شگفتیهای زیر آب: وقتی آتشفشانها در اقیانوس خانه میسازند
یک اتفاق آتشین در دنیای خنکِ آبها
تصور کنید یک نوشیدنی داغ مثل شیر کاکائو را داخل لیوانی پر از یخ بریزید. چه اتفاقی میافتد؟ تقریباً بلافاصله یک لایه سفت روی آن تشکیل میشود. حالا این تصویر را در مقیاسی بسیار بزرگتر و در اعماق اقیانوس مجسم کنید. جایی که مواد مذاب و بسیار داغ از دل زمین (گدازه۱) بیرون میزند و با آب سرد دریا برخورد میکند. این دقیقاً سرآغاز یک رخداد زمینشناختی مهم است: تشکیل سنگ جدید.
بستر اقیانوسها، به ویژه در محل شکافهای میاناقیانوسی۲، صحنهٔ نمایش دائمی این اتفاق هستند. در این مناطق، پوسته زمین از هم دور میشود و مواد مذاب گوشته۳ به بالا میآیند. وقتی این مواد با آب دریا تماس پیدا میکنند، فرآیند انجماد و تشکیل سنگ با سرعت و اشکال خاصی اتفاق میافتد.
سفر گدازه: از دهانه آتشفشان تا کف اقیانوس
این فرآیند را میتوان به چند مرحلهٔ اصلی تقسیم کرد:
| مرحله | شرح | مثال ملموس |
|---|---|---|
| ۱. فوران | خروج مواد مذاب (گدازه) از شکافهای بستر دریا. دمای گدازه میتواند به حدود 1200 درجه سانتیگراد برسد. | مثل باز کردن درب زودپز پر از بخار و فشار. |
| ۲. خنکشدگی سریع | تماس مستقیم گدازه با آب سرد (دمای نزدیک به 2 درجه سانتیگراد) باعث انجماد بسیار سریع لایه بیرونی میشود. | مانند ریختن ماگما (گدازه قند) در آب سرد برای تهیه رشتههای شکر. |
| ۳. شکلگیری ساختارهای مختلف | بسته به ترکیب گدازه و سرعت خنکشدن، اشکال مختلفی مانند بالشهای گدازه۴ یا صفحههای نازک ایجاد میشود. | مثل قطرههای موم داغ که در آب سرد به شکل گلوله درمیآیند. |
| ۴. تبدیل نهایی به سنگ | کل توده گدازه به تدریج و از بیرون به داخل کاملاً سرد و جامد میشود و به سنگ آذرین۵ تبدیل میگردد. | مانند جامد شدن کامل یک قالب ژله بزرگ از لبهها به سمت مرکز. |
آب دریا: یک یخچال طبیعی غولپیکر
نقش آب دریا در این فرآیند بسیار کلیدی است. آب، گرمای گدازه را با سرعت فوقالعادهای میگیرد. این سرعت بالا در خنکشدگی، باعث میشود که بلورهای معدنی درون سنگ فرصت رشد زیادی نداشته باشند. در نتیجه، سنگهای حاصل اغلب بلورهای ریز یا حتی بافتی شیشهای دارند. برای نمونه، سنگ بازالت که رایجترین سنگ بستر اقیانوسهاست، به همین دلیل معمولاً دانهریز است.
سنگهای اقیانوسی را از کجا میتوانیم ببینیم؟
شاید بپرسید اگر این سنگها در عمق چند هزار متری دریا تشکیل میشوند، چگونه میتوانیم نمونهای از آنها را مطالعه کنیم؟ گاهی نیروهای زمینساختی، تکههایی از این سنگها را به سمت بالا میرانند و آنها را در جزایر آتشفشانی یا حتی کوههای خشکی در معرض دید قرار میدهند. اما راه جالبتر این است که این فرآیند را در ابعاد کوچک و در خانه یا آزمایشگاه شبیهسازی کنیم.
مثال عملی: میتوان با ذوب کردن برخی مواد مانند پارافین یا شکر و ریختن آن در آب سرد، فرآیند انجماد سریع و تشکیل ساختارهایی شبیه بالشهای گدازه یا سنگهای شیشهای را مشاهده کرد. همچنین، سنگ سنگ پا که ممکن است در حمام دیده باشید، نمونهای از یک سنگ آذرین است که به دلیل انجماد سریع گدازهای که پر از حباب گاز بود، بافتی متخلخل و سبک دارد.
پرسشهای مهم و یک باور نادرست
پاسخ: نه همیشه. در اقیانوس، فشار بسیار زیاد آب، مانع از تبخیر ناگهانی و انفجار میشود. بیشتر اوقات، گدازه به آرامی و با تولید ابری از بخار آب و تشکیل سنگهای شیشهای سرد میشود. این فرآیند بیشتر شبیه خش خش کردن است تا یک انفجار بزرگ.
پاسخ: آنها بلوکهای ساختمانی پوستهٔ جدید زمین هستند! در شکافهای میاناقیانوسی، با انجماد گدازهها، پوستهٔ اقیانوسی جدید تشکیل و به دو طرف شکاف اضافه میشود. این فرآیند کفدریایی۶ نام دارد و عامل اصلی گسترش بستر اقیانوسهاست.
پاسخ: خیر. همانطور که همه بستنیها یک طعم ندارند، همه سنگهای آذرین اقیانوسی نیز مانند هم نیستند. تفاوت در ترکیب شیمیایی گدازه اولیه و دقیقاً همان سرعت سرد شدن، باعث ایجاد انواع مختلفی میشود. دو نمونه اصلی عبارتند از:
- بازالت: رایجترین نوع، تیرهرنگ و دانهریز.
- گابرو: که در عمق بیشتر و با سرد شدن آهستهتر تشکیل میشود و بلورهای درشتتری دارد.
پاورقی
۱ گدازه (Lava): مواد مذابی که از دهانه آتشفشان یا شکافهای زمین خارج میشوند.
۲ شکاف میاناقیانوسی (Mid-Ocean Ridge): رشتهکوههای عظیم زیردریایی که در محل دور شدن صفحات زمینساختی از هم قرار دارند.
۳ گوشته (Mantle): لایهای ضخیم و سنگی بین پوسته و هسته زمین که بخشی از آن میتواند ذوب شود.
۴ بالش گدازه (Pillow Lava): ساختارهای بیضیشکل یا بالشتمانندی که از سرد شدن گدازه در تماس با آب ایجاد میشود.
۵ سنگ آذرین (Igneous Rock): سنگی که از سرد شدن و انجماد مواد مذاب (ماگما یا گدازه) تشکیل میشود.
۶ کفدریایی (Seafloor Spreading): فرآیند تشکیل پوسته اقیانوسی جدید در شکافهای میاناقیانوسی و دور شدن صفحات از هم.
