفشان‌ها اغلب به صورت یک خط منحنی یا قوس آتشفشانی پدیدار می‌شوند، مانند جزایر ژاپن.

گودال‌های اقیانوسی و زمین‌لرزه‌های مگاتراست

محل شروع فرورانش در کف اقیانوس، یک شکاف بسیار عمیق به نام گودال اقیانوسی^۸ ایجاد می‌کند. عمیق‌ترین نقطه کره زمین، گودال ماریانا با عمق نزدیک به 11 کیلومتر، حاصل فرورانش صفحه اقیانوس آرام زیر صفحه فیلیپین است. علاوه بر این، حرکت صفحات به سمت یکدیگر و اصطکاک بین آنها باعث تجمع انرژی الاستیک در سنگ‌ها می‌شود. وقتی این انرژی ناگهان آزاد شود، زمین‌لرزه رخ می‌دهد. قوی‌ترین زمین‌لرزه‌های تاریخ، مانند زمین‌لرزه شیلی در سال 1960 (با بزرگای 9.5)، در همین مناطق فرورانش به وقوع پیوسته‌اند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ فرورانش (Subduction)

^۲ صفحات تکتونیکی (Tectonic Plates): قطعات عظیم و سخت پوسته زمین.

^۳ سست‌کره (Asthenosphere): لایه‌ای نرم و خمیری در زیر سنگ‌کره.

^۴ صفحه نازکا (Nazca Plate)

^۵ بازالت (Basalt): نوعی سنگ آتشفشانی تیره و سنگین.

^۶ گرانیت (Granite): نوعی سنگ آذرین روشن و سبک.

^۷ ماگما (Magma): سنگ مذاب زیر پوسته زمین.

^۸ گودال اقیانوسی (Oceanic Trench)

^۹ چرخه سنگ (Rock Cycle)