6 حقائق مذهلة حول طبقة الوشاح الأرضي.
طبقة الوشاح هو الطبقة السميكة من الصخور الصلبة الساخنة بين القشرة الأرضية ولب الحديد المنصهر. تشكل الجزء الأكبر من الأرض، وتمثل ثلثي كتلة الكوكب. يبدأ الوشاح على عمق حوالي 30 كيلومترًا ويبلغ سمكه حوالي 2900 كيلومتر.
1. المعادن الموجودة في الوشاح.
الأرض لها نفس وصفة العناصر مثل الشمس والكواكب الأخرى (تجاهل الهيدروجين والهيليوم، اللذين هربا من جاذبية الأرض).
بطرح الحديد في اللب، يمكننا حساب أن الوشاح عبارة عن مزيج من المغنيسيوم والسيليكون والحديد والأكسجين الذي يتطابق تقريبًا مع تركيبة العقيق.
لكن بالضبط ما هو مزيج المعادن الموجود على عمق معين هو سؤال معقد لم يتم تسويته بحزم. من المفيد أن لدينا عينات من الوشاح، قطع صخرية محمولة في بعض الانفجارات البركانية، من أعماق مثل 300 كيلومتر وما بعدها.
هذه تظهر أن الجزء العلوي من الوشاح يتكون من أنواع الصخور البريدوتيت و إيكلوجايت. ومع ذلك، فإن الشيء الأكثر إثارة الذي نحصل عليه من الوشاح هو الماس.
2. النشاط في الوشاح.
يتم تحريك الجزء العلوي من الوشاح ببطء بواسطة حركات الصفائح التي تحدث فوقه. يحدث هذا بسبب نوعين من النشاط.
– أولاً، هناك الحركة الهبوطية للوحات المندسة التي تنزلق تحت بعضها البعض.
– ثانيًا، هناك الحركة الصعودية لصخور الوشاح التي تحدث عندما تنفصل صفيحتان تكتونيتان وتتباعدان.
كل هذا العمل لا يمزج الوشاح العلوي تمامًا، ومع ذلك، يعتقد الجيوكيميائيون أن الوشاح العلوي هو نسخة صخرية من كعكة الرخام. تعكس أنماط النشاط البركاني في العالم حركة الصفائح التكتونية، باستثناء مناطق قليلة من الكوكب تسمى النقاط الساخنة.
قد تكون النقاط الساخنة دليلاً على صعود وهبوط المواد في عمق أكبر في الوشاح، ربما من قاعها. أو قد لا يفعلون. هناك نقاش علمي قوي حول النقاط الساخنة هذه الأيام.
إقرأ أيضاً… ما هي طبقات الغلاف الجوي لكوكب الأرض؟
3. استكشاف الوشاح باستخدام موجات الزلزال.
أقوى تقنياتنا لاستكشاف الوشاح هي مراقبة الموجات الزلزالية من زلازل العالم. يستجيب النوعان المختلفان من الموجات الزلزالية، موجات P (تشبه الموجات الصوتية) وموجات S (مثل الموجات في حبل مهتز)، للخصائص الفيزيائية للصخور التي تمر بها.
تنعكس هذه الموجات عن بعض أنواع الأسطح وتنكسر (تنحني) عندما تصطدم بأنواع أخرى من الأسطح. نستخدم هذه التأثيرات لرسم خريطة لباطن الأرض.
أدواتنا جيدة بما يكفي لمعالجة وشاح الأرض بالطريقة التي يصنع بها الأطباء صور الموجات فوق الصوتية لمرضاهم. بعد قرن من جمع الزلازل، أصبحنا قادرين على عمل بعض الخرائط الرائعة للوشاح.
4. نمذجة الوشاح في المختبر.
تتغير المعادن والصخور تحت ضغط مرتفع. على سبيل المثال، يتغير الزبرجد الزيتوني الشائع في الوشاح إلى أشكال بلورية مختلفة على أعماق حوالي 410 كيلومترات، ومرة أخرى عند 660 كيلومترًا.
ندرس سلوك المعادن تحت ظروف الوشاح بطريقتين: نماذج حاسوبية تعتمد على معادلات فيزياء المعادن، وتجارب معملية.
وهكذا، يتم إجراء دراسات الوشاح الحديثة بواسطة علماء الزلازل ومبرمجي الكمبيوتر وباحثي المختبرات الذين يمكنهم الآن إعادة إنتاج الظروف في أي مكان في الوشاح باستخدام معدات معملية عالية الضغط مثل خلية سندان الماس.
5. طبقة الوشاح والحدود الداخلية.
ساعدنا قرن من البحث على ملء بعض الفراغات في الوشاح. لها ثلاث طبقات رئيسية. يمتد الوشاح العلوي من قاعدة القشرة (الموهو) حتى عمق 660 كيلومترًا.
تقع المنطقة الانتقالية بين 410 و 660 كيلومترًا، حيث تحدث تغيرات فيزيائية كبيرة في الأعماق للمعادن. يمتد الوشاح السفلي من 660 كيلومترًا نزولًا إلى حوالي 2700 كيلومتر.
في هذه المرحلة، تتأثر الموجات الزلزالية بشدة لدرجة أن معظم الباحثين يعتقدون أن الصخور الموجودة تحتها مختلفة في التركيب الكيميائي، وليس فقط في علم البلورات.
هذه الطبقة المثيرة للجدل في الجزء السفلي من الوشاح، والتي يبلغ سمكها حوالي 200 كيلومتر، تحمل اسمًا غريبًا “D-double-prime”.
إقرأ أيضاً… ما هو تعريف السهول؟
6. لماذا وشاح الأرض مميز؟
لأن الوشاح هو الجزء الأكبر من الأرض، فإن قصته أساسية للجيولوجيا. أثناء ولادة الأرض، بدأ الوشاح كمحيط من الصهارة السائلة فوق قلب الحديد.
عندما تصلب، يتم جمع العناصر التي لا تتناسب مع المعادن الرئيسية على شكل حثالة فوق القشرة. بعد ذلك، بدأ الوشاح في الدوران البطيء الذي كان عليه خلال الأربعة مليارات سنة الماضية.
لقد برد الجزء العلوي من الوشاح لأنه يتم تحريكه وترطيبه بواسطة الحركات التكتونية للصفائح السطحية. في الوقت نفسه، تعلمنا الكثير عن بنية الكواكب الشقيقة للأرض عطارد والزهرة والمريخ.
بالمقارنة معهم، فإن الأرض لها غطاء نشط ومزلق خاص جدًا بفضل الماء، وهو نفس المكون الذي يميز سطحها.
