درسنامه آموزشی علوم تجربی کلاس نهم

در هنگام عبور از نواحی کوهستانی البرز و زاگرس با پدیده‌های زمین‌شناسی مختلفی مانند چین‌خوردگی‌های کوچک و بزرگ، شکستگی‌ها و... مواجه می‌شوید. شاید چنین پرسش‌هایی در ذهنتان ایجاد شود که این رشته کوه‌ها چگونه به‌وجود آمده‌اند؟ قبل از تشکیل آنها سرزمین ایران چه شکلی بوده است؟ علت پیدایش چین‌خوردگی‌ها و شکستگی‌ها چیست؟ با مطالعهٔ این فصل، پاسخ این پرسش‌ها را به‌دست می‌آورید.

قاره‌های متحرک

در علوم ششم خواندید که ورقه‌های سنگ کره بر روی سست کره که حالت خمیری و نیمه مذاب دارد، حرکت می‌کنند.

بر اساس مطالعات انجام شده، زمین شناسان معتقدند که حدود 200 میلیون سال پیش در سطح کرهٔ زمین یک خشکی واحد و بزرگی وجود داشته است که اطراف آن را یک اقیانوس بزرگ فراگرفته بوده است (شکل زیر).

میلیون‌ها سال بعد، این خشکی بزرگ به دو خشکی کوچک‌تر تقسیم شد که بین آنها را دریای تتیس پرکرده بود (شکل زیر). دریاچه خزر در شمال کشورمان، باقیماندهٔ دریای تتیس است.

با گذشت زمان، هر کدام از دو خشکی مذکور، خود نیز به قطعات کوچک‌تر تبدیل شده و پس از جابه‌جایی، قاره‌های امروزی را به وجود آورده‌اند. (شکل 3 - الف، ب و پ)

موقعیت قاره‌ها از 80 میلیون سال قبل تاکنون

موافقان وگنر با استفاده از شواهدی اثبات کردند که قاره‌ها در گذشته به هم متصل بوده و سپس نسبت به هم جابه‌جا شده‌اند.

شواهد جابه‌جایی قاره‌ها

زمین ساخت ورقه‌ای

همان‌طور که می‌دانید، سست‌کره بخشی از گوشته است که حالت خمیری و نیمه مذاب دارد و سنگ‌کره بر روی آن واقع شده است. بر اساس نظریهٔ زمین ساخت ورقه‌ای سنگ‌کره از تعدادی ورقهٔ کوچک و بزرگ مجزا از هم تشکیل شده است (شکل 5). این ورقه‌ها نسبت به هم حرکت دارند. گاهی به هم نزدیک می‌شوند، در جاهایی از هم دور می‌شوند و در بعضی جاها کنار هم می‌لغزند (شکل 6). آیا می‌دانید بزرگ‌ترین ورقهٔ سنگ کره چه نام دارد؟

انواع حرکت ورقه‌های سنگ‌کره

دانشمندان علت حرکت ورقه‌های سنگ‌کره را جریان‌های همرفتی سست‌کره می‌دانند. پدیدهٔ همرفتی داخل سست‌کره همانند جریان همرفتی داخل ظرف وسط است. سست‌کره به دلیل شرایط دما و فشار معین، حالت خمیری دارد. در قسمت پایین آن، دما زیادتر است؛ بنابراین چگالی مواد نسبت به قسمت‌های بالایی کمتر است. به دلیل اختلاف دما و چگالی بین قسمت‌های بالا و پایین سست‌کره، پدیدهٔ همرفت ایجاد می‌شود. در اثر این پدیده، مواد خمیری به سمت بالا حرکت می‌کنند و از محل شکاف بین ورقه‌ها به سطح زمین می‌رسند و سبب جابه‌جایی و حرکت ورقه‌ها می‌شوند (شکل زیر).

اگر ورقهٔ سنگ‌کره در زیر اقیانوس قرار گرفته باشد، آن را ورقهٔ اقیانوسی و اگر در محل قاره‌ها باشد، آن را ورقهٔ قاره‌ای نامند. ورقهٔ اقیانوسی چگالی بیشتری نسبت به ورقهٔ قاره‌ای دارد به همین دلیل در هنگام برخورد آنها با یکدیگر، ورقهٔ اقیانوسی به زیر ورقهٔ قاره‌ای فرو رانده می‌شود.

فرضیهٔ گسترش بستر اقیانوس‌ها

اولین بار در سال 1962 میلادی هِری هِس فرضیهٔ گسترش بستر اقیانوس‌ها را مطرح کرد. بر اساس این فرضیه، مواد مذابی که از سست‌کره نشأت گرفته‌اند، در قسمت وسط اقیانوس‌ها به بستر اقیانوس صعود می‌کنند و پس از انجماد، ورقهٔ اقیانوسی جدید را به وجود می‌آورند. به جبران این افزوده شدن، ورقهٔ مذکور با سرعت متوسط حدود 5 سانتی‌متر در سال، از وسط اقیانوس به سمت ساحل حرکت می‌کند و پس از رسیدن به ساحل، با ورقهٔ قاره‌ای برخورد می‌کند. در ادامهٔ این حرکت، ورقهٔ اقیانوسی به زیر ورقهٔ قاره‌ای فرو می‌رود.

حرکت ورقه‌های سنگ کره

در برخی نواحی ورقه‌های سنگ‌کره از هم دور می‌شوند. در محل دورشدن آنها، مواد مذاب گوشته بالا می‌آیند و ورقهٔ جدیدی ساخته می‌شود (شکل زیر). در این نواحی آتشفشان‌ها و زمین لرزه‌های متعددی رخ می‌دهد.

در برخی نواحی کرهٔ زمین، ورقه‌های سنگ‌کره طی میلیون‌ها سال به سمت یکدیگر حرکت و در نهایت با هم برخورد کرده‌اند. برخورد آنها سبب بروز پدیده‌هایی مانند رشته کوه ، چین خوردگی ، گسل و حوادثی مانند زمین لرزه و فوران آتشفشان می‌شود. کمربند لرزه خیز اطراف اقیانوس آرام یکی از مهم‌ترین نواحی لرزه‌خیز جهان است که علت آن برخورد ورقهٔ اقیانوسی آرام با ورقه‌های قاره‌ای اطراف آن است. در اثر این برخورد ورقهٔ اقیانوسی به زیر ورقهٔ قاره ای فرو رانده می‌شود. دراثر فرورانش، ورقه‌ها می‌شکنند و انرژی آزاد می‌شود، انرژی آزاد شده به‌صورت امواج لرزه‌ای، باعث رخ دادن زمنی‌لرزه‌های بزرگی می‌شود (شکل 10- الف). افزون بر آن براثر فرورانش ورقهٔ فرورونده و اصطکاک ایجاد شده، دما افزایش یافته، سنگ‌ها ذوب می‌شوند و آتشفشان‌هایی را به‌وجود می‌آورند (شکل 10- ب)

در برخی نواحی کرهٔ زمین، حرکت ورقه‌ها به گونه‌ای است که آنها نه از هم دور می‌شوند و نه به هم نزدیک، بلکه ورقه‌های سنگ‌کره در کنار هم می‌لغزند. این نوع حرکت بیشتر در بستر اقیانوس‌ها رخ می‌دهد و باعث ایجاد زمین لرزه‌های زیادی می‌شود.

پیامدهای حرکت ورقه‌های سنگ‌کره

یکی از پیامدهای حرکت ورقه‌های سنگ‌کره، ایجاد چین‌خوردگی و تشکیل رشته کوه است. همان‌طور که در علوم هشتم آموختید، لایه‌های رسوبی در دریاها به صورت افقی ته‌نشین می‌شوند. پس از اینکه ضخامت رسوبات زیاد شد، در اثر حرکت و برخورد ورقه‌های سنگ‌کره، رسوبات از حالت افقی خارج می‌شوند و به حالت چین‌خورده در می‌آیند و رشته کوه‌ها را به وجود می‌آورند.

در اثر حرکت ورقه‌های سنگ‌کره، پدیده‌های زمین‌شناسی مانند زمین لرزه و آتشفشان نیز ایجاد می‌شود. این پیامدها در کشور ما نیز دیده می‌شود. به این ترتیب که، هم اکنون از وسط دریای سرخ، مواد مذاب سست‌کره به بستر این دریا بالا می‌آیند و پوستهٔ جدید را می‌سازند و این پوسته به دو طرف حرکت می‌کند (شکل زیر). بنابراین ورقهٔ عربستان از چند میلیون سال قبل حرکت خود را به سمت ورقهٔ ایران آغاز نموده و هم اکنون نیز ادامه دارد. در اثر برخورد ورقهٔ عربستان با ورقهٔ ایران، رشته کوه زاگرس به وجود آمده است و ادامهٔ این حرکت، باعث ایجاد زمین لرزه‌هایی با بزرگی معمولاً کمتر از 5 ریشتر در نواحی غرب و جنوب غرب ایران می‌شود. مسلماً داشتن اطلاعات دقیق و رعایت نکات ایمنی در ساخت و ساز شهرها و روستاهای کشور، آسیب‌پذیری ما را به حداقل می‌رساند.

هنگامی که در بستر اقیانوس‌ها، زمین لرزه یا آتشفشان رخ می‌دهد، ممکن است سونامی ایجاد گردد. این امواج اقیانوسی، انرژی بسیار زیادی دارند و هنگام رسیدن به سواحل، خسارت‌های زیادی برجای می‌گذارند. هرچه عمق آب اقیانوس بیشتر باشد، سرعت و انرژی سونامی نیز بیشتر خواهد بود و خسارت‌های زیادتری را به بار خواهد آورد.

برخی مواقع، حرکت ورقه‌های سنگ‌کره باعث شکستن سنگ‌های پوستهٔ زمین می‌شود. شکستگی‌های پوستهٔ زمین به دو دستهٔ دَرزِه و گسل، تقسیم‌بندی می‌شوند. اگر سنگ‌های دو طرف شکستگی، نسبت به هم جابه‌جا شده باشند، گسل را به وجود می‌آورند (شکل 14) و اگر سنگ‌های دو طرف شکستگی، جابه‌جا نشده باشند، درزه به وجود می‌آید. (شکل15)