گاما رو نصب کن!

{{ number }}
اعلان ها
اعلان جدیدی وجود ندارد!
کاربر جدید

جستجو

پربازدیدها: #{{ tag.title }}

میتونی لایو بذاری!

مواد مذاب: سنگ‌های داغ و روانی که از سست‌کره بالا می‌آیند.

بروزرسانی شده در: 19:40 1404/09/22 مشاهده: 11     دسته بندی: کپسول آموزشی

مواد مذاب: مواد سازنده دنیای زیر پای ما

درک راز آتشفشان‌ها و شکل‌گیری زمین از طریق مطالعه سنگ‌های داغ مایع
خلاصه: مواد مذاب1 سنگ‌های بسیار داغ و روانی هستند که در لایه‌های زیرین پوسته زمین، در منطقه‌ای به نام سست‌کره2 شکل می‌گیرند. این مواد نیروی محرکه آتشفشان‌ها، زلزله‌ها و شکل‌دهنده اصلی قاره‌ها و کوه‌ها هستند. در این مقاله به زبان ساده با منشأ، انواع، ویژگی‌ها و اثرات این مواد خارق‌العاده آشنا می‌شویم.

مواد مذاب از کجا می‌آیند؟ سفر از اعماق به سطح

برای درک این موضوع، بهتر است ابتدا ساختار زمین را مانند یک پیاز در نظر بگیریم. ما روی پوستۀ سخت و نازک آن زندگی می‌کنیم. در زیر پوسته، لایه‌ای بسیار داغ و خمیری به نام سست‌کره وجود دارد. در این لایه، به دلیل گرمای بسیار زیاد (گاهی بیش از 1200 درجه سانتی‌گراد)، قسمتی از سنگ‌ها ذوب می‌شوند و ماده‌ای به نام ماگما3 را می‌سازند. ماگما از سنگ جامد اطراف خود سبک‌تر است، بنابراین همان‌طور که یک تکه چوب پنبه در آب بالا می‌آید، ماگما نیز به سمت بالا حرکت می‌کند و به دنبال راهی برای رسیدن به سطح زمین می‌گردد.

وقتی ماگما به سطح زمین می‌رسد، نام آن تغییر می‌کند. به ماگمایی که از دهانه آتشفشان یا شکاف‌های زمین خارج شده باشد، لاوا4 می‌گویند. به زبان ساده: ماگما در زیر زمین و لاوا در روی زمین است!

انواع مواد مذاب و ویژگی‌های آن‌ها

همه مواد مذاب شبیه هم نیستند. ترکیب شیمیایی سنگ‌های اولیه و مقدار گاز حل شده در آن، نوع ماگما را تعیین می‌کند. دو نوع اصلی وجود دارد که خواص متفاوتی دارند:

ویژگی ماگمای بازالتی (سیال) ماگمای آندزیتی (چسبنده)
دمای ذوب بالاتر (حدود 1100-1250 درجه) پایین‌تر (حدود 800-1000 درجه)
گرانروی (غلظت) کم، مانند عسل رقیق زیاد، مانند عسل غلیظ یا خمیر
مقدار گاز کمتر بسیار بیشتر
نوع فوران آرام و روان (مثال: آتشفشان‌های هاوایی)
آرام
انفجاری و مخرب (مثال: آتشفشان دماوند)
انفجاری
محل تشکیل کف اقیانوس‌ها و نقاط داغ حاشیه قاره‌ها (محل برخورد صفحه‌ها)

یک مثال ساده: اگر یک قوطی نوشابه را که خوب تکان داده‌اید، سریع باز کنید، گاز داخل آن با فشار و سرعت زیاد بیرون می‌زند. ماگمای چسبنده و پرگاز هم دقیقاً همین طور است. گازها راه فراری ندارند و هنگام فوران، انفجار رخ می‌دهد. اما اگر نوشابه را آرام باز کنید، گاز به آرامی خارج می‌شود. این حالت شبیه فوران آرام ماگمای سیال است.

نکته: دمای مواد مذاب با این فرمول ساده قابل مقایسه است: هرچه درصد سیلیس5 ($SiO_2$) در ماگما بیشتر باشد، گرانروی آن بیشتر و دمای ذوب آن کمتر می‌شود. ماگمای آندزیتی سیلیس بیشتری دارد.

مواد مذاب چگونه دنیای ما را شکل داده‌اند؟

اثرات مواد مذاب فقط به فوران آتشفشان‌ها محدود نمی‌شود. آن‌ها نقش بسیار مهمی در شکل‌گیری محیط اطراف ما دارند:

۱. ساخت کوه و جزیره: بسیاری از کوه‌ها و تمام جزایر آتشفشانی (مانند جزایر هاوایی یا برخی جزایر خلیج فارس) حاصل انباشته شدن لایه‌های لاوا در طی میلیون‌ها سال هستند. لاوا روی هم جمع می‌شود، سرد و سخت می‌شود و زمین‌های جدید می‌سازد.

۲. ایجاد خاک حاصلخیز: خاکی که کشاورزی بر روی آن انجام می‌شود، اغلب از تجزیه سنگ‌های آتشفشانی قدیمی به وجود آمده است. این خاک‌ها سرشار از مواد معدنی هستند که برای رشد گیاهان ضروری است. مانند زمین‌های کشاورزی حاصلخیز اطراف کوه‌های آتشفشانی خاموش.

۳. منبع انرژی زمین‌گرمایی: مواد مذاب و گرمای عظیم آن‌ها، آب‌های زیرزمینی را بسیار داغ می‌کنند. از این آب‌های داغ یا بخار آن‌ها می‌توان برای تولید برق پاک یا گرم کردن خانه‌ها استفاده کرد که به آن انرژی زمین‌گرمایی6 می‌گویند.

۴. ساخت مواد ارزشمند: بسیاری از معادن فلزات گران‌بها مانند طلا، مس و نقره در اثر فعالیت‌های مرتبط با مواد مذاب و سرد شدن آن‌ها در شکاف‌های پوسته زمین تشکیل شده‌اند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

سوال ۱: آیا مواد مذاب همان هسته مذاب زمین هستند؟
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. هسته زمین عمدتاً از آهن و نیکل مذاب و جامد تشکیل شده و در عمق 2900 کیلومتری قرار دارد. مواد مذاب (ماگما) در لایه بالایی یعنی سست‌کره و در عمق بسیار کم‌تری (حدود 100 کیلومتری) تشکیل می‌شوند.
سوال ۲: آیا لاوا همان آتش است؟
پاسخ: نه. آتش نتیجه یک واکنش شیمیایی سریع (سوختن) است. اما لاوا سنگ ذوب شده است که بر اثر گرمای درونی زمین مایع شده است. لاوا می‌سوزاند و آتش می‌زند چون چیزهایی را که دمای اشتعال پایینی دارند (مانند درختان) می‌سوزاند، اما خودش یک سنگ مایع داغ است، نه شعله آتش.
سوال ۳: چرا مطالعه مواد مذاب مهم است؟
پاسخ: اولاً برای پیش‌بینی آتشفشان‌ها و کاهش خطرات آن برای ساکنان اطراف. ثانیاً برای درک تاریخ زمین و چگونگی شکل‌گیری قاره‌ها. و ثالثاً برای یافتن منابع طبیعی ارزشمند و استفاده از انرژی پاک زمین‌گرمایی.
جمع‌بندی: مواد مذاب، که به صورت ماگما در زیر زمین و لاوا در سطح زمین وجود دارند، خون‌حیات سیاره ما محسوب می‌شوند. آن‌ها از لایه سست‌کره سرچشمه می‌گیرند و با ویژگی‌های متفاوت خود (سیال یا چسبنده) انواع فوران‌های آتشفشانی را ایجاد می‌کنند. فراتر از تصویر ترسناک آتشفشان، این مواد در طول تاریخ زمین‌شناسی، مسئول شکل‌گیری بخش عظیمی از مناظر طبیعی، ایجاد خاک حاصلخیز و تشکیل ذخایر معدنی بوده‌اند. درک آن‌ها کلید درک تحولات گذشته و حال زمین است.

پاورقی

1 مواد مذاب (Molten Materials): به مواد سنگی گفته می‌شود که در اثر حرارت بسیار بالا از حالت جامد به مایع تبدیل شده‌اند.

2 سست‌کره (Asthenosphere): لایه‌ای نیمه‌مذاب، خمیری و قابل انعطاف در زیر سنگ‌کره (لیتوسفر). محل اصلی تشکیل ماگما.

3 ماگما (Magma): ماده سنگی مذاب، داغ و سیالی که زیر پوسته زمین قرار دارد و ممکن است حاوی بلور و حباب گاز باشد.

4 لاوا (Lava): ماگمایی که از دهانه آتشفشان یا شکاف پوسته زمین خارج شده و بر روی سطح جریان یابد.

5 سیلیس (Silica): ترکیب شیمیایی سیلیکون دی‌اکسید ($SiO_2$) که جزء اصلی تشکیل‌دهنده بیشتر سنگ‌ها و مواد مذاب است.

6 انرژی زمین‌گرمایی (Geothermal Energy): انرژی حرارتی که از داخل زمین استخراج می‌شود و منشأ آن گرمای باقیمانده از تشکیل زمین و واپاشی عناصر رادیواکتیو درون آن است.

ماگما لاوا آتشفشان سست‌کره انرژی زمین‌گرمایی