سنگکره: پوسته سخت و شکننده سیاره ما
سنگکره از چه چیزی ساخته شده است؟
برای درک بهتر سنگکره، میتوانیم آن را به یک کیک چند لایه تشبیه کنیم. زمین نیز لایههای مختلفی دارد. سنگکره، سفتترین و سردترین لایه بیرونی است که شامل پوسته و بخش جامد بالایی گوشته[5] میشود. این لایه روی بخش نرمتر و گرمتری از گوشته به نام سستکره[6] شناور است.
خود پوسته زمین یکنواخت نیست و به دو نوع اصلی تقسیم میشود:
| ویژگی | پوسته قارهای | پوسته اقیانوسی |
|---|---|---|
| ضخامت متوسط | حدود 30 کیلومتر (تا 70 کیلومتر زیر کوهها) | حدود 6 کیلومتر (معمولاً کمتر از 10 کیلومتر) |
| ترکیب سنگ | غنی از گرانیت (سنگ روشن و کمچگال) | غنی از بازالت (سنگ تیره و چگال) |
| چگالی | کمتر | بیشتر |
| سن | خیلی قدیمی (تا 4.4 میلیارد سال) | جوان (حداکثر 200 میلیون سال) |
| موقعیت | قارهها و فلاتهای قارهای | کف اقیانوسها |
به دلیل چگالی کمتر، پوسته قارهای مانند یک تکه چوب روی آب، بالاتر از پوسته اقیانوسی غلیظتر شناور میماند. به همین خاطر است که قارهها عمدتاً بالای سطح آب دیده میشوند.
سنگکره زنده و متحرک است: صفحات تکتونیکی
سنگکره یک پوسته یکپارچه و ثابت نیست. بلکه مانند تخممرغی است که پوستش ترکخورده. این لایه به چندین قطعه بزرگ و کوچک به نام صفحات تکتونیکی تقسیم شده است. این صفحات بر روی لایه نرمتر سستکره به آرامی حرکت میکنند.
مرزهای این صفحات، مکانهای فعال زمین هستند. سه نوع مرز اصلی وجود دارد که مثالهای ملموسی دارند:
حرکت صفحات نسبت به هم یکنواخت نیست و اغلب به صورت "گیر کردن و رها شدن ناگهانی" است. انرژی در مرزها ذخیره میشود و هنگام رهاسازی، باعث زلزله میگردد. مطالعه بر روی زلزلههایی مانند زلزله 2016 گیونگجوی کره جنوبی، به دانشمندان کمک میکند تا نحوه تغییر شکل سنگکره را بهتر درک کنند.
سختی و انعطاف سنگکره: مفهوم ضخامت مؤثر الاستیک
سنگکره با وجود اینکه سفت به نظر میرسد، تحت فشارهای بزرگ (مثل وزن یک کوه یا یخچال) میتواند خم شود و سپس تا حدی به شکل اولیه برگردد؛ مانند یک تخته چوبی بلند که زیر وزن خم میشود. میزان مقاومت یک صفحه سنگکره در برابر این خمشدگی، با معیاری به نام ضخامت مؤثر الاستیک سنجیده میشود.
این ضخامت در همه جا یکسان نیست. به عنوان مثال، مطالعات در "حوضه اولئونگ" در شرق دریای چین نشان میدهد که سنگکره اقیانوسی جوان در این ناحیه، نازکتر (کمتر از 10 کیلومتر) و در نتیجه ضعیفتر است و راحتتر خم میشود. در مقابل، بخشهای قدیمی و سرد قارهها، ضخامت الاستیک بیشتری (گاهی دهها کیلومتر) دارند و محکمتر هستند. این تغییرات ضخامت بر نحوه توزیع کوهها، فروافتادگیها و حتی مسیر رودخانهها تأثیر میگذارد.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. پوسته فقط بخش بالایی سنگکره را تشکیل میدهد. سنگکره علاوه بر پوسته، شامل بخش جامد و سرد بالایی گوشته نیز میشود. میتوان گفت سنگکره یک واحد مکانیکی سفت و سخت است که پوسته را نیز در بر میگیرد.
پاسخ: پوسته اقیانوسی پیوسته در حال نوسازی است. در مرزهای واگرای کف اقیانوس (مانند پشته میانی اقیانوس اطلس)، مواد مذاب جدید از گوشته بالا میآیند و پوسته جدید میسازند. این پوسته جدید به تدریج از محل ایجاد دور میشود و در نهایت در مرزهای همگرا (مثل گودالهای اقیانوسی) به داخل گوشته فرو میرود (فرورانش) و دوباره ذوب میشود. بنابراین، پوسته اقیانوسی قدیمی دائماً بازیافت میشود و سن آن به ندرت از 200 میلیون سال فراتر میرود. در حالی که پوسته قارهای سبکتر است و فرو نمیرود، بنابراین قطعات بسیار قدیمی آن میتوانند میلیاردها سال باقی بمانند.
پاسخ: خیر، تفاوتهای مهمی وجود دارد. سنگکره اقیانوسی معمولاً نازکتر (50 تا 100 کیلومتر)، چگالتر و از جنس سنگهای بازالتی تیره است. سنگکره قارهای ضخیمتر (150 کیلومتر یا بیشتر)، سبکتر و از ترکیب پیچیدهتری شامل سنگهای گرانیتی تشکیل شده است. این تفاوتها باعث میشود رفتار آنها در برابر نیروها نیز متفاوت باشد.
پاورقی
[1] پوسته قارهای (Continental Crust): بخشی از پوسته زمین که قارهها و فلاتهای قارهای را تشکیل میدهد. ضخیم و کمچگال است.
[2] پوسته اقیانوسی (Oceanic Crust): بخشی از پوسته زمین که کف اقیانوسها را تشکیل میدهد. نازک و چگال است.
[3] ضخامت مؤثر الاستیک (Effective Elastic Thickness - Te): معیاری برای سنجش مقاومت مکانیکی صفحه سنگکره در برابر خمشدگی تحت بارهای وارده (مانند وزن کوهها).
[4] تکتونیک صفحهای (Plate Tectonics): نظریهای که توضیح میدهد سنگکره به صفحاتی تقسیم شده و حرکت این صفحات باعث بسیاری از پدیدههای زمینشناسی میشود.
[5] گوشته (Mantle): لایه ضخیمی از سنگهای داغ و نیمهجامد که زیر پوسته قرار دارد.
[6] سستکره (Asthenosphere): لایهای نرم و خمیری در بخش بالایی گوشته که صفحات سنگکره بر روی آن حرکت میکنند.
