حرکت ورقهها: نتیجه جریانهای همرفتی داخل سستکره
زمین، یک سیاره زنده و متحرک
تصور کنید حدود 200 میلیون سال پیش، تمام خشکیهای زمین به هم چسبیده و یک ابرقاره بزرگ به نام پانگهآ را تشکیل میدادند. اما امروزه ما چندین قاره جدا از هم داریم. این تغییر عظیم چگونه اتفاق افتاده است؟ پاسخ در نظریهای به نام زمینساخت ورقهای نهفته است. طبق این نظریه، پوسته سفت و سخت زمین (سنگکره) مانند یک پازل از چندین قطعه یا ورقه تشکیل شده است که این ورقهها به آرامی و پیوسته در حال حرکت هستند. اما نیروی محرکه این حرکت غولآسا چیست؟
موتور گرمایی درون زمین: جریان همرفتی
علت اصلی حرکت ورقهها، جریانهای همرفتی در لایه زیرین آنها، یعنی سستکره1 (آستنوسفر) است. سستکره به دلیل حرارت و فشار خاص، حالتی خمیری و نیمهجامد دارد. قسمت پایینی این لایه، گرمتر و در نتیجه چگالی و سنگینی کمتری نسبت به قسمتهای بالایی دارد. این اختلاف دما و چگالی، باعث میشود مواد خمیری گرم به سمت بالا صعود کنند. پس از رسیدن به زیر سنگکره، این مواد به تدریج سرد شده، سنگین میشوند و دوباره به پایین بازمیگردند. این چرخه دائمی، یک جریان همرفتی قدرتمند ایجاد میکند که با اصطکاک خود، ورقههای سنگین سنگکره را به آرامی بر روی خود میلغزاند.
| نوع ورقه | محل قرارگیری | ویژگی کلیدی | نمونه |
|---|---|---|---|
| ورقه قارهای | خشکیها | چگالی کمتر، ضخامت بیشتر | ورقه ایران |
| ورقه اقیانوسی | کف اقیانوسها | چگالی بیشتر، نازکتر | ورقه اقیانوس آرام |
سه حالت حرکت و پیامدهای شگفتانگیز آن
حرکت ورقهها نسبت به یکدیگر، سه حالت اصلی دارد که هر کدام پدیدههای زمینشناسی خاصی را به وجود میآورند.
۱. حرکت واگرا (دورشونده): در این حالت دو ورقه از هم فاصله میگیرند. شکافی که ایجاد میشود، راهی برای خروج مواد مذاب (ماگما) از درون زمین فراهم میکند. این مواد پس از سرد شدن، پوسته جدید میسازند. اگر این اتفاق در اقیانوس بیفتد، رشتهکوه میاناقیانوسی مانند پشته میانی اطلس ایجاد میشود و هر سال حدود 5 سانتیمتر به پهنای اقیانوس افزوده میشود. اگر در وسط یک قاره رخ دهد، شکافهای بزرگی مانند درههای شرق آفریقا پدید میآید.
۲. حرکت همگرا (نزدیکشونده): در این حالت دو ورقه به هم برخورد میکنند. نتیجه این برخورد بستگی به نوع ورقهها دارد:
- برخورد اقیانوسی با قارهای: ورقه اقیانوسی سنگینتر، به زیر ورقه قارهای میرود (پدیده فرورانش). این فرآیند باعث ایجاد کوههای بلند (مانند رشتهکوه آند)، فعالیت شدید آتشفشانی و زلزله میشود.
- برخورد دو ورقه قارهای: چون هر دو سبک هستند، به زیر هم نمیروند. در عوض، لبههای آنها چین خورده و به سمت بالا فشرده میشود و کوههای عظیم را شکل میدهد. رشتهکوه هیمالیا نتیجه برخورد ورقه هند به آسیا و کوههای زاگرس حاصل برخورد ورقه عربستان به ایران است.
۳. حرکت انتقالی (امتدادلغز): در این حالت دو ورقه در کنار هم و به صورت افقی میلغزند. در این مرزها، ورقهها در هم قفل میشوند و وقتی ناگهان آزاد شوند، انرژی عظیمی را به شکل زلزلههای خطرناک آزاد میکنند. گسل مشهور سنآندریاس در کالیفرنیا نمونه این نوع مرز است.
شواهدی از یک زمین پویا در اطراف ما
شاید فکر کنید این حرکات آنقدر آهسته هستند که تاثیری در زندگی ما ندارند. اما دقیقاً برعکس! شکل جغرافیای محل زندگی ما، مستقیمترین نتیجه این فرآیندهاست. اگر در مناطق کوهستانی مانند البرز یا زاگرس زندگی میکنید، خانه شما بر روی یکی از شواهد زنده حرکت ورقهها قرار دارد. زلزله نیز یکی دیگر از پیامدهای این حرکتهاست که وقتی تنش در مرز ورقهها از حدی بیشتر شود و سنگها به طور ناگهانی بشکنند، رخ میدهد. حتی آتشفشانها، از دماوند گرفته تا سبلان، دریچههایی هستند که مواد مذاب درون زمین از طریق آنها به سطح میرسند و این مسیرها اغلب در نزدیکی مرزهای ورقهها قرار دارند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
دقیقاً نه. این یک تشبیه سادهسازی شده است. ورقههای سنگین سنگکره بر روی لایه خمیری سستکره قرار دارند و توسط جریانهای همرفتی داخل این لایه، کشیده و هدایت میشوند. آنها شناور نیستند، بلکه سوار بر یک تسمه نقاله مذاب و کند حرکت میکنند.
در برخورد دو ورقه اقیانوسی نیز فرورانش و آتشفشان زیردریایی رخ میدهد که میتواند جزایر آتشفشانی (مانند جزایر ژاپن) ایجاد کند. اما کوههای عظیم قارهای مانند هیمالیا، نتیجه مستقیم برخورد و فشرده شدن دو تکه خشکی و چینخوردن لایههای سنگ است. ضخامت و ترکیب متفاوت پوسته قارهای باعث میشود به جای فرورفتن، فشرده و چینخورده شود.
خیر. سرعت حرکت آنها بسیار کم، معمولاً بین 2 تا 10 سانتیمتر در سال است (مثل سرعت رشد ناخن!). اما ما نتیجه ناگهانی این حرکت تدریجی را به شکل زلزله احساس میکنیم.
پاورقی
۱. سستکره (خمیرکره):(Asthenosphere) لایهای نیمهجامد، خمیری و داغ در زیر سنگکره که جریانهای همرفتی در آن رخ میدهد.
۲. همرفت (کانوکشن):(Convection) روش انتقال گرما در سیالات (مانند آب یا مواد مذاب) که در آن بخش گرم و سبکتر بالا رفته و بخش سرد و سنگینتر پایین میآید و یک چرخه تشکیل میدهد.
۳. فرورانش (سابداکشن):(Subduction) فرآیندی که در آن یک ورقه سنگکره (معمولاً اقیانوسی) به زیر ورقه دیگر فرومیرود.
