گسترش بستر اقیانوس: تولد زمین در عمق دریا
زمین زیر پای ما زنده است!
اگر فکر میکنید زمین زیر پایتان کاملاً ثابت و بیحرکت است، سخت در اشتباهید! پوستهی زمین مثل پوست یک سیب نیست که یک تکه باشد. بلکه از تکههای عظیمی به نام صفحات تکتونیکی[2] تشکیل شده که روی لایهای نرمتر و داغتر به نام گوشته[3] شناورند. این صفحات دائماً در حال حرکت هستند. گسترش بستر اقیانوس، کلید فهمیدن حرکت این صفحات است.
کارخانه تولید پوسته: پشتههای میاناقیانوسی
این فرآیند در جاهای خاصی رخ میدهد: پشتههای میاناقیانوسی[4]. تصور کنید یک رشتهکوه عظیم به طول بیش از 60000 کیلومتر در کف تمام اقیانوسهای جهان وجود دارد. این رشتهکوه نه از روی هم انباشتن خاک، بلکه از بیرون زدن مواد مذاب از درون زمین ساخته شده است.
در مرکز این پشتهها، یک شکاف یا درهی عمیق وجود دارد. از این شکاف، سنگهای مذاب داغ (ماگما[5]) از گوشته بالا میآیند. این ماگما به آب سرد اقیانوس برخورد کرده و بلافاصله سرد و جامد میشود و پوستهی اقیانوسی جدید را میسازد. به این ترتیب، مواد جدید مدام از شکاف بیرون میزنند و پوستهی قدیمیتر را به دو طرف میرانند.
| ویژگی | پوستهی اقیانوسی (جدید) | پوستهی قارهای (قدیمی) |
|---|---|---|
| محل تشکیل | پشتههای میاناقیانوسی | برخورد صفحات و فرآیندهای دیگر |
| جنس غالب | سنگ بازالت (تیره و سنگین) | سنگ گرانیت (روشن و سبک) |
| ضخامت متوسط | 7-10 کیلومتر | 30-50 کیلومتر |
| سن | جوان (کمتر از 200 میلیون سال) | خیلی قدیمی (تا 4 میلیارد سال) |
حرکت به سوی ساحل: سرنوشت پوستهی جدید
پوستهی جدیدی که در پشته ساخته میشود، در جای خود نمیماند. فشار و نیروی مواد مذاب جدیدی که از زیر میآیند، آن را به دو طرف پشته هل میدهند. درست مثل وقتی که دو طرف یک فرش را از وسط به بیرون بکشید. بنابراین، پوستهی اقیانوسی به آرامی از مرکز پشته دور شده و به سمت حاشیهی قارهها (ساحل) حرکت میکند.
سرعت این حرکت بسیار کند است—در حد چند سانتیمتر در سال. این سرعت تقریباً برابر با سرعت رشد ناخنهای دست شماست! اما در مقیاس زمانی زمینشناسی (میلیونها سال)، این حرکت کوچک نتایج بزرگی دارد.
اثرات گسترش بستر: از زلزله تا کوهزایی
وقتی پوستهی اقیانوسی به لبهی یک قاره میرسد چه اتفاقی میافتد؟ چون پوستهی اقیانوسی سنگینتر است، به زیر پوستهی سبکتر قاره میخزد (فرورانش[6]). این برخورد عظیم سه پیامد اصلی دارد:
1. گودالهای اقیانوسی عمیقترین نقاط اقیانوس در همین مرزهای فرورانش تشکیل میشوند.
2. زلزلههای شدید اصطکاک و فشار بین دو صفحه، انرژی زیادی آزاد میکند.
3. آتشفشانهای ساحلی مواد فرورفته ذوب شده و به شکل ماگما دوباره به سطح زمین برمیگردند و رشتهکوههای آتشفشانی مانند آند در آمریکای جنوبی را میسازند.
ردپای گسترش: چگونه دانشمندان این پدیده را کشف کردند؟
دانشمندان با مطالعه سنگهای کف اقیانوس به این راز پی بردند. آنها متوجه دو نکته کلیدی شدند:
۱. سن سنگها: هر چه از پشته میانی دورتر میشویم، سنگهای کف اقیانوس پیرتر میشوند. نزدیک پشته، سنگها جوانتر (حتی جدید) هستند.
۲. نوارهای مغناطیسی: کانیهای موجود در سنگهای بازالتی، هنگام سرد شدن، جهت میدان مغناطیسی زمین را در خود ثبت میکنند. از آنجا که قطبهای مغناطیسی زمین در گذشتههای دور چندین بار جابهجا شدهاند، الگوی متقارنی از نوارهای مغناطیسی با جهتهای مختلف در دو طرف پشته دیده میشود. این بهترین مدرک برای گسترش بستر اقیانوس است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. زمین در حال بزرگ شدن نیست. زیرا همزمان با تشکیل پوسته جدید در پشتهها، پوسته قدیمی در مناطق فرورانش (مثلاً حاشیه اقیانوس آرام) به داخل گوشته بازمیگردد و ذوب میشود. این یک چرخه تعادلی است.
ما حرکت بسیار آهسته آن را احساس نمیکنیم. اما نتیجه ناگهانی و شدید این حرکت، یعنی زلزله، کاملاً قابل احساس است. زلزلهها اغلب در مرزهای این صفحات رخ میدهند.
نظریه قدیمی "شناوری قارهها" فقط میگفت قارهها جابهجا میشوند. اما نظریه "گسترش بستر اقیانوس" و "زمینساخت صفحهای" مکانیسم این جابهجایی را توضیح میدهد: قارهها سوار بر صفحات در حال حرکت هستند و خود این صفحات در پشتهها ساخته و در مناطق فرورانش نابود میشوند.
گسترش بستر اقیانوس قلب تپندهی زمینساخت صفحهای است. این فرآیند با ساختن پوستهی جدید در پشتههای میاناقیانوسی آغاز میشود. سپس این پوسته مانند نوار نقالهای غولآسا به دو طرف و به سوی قارهها حرکت میکند. در نهایت، در مرز قارهها فرورفته و باعث ایجاد زلزله، آتشفشان و کوهها میشود. این چرخه پیوسته، چهره سیاره ما را در طول میلیونها سال شکل داده و همچنان آن را تغییر میدهد.
پاورقی
[1] Seafloor Spreading
[2] Tectonic Plates
[3] Mantle
[4] Mid-Ocean Ridges
[5] Magma: سنگ مذاب در زیر سطح زمین.
[6] Subduction: فرآیند فرورفتن صفحه سنگکره به زیر صفحه دیگر.
