کوه‌زایی: معمای بزرگ زمین‌شناسی
زمین چگونه کوه می‌سازد؟
برای درک فرآیند کوه‌زایی، ابتدا باید ساختار زمین را بشناسیم. پوستهٔ زمین مانند پازلی از قطعات بزرگ به نام صفحات تکتونیکی است که بر روی لایه‌ای نیمه‌مذاب به نام گوشته3 شناورند. حرکت این صفحات به سه شکل اصلی رخ می‌دهد:
| نوع حرکت | توضیح | مثال |
|---|---|---|
| همگرا4 | دو صفحه به یکدیگر برخورد می‌کنند و لبه‌های آنها فشرده و چین‌خورده می‌شود. | رشته‌کوه هیمالیا |
| واگرا5 | دو صفحه از هم دور می‌شوند و مواد مذاب از زیر بالا می‌آیند. | کوه‌های زیردریایی در اقیانوس اطلس |
| امتدادلغز6 | دو صفحه در امتداد هم می‌لغزند که معمولاً کوه ایجاد نمی‌کند. | گسل سن‌آندریاس در آمریکا |
هنگامی که دو صفحهٔ قاره‌ای با هم برخورد می‌کنند، هیچ‌کدام به زیر فرو نمی‌روند زیرا هر دو کم‌چگال هستند. در عوض، لبه‌های آنها با فشار عظیمی به هم فشرده شده و به سمت بالا و پایین چین می‌خورند. این فرآیند شبیه فشردن دو طرف یک فرش است که چین‌هایی روی آن ایجاد می‌شود. نیروی فشردگی را می‌توان با فرمول ساده‌ای نشان داد: $ F = \sigma \times A $ که در آن $ F $ نیروی فشاری، $ \sigma $ تنش و $ A $ سطح مقطع است.
انواع کوه‌ها چگونه تشکیل می‌شوند؟
کوه‌ها بر اساس فرآیند تشکیل به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. هر نوع، ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که در جدول زیر مشاهده می‌کنید:
| نوع کوه | مکانیسم تشکیل | ویژگی‌های بارز |
|---|---|---|
| کوه‌های چین‌خوردگی7 | فشردگی لایه‌های سنگ که باعث خمیدگی و چین‌خوردگی می‌شود. | قله‌ها و دره‌های موازی، شیب ملایم |
| کوه‌های گسل‌خوردگی8 | شکستگی و جابجایی بلوک‌های سنگی در امتداد گسل | دیواره‌های عمودی و شیب‌های تند |
| کوه‌های آتشفشانی9 | انباشت مواد مذاب (ماگما10) و خاکستر روی سطح زمین | مخروطی شکل، دهانه آتشفشانی |
| کوه‌های گنبدی11 | فشار ماگما از زیر که لایه‌های بالایی را به سمت بالا می‌راند | شکل گرد و متقارن |
یک آزمایش ساده برای درک کوه‌های چین‌خوردگی این است که چند لایه پارچه یا خاک رس را روی هم بگذارید و دو طرف آن را به آرامی به سمت مرز فشار دهید. خواهید دید که چگونه چین‌ها و تاقدیس‌ها12 و ناودیس‌ها13 تشکیل می‌شوند. تاقدیس‌ها به چین‌های رو به بالا و ناودیس‌ها به چین‌های رو به زیر گفته می‌شود.
کوه‌زایی در عمل: از هیمالیا تا البرز
برای درک بهتر کوه‌زایی، به دو مثال معروف در جهان و ایران نگاه می‌کنیم. رشته‌کوه هیمالیا نمونه‌ای کلاسیک از کوه‌زایی حاصل از برخورد دو صفحهٔ قاره‌ای است. حدود 50 میلیون سال پیش، صفحهٔ هندوستان که یک قارهٔ جدا بود، به سمت شمال حرکت کرد و با صفحهٔ اوراسیا برخورد نمود. از آنجا که هر دو صفحه سبک بودند، هیچ‌کدام به زیر گوشته فرونرفتند و در عوض، لبه‌های آنها فشرده شده و به سمت بالا چین خوردند و کوه‌های عظیم هیمالیا را تشکیل دادند.
در ایران، رشته‌کوه البرز حاصل برخورد صفحهٔ عربی با صفحهٔ اوراسیا است. این فرآیند که هنوز هم فعال است، باعث شده است که البرز جزء کوه‌های جوان محسوب شود و فعالیت‌های زمین‌شناسی مانند زمین‌لرزه در آن ادامه داشته باشد. تشکیل دریاچهٔ خزر نیز با این فرآیند کوه‌زایی مرتبط است.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
خیر. تشکیل کوه‌ها یک فرآیند بسیار کند است که میلیون‌ها سال طول می‌کشد. آنچه ما در زمین‌لرزه‌ها می‌بینیم، تنها حرکات کوچک و ناگهانی در این فرآیند بلندمدت است.
خیر. تنها بخش کوچکی از کوه‌ها منشأ آتشفشانی دارند. بسیاری از کوه‌های بزرگ جهان مانند اورست و K2 حاصل فرآیندهای کوه‌زایی غیرآتشفشانی (چین‌خوردگی و گسل‌خوردگی) هستند.
مطالعهٔ کوه‌زایی به ما کمک می‌کند تاریخ زمین را درک کنیم، مناطق مستعد زمین‌لرزه را شناسایی کنیم و منابع معدنی ارزشمند را که در اعماق کوه‌ها تشکیل می‌شوند، پیدا کنیم.
پاورقی
1 Orogeny (کوه‌زایی): فرآیند تشکیل کوه‌ها از طریق فشردگی و تغییر شکل پوسته زمین.
2 Tectonic Plates (صفحات تکتونیکی): قطعات بزرگ و سخت پوسته زمین که بر روی لایه‌ای نیمه‌مذاب شناورند.
3 Mantle (گوشته): لایه‌ای نیمه‌مذاب زیر پوسته زمین که صفحات تکتونیکی بر روی آن حرکت می‌کنند.
4 Convergent (همگرا): نوعی مرز صفحه که در آن دو صفحه به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند.
5 Divergent (واگرا): نوعی مرز صفحه که در آن دو صفحه از یکدیگر دور می‌شوند.
6 Transform (امتدادلغز): نوعی مرز صفحه که در آن دو صفحه در امتداد یکدیگر می‌لغزند.
7 Fold Mountains (کوه‌های چین‌خوردگی): کوه‌هایی که بر اثر خمش و چین‌خوردگی لایه‌های سنگ تشکیل می‌شوند.
8 Fault-Block Mountains (کوه‌های گسل‌خوردگی): کوه‌هایی که بر اثر بالا آمدن یا پایین رفتن بلوک‌های سنگی در امتداد گسل‌ها تشکیل می‌شوند.
9 Volcanic Mountains (کوه‌های آتشفشانی): کوه‌هایی که از انباشت مواد آتشفشانی اطراف یک دهانه تشکیل می‌شوند.
10 Magma (ماگما): سنگ مذاب زیر سطح زمین.
11 Dome Mountains (کوه‌های گنبدی): کوه‌هایی که بر اثر بالا آمدن ماگما و ایجاد یک برآمدگی گنبدی شکل در لایه‌های سنگی بالا تشکیل می‌شوند.
12 Anticline (تاقدیس): چین‌خوردگی محدب به سمت بالا در لایه‌های سنگ.
13 Syncline (ناودیس): چین‌خوردگی مقعر به سمت پایین در لایه‌های سنگ.
