القشرة الارضية

كُتب : [ 04-17-2009 - 07:01 PM ]


مراحل تكوين أغلفة كوكب الأرض
عند بداية تشكيل كوكب الأرض كان لدوران كوكبنا حول نفسه واستمرار برودته التدريجية الدور الأكبر فى إعادة ترتيب مكوناته حسب كثافة وثقل المواد التى يتركب منها الكوكب وتتابعها فى أغلفة أو نطاقات متتالية ، حيث تركزت المواد الثقيلة ذات الكثافة العالية عند مركز كوكب الأرض ، وتأتى بعدها المواد الأخف كثافة بالتتابع حتى نأتى إلى سطح الأرض الذى يتكون من أخف المواد على الإطلاق . كما ساعد هذا الترتيب على برودة سطح الأرض تدريجيا قبل باطنها، الذى مازالت أجزاء منه فى صورة لزجة أو سائلة بسبب الارتفاع الهائل فى درجة حرارة جوف الأرض ، وقد أدت هذه العملية فى النهاية إلى تكوين الغلاف الصخرى الذى يضم جميع النطاقات بداية من سطح الأرض الذى نعيش جميعا عليه وحتى مركزها الجوفى .

العلاقة بين أغلفة كوكب الأرض
تركيب الغلاف الصخرى
الآتية : يمكن معرفة تركيب الغلاف الصخرى فى ضوء دراستنا للظواهر
1-سرعة اختراق الموجات الزلزالية لطبقات الأرض حتى وصولها للمراصد الزلزالية .
2- مكونات المواد المنبثقة من البراكين .
3- تركيب النيازك المتساقطة على سطح الأرض .
ومن ذلك نتبين أن الغلاف الصخرى لكوكب الأرض ينقسم إلى مجموعة من النطاقات أو الطبقات المتتابعة هى :

طبقات الغلاف الصخرى
يتركب الغلاف الصخرى من الطبقات الآتية :
1- القشرة الأرضية : - السيال
- السيما
2- طبقة الغطاء الداخلى (المانتل)
3- طبقة باطن الأرض .
أولا : القشرة الأرضية :
التى تشكل أخف المواد المكونة للكوكب وتنقسم إلى طبقتين هما :

1- طبقة السيال Sial السطحية التى تتألف من سليكات الألمنيوم ولاتزيد كثافتها عن 8ر2 جرام/سم3 ، ويتراوح سمكها من 2 - 15 كيلومتر ، ويزيد سمك هذه الطبقة على اليابس ويقل سمكها على قيعان المحيطات ، بل تكاد تنعدم تماما على قاع المحيط الهادى .
2- طبقة السيما Sima تقع هذه الطبقة أسفل طبقة السيال مباشرة إلا أنها أعظم منها كثافة ، حيث تصل كثافتها إلى 4ر3 جرام/ سم3 ، ويعزى إرتفاع كثافتها لتكونها من سليكات الماغنسيوم ، ويتراوح سمك القشرة الأرضية (أى طبقتى السيال والسيما معا ) بين 25 - 70 كم .
حد الاندسيت : فاصل أو حد جيولوجى يفصل بين طبقتى السيال والسيما ، نظرا لاختلاف سرعة الموجات الزلزالية التى تصل عند هذا الفاصل إلى حوالى 6ر4 كم / ثانية .

الحد الموهوروفيشى :
يطلق على هذا الحد الجيولوجى أحيانا اسم حد الموهو نسبة إلى مكتشفه عالم الزلازل اليوغوسلافى موهورفيشيك عام 1909 ، وهو الحد الفاصل بين القشرة الأرضية وطبقة المانتل التى تقع أسفلها مباشرة ، حيث تبلغ سرعة الموجات الزلزالية فوق هذا الحد 1ر8 كم / ثانية ، ثم تزداد السرعة كلما توغلنا فى اتجاه طبقة المانتل ، مما يشير إلى اختلاف المواد الصخرية عند هذا الحد الفاصل . ويختلف عمق هذا الحد من منطقة لأخرى تبعا لسمك القشرة الأرضية ، مما ساعد على دقة تقدير سمك القشرة على اليابس الأرضى وأعماق المحيطات .
ثانيا : الطبقة الغطائية الداخلية ( طبقة المانتل ) Mantle :

تتكون هذه الطبقة من مواد أثقل من المواد المكونة للقشرة الأرضية ، حيث تتراوح كثافتها بين 5 - 8 جرام/سم3 ، ويبلغ متوسط سمكها حوالى2830 كم ، وهى تنقسم إلى قسمين هما :
1-القسم الأعلى أو الغطاء الخارجى : يطلق عليه اسم طبقة الاثنوسفير Asthenosphere ، ويتألف هذا القسم من غطاء رقيق السمك نسبيا شبه سائل لاتتعدى كثافته 5 جرام / سم3 ، لايتعدى سمكه أكثر من 330 كم .
2-القسم أو الغطاء الداخلى : يتألف من مواد صلبة تتراوح كثافتها بين 6-8 جرام / سم3 ، يقدر سمكه بنحو 2500 كم .

ثالثا : باطن الأرض ( النواة الداخلية المركزية) Core:
يشغل قلب الأرض وهو ينقسم إلى قسمين هما :
1-القسم أو النطاق الخارجى يتكون من مواد سائلة وتتراوح كثافته بين 8-9 جرام / سم3 ، وهذه القيمة تماثل كثافة الحديد والنيكل والمواد المكونة للنيازك ، ولذا رجح العلماء أن هذا النطاق يتألف من سبيكة سائلة تتكون من الحديد والنيكل يصل سمكها إلى حوالى 2220 كم .
2-القسم أو النطاق الداخلى الذى يتألف من مواد صلبة تصل كثافتها إلى 11 جرام / سم 3 وهى بذلك أثقل المواد المكونة للأرض ، ويبلغ سمكها حوالى 1250 كم.

ثالثا : باطن الأرض ( النواة الداخلية المركزية) Core:
يشغل قلب الأرض وهو ينقسم إلى قسمين هما :
1-القسم أو النطاق الخارجى يتكون من مواد سائلة وتتراوح كثافته بين 8-9 جرام / سم3 ، وهذه القيمة تماثل كثافة الحديد والنيكل والمواد المكونة للنيازك ، ولذا رجح العلماء أن هذا النطاق يتألف من سبيكة سائلة تتكون من الحديد والنيكل يصل سمكها إلى حوالى 2220 كم .
2-القسم أو النطاق الداخلى الذى يتألف من مواد صلبة تصل كثافتها إلى 11 جرام / سم 3 وهى بذلك أثقل المواد المكونة للأرض ، ويبلغ سمكها حوالى 1250 كم.

سمك طبقات الغلاف الصخرى
تركيب الغلاف الصخرى
مجال الأرض المغناطيسى
تدور الكرة الأرضية حول محورها ، لكن تتحرك القشرة الأرضية بسرعة أكبر نسبيا من سرعة دوران النواة المركزية للأرض ، وذلك بسبب وجود الطبقة المائعة للغطاء الداخلى للأرض (المانتل).
ينشأ عن ذلك تكوين حقل مغناطيسى للأرض يميل محوره بزاويه قدرها 11 درجة بالنسبة للمحور الجغرافى للكوكب ، ولذلك لاينطبق قطبى الأرض المغناطيسيين مع قطبيها الجغرافيين : الشمالى والجنوبى .
يتغير موضع قطبى الأرض المغناطيسيين ومحورها المغناطيسى بصورة مستمرة ، وتشير الإبرة المغناطيسية إلى الشمال المغناطيسى ، الذى ينحرف موقعه عن الشمال الجغرافى بزاوية يطلق عليها اسم زاوية الانحراف المغناطيسى .
محور دوران الكرة الأرضية وقطبيها المغناطيسيين
خط الاستواء والمحور المغناطيسى لكوكب الأرض
المغناطيسية القديمة للأرض
يدرس المجال المغناطيسى القديم للأرض على أساس المبدأ الجيولوجى القائل بأن الصخور تكتسب قوى معناطيسية دائمة عند بداية تكونها ، ولكن تفقد الصخور معناطيسيتها عند تعرضها لمصدر حرارى كبير ، لكنها تستعيد معناطيسيتها عند برودتها وتصلبها من جديد وهو مايحدث عادة للصخور المتحولة .
ويطلق تعبير المغناطيسية المتبقية على المغنطة القديمة للصخر قبل تعرضه للحرارة والانصهار ، وهى بذلك تحمل سجلا دائما للمجال المغناطيسى للصخر ، وتفيد دراسته معرفة مراحل التاريخ الجيولوجى للأرض ، وتحرك فطبيها المغناطيسيين عبر التاريخ الجيولوجى ، بل وقياس زحزحة القارات ومدى اتساع قيعان المحيطات .
المجال المغناطيسى للكرة الأرضية
الغلاف المائى
مكونات الغلاف المائى :
1-مياه البحار والمحيطات
2-مياه الأنهار دائمة الجريان والموسمية
3-البحيرات المالحة والعذبة
4-الغطاءات الجليدية والأودية الجليدية
5-المياه الجوفية
6-بخار الماء الموجود فى الغلاف الجوى
مساحة المسطحات البحرية
تشغل المسطحات البحرية 8ر70% من جملة مساحة سطح الأرض ويشغل اليابس 2ر29% فقط من مساحة سطح الأرض
مساحة المسطحات البحرية غير ثابتة خلال العصور الجيولوجية بسبب تذبذب مستوى سطح البحر نتيجة العوامل التالية :


أسباب تغير مستوى سطح البحر
أولا : التغيرات المناخية
ذوبان الجليد الناتج عن ارتفاع درجة حرارة الكرة الأرضية يؤدى إلى ارتفاع مستوى سطح البحر.
تجمد المزيد من الجليد الناتج عن انخفاض درجة حرارة الكرة الأرضية يؤدى إلى انخفاض مستوى سطح البحر.
ثانيا : الحركات التكتونية:

1-يؤدى إرتفاع قاع المحيط إلى زيادة منسوب سطح البحر .

2-يؤدى هبوط قاع المحيط إلى انخفاض منسوب سطح البحر

3- يؤدى ارتفاع اليابس إلى انخفاض منسوب سطح البحر .

4- يؤدى هبوط اليابس إلى ارتفاع منسوب سطح البحر .


ثالثا : تراكم الرواسب على قيعان المحيطات
يعمل تراكم الرواسب على ارتفاع قيعان المحيطات وبالتالى ارتفاع مستوى سطح البحر ، وتشمل الرواسب الآتية :
1- نواتج ترسيب عوامل التعرية مثل الأنهار والأودية الجليدية وفعل الرياح تضاف إلى أرضية المحيطات .
2-تحلل هياكل الكائنات البحرية والأسماك والأصداف .
3- النفايات والمخلفات البشرية .
يؤدى ثقل وزن الرواسب المتراكمة على قيعان البحار إلى حدوث حركات تكتونية توازنية تؤثر على منسوب البحار .
ثالثا : تراكم الرواسب على قيعان المحيطات
يعمل تراكم الرواسب على ارتفاع قيعان المحيطات وبالتالى ارتفاع مستوى سطح البحر ، وتشمل الرواسب الآتية :
1- نواتج ترسيب عوامل التعرية مثل الأنهار والأودية الجليدية وفعل الرياح تضاف إلى أرضية المحيطات .
2-تحلل هياكل الكائنات البحرية والأسماك والأصداف .
3- النفايات والمخلفات البشرية .
يؤدى ثقل وزن الرواسب المتراكمة على قيعان البحار إلى حدوث حركات تكتونية توازنية تؤثر على منسوب البحار .
مصادر مياه الغلاف المائى
يرجع المصدر الأساسى لمياه المسطحات البحرية إلى المياه الأولية وهى التى ظهرت لأول مرة على سطح الأرض نتيجة تسربها من جوف الأرض مع المصهورات البركانية .
تبين أن 10% من مكونات المصهورات البركانية عبارة عن بخار ماء أخذ يتكاثف ويتجمع على أرضية الأحواض والمقعرات المنتشرة على سطح الأرض خلال تاريخها الجيولوجى الطويل .
تركيب أملاح المسطحات البحرية
الغلاف الجوى
يتميز الغلاف الجوى بعظم سمكه بالمقارنة بالغلاف الصخرى لقشرة الأرض ، إذ يبلغ متوسط سمك الغلاف الجوى حوالى 200 ميل ، على حين لا يتجاوز سمك الغلاف الصخرى أكثر من 45 ميلاً فى المتوسط . وقد تكون الغلاف الغازى مصاحبا لنشأة كوكب الأرض ذاته ، حيث تسربت إلى الغلاف الجوى لكوكب الأرض كميات كبيرة من الغازات بخار الماء والغبار المنبثق مع المصهورات البركانية ، وتجمعت هذه الغازات حول كوكب الأرض أثناء عملية برودته التدريجية خلال فترات التاريخ الجيولوجى الطويلة . أى أن المصدر الأساسى للغلاف الجوى هو جوف أو باطن الأرض ذاته لأن الغازات والأبخرة المكونة للغلاف الجوى خرجت من القشرة الأرضية أثناء الثورانات البركانية الأولية ، حينما كانت الأرض أقل استقرارا من وضعها الحالى .

مصادر الغلاف الجوى
1- الغازات الأولية التى بقيت فوق القشرة الأرضية ، خلال مراحل تكوينها على شكل نطاق غازى ضخم يغلفها ويحيط بها .
2- الغازات المتسربة من القشرة الأرضية من خلال الشقوق والفواصل والفوالق وخطوط الانكسار وفوهات البراكين والنافورات والفوارات الحارة .
3- الغازات الناجمة عن تعرض المسطحات المائية للتبخر بفعل الإشعاع الشمسى .
4- الأتربة وذرات الغبار الدقيق الحجم العالق بالجو بسبب هبوب الرياح والعواصف المحلية التى تعمل على إثارته وتعلقه بطبقات الغلاف الجوى .
5- الغبار البركانى الدقيق الحجم ، وبقايا مواد الشهب والنيازك التى تحترق في طبقات الجو العليا .
6- الدخان والعوادم التى تتجمع المدن الصناعية الكبرى ، التى تسهم في تلوث العناصر الجوية للمدن الصناعية وارتفاع نسب غازات أول وثانى أكسيد الكربون ، وتآكل طبقة الأوزون ، كما تسهم فى تدهور الأحوال الصحية لسكان هذه المدن ، وفناء الكساء الخضرى حولها .

طبقات الغلاف الجوى
(أ) طبقة التروبوسفير
يقصد بها الطبقة السفلى من الغلاف الجوى الملامسة لسطح الأرض والتى لاتتجاوز ارتفاعها أكثر من 10 أميال من سطح الارض ، وتنخفض درجة الحرارة بهذه الطبقة بمعدل 3.5 ف لكل 100 قدم .(حيث تتأثر درجات حرارة هذا النطاق بفعل الإشعاع الأرضى ) . ويتميز تركيبها الغازى بتجانسه العام من جزء إلى آخر .
أهم خصائص طبقة التروبوسفير :
-تحدث فى طبقة التروبوسفير كافة التغيرات اليومية في حالات الطقس فوق سطح الأرض .
-تضم طبقة التروبوسفير كل كميات بخار الماء الذي يتمثل في الغلاف الجوى ، وتشتمل على السحب ، وعلى أكثر من 90% من حجم الكتل الهوائية ، كما يتجمع في هذه الطبقة كل كميات غاز ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوى .
-تعرف الأجزاء العليا من طبقة التروبوسفير باسم طبقة التروبوبوز Tropopause ، لأنها تعد الحد الفاصل لوجود بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ، ويتلاشى تأثر الطبقات التى تعلوها بالإشعاع الأرضى .

(ب) طبقة الاستراتوسفير :Stratosphere
تمتد طبقة الاستراتوسفير فيما بين ارتفاع 30-50 ميل فوق سطح الأرض ، ولا يتجاوز الضغط الجوى بالجزء العلوى من هذه الطبقة 0.5 ملم فقط .
أهم خصائص طبقة الاستراتوسفير :
1-تتميز هذه الطبقة بتجانس درجة حرارة الهواء بها.
2- تخلو تماماً من حدوث العواصف والأعاصير داخل نطاقها .
3- تتميز المناطق الحدية فيما بين طبقة التروبوبوز والاستراتوسفير ببرودتها بسبب ندرة وصول تأثير الاشعاع الارضى إلى هذه الارتفاعات الشاهقة من الغلاف الجوى .
4- يطلق على القسم الاسفل من الاستراتوسفير ، أي على ارتفاع 2 ميلا من سطح الارض اسم طبقة الأوزون .
5- تستغل هذه الطبقة كمجال يستخدم فى إرسال الموجات الصوتية الطويلة لأجهزة الإذاعة والموجات اللاسلكية ، ولكن من الصعب جدا أن تخترق الطائرات هذا المجال الجوى الشاهق .

(جـ) طبقة الايونوسفير : Ionosphere
تشغل هذه الطبقة الغطاء الخارجى الغلاف الجوى ، وتمتد فيما بين ارتفاع 50 إلى 200 ميل فوق سطح الأرض ، وأهم خصائصها مايلى :
-تستخدم هذه الطبقة فى ارسال الموجات الصوتية القصيرة لأجهزة الراديو ، لكن يختلف انعكاس الموجات الصوتية القصيرة بتلك الطبقة من مكان لآخر ومن وقت إلى آخر (فيما بين الليل والنهار ) ، وذلك تبعاً لمدى الارتفاع عن سطح الأرض ، ومدى انتشار المسطحات البحرية .
-يعزى لهذه الطبقة توهج الشهب والنيازك واحتراقها خلال عبور طبقات الايونوسفير وحماية سكان الأرض من أخطارها .
-تمكنت الصواريخ ومركبات الفضاء عبور هذه الطبقة والوصول إلى الفضاء الخارجى
- تعد هذه الطبقة أخف مكونات الغلاف الجوى على الاطلاق .

أهم مهام الغلاف الجوى
1-يعد الغلاف الجوى من أهم العوامل المؤثرة في تشكيل مظهر سطح الأرض وظواهره التضاريسية ، حيث يؤثر كيمائياً وميكانيكياً في تجوية الصخور ، وقد ينجم عن فعل التجوية الكيمائية عظم صلابة بعض الصخور، ولكن قد يؤدى التفاعل الكيميائى فى بعض الأحوال إلى تحلل بعض أنواع الصخور الأخرى .
2- تعد الرياح من أهم عوامل التعرية التى تشكل ظواهر السطح وتقوم بعمليات النقل والنحت والارساب. ويعظم فعل الرياح خاصة في المناطق الجافة والتى تتميز بخلو سطحها من الغطاءات النباتية وذلك مثل مناطق الصحارى الحارة الجافة .


تابع : أهم مهام الغلاف الجوى
3- يمثل الغلاف الجوى كذلك الغطاء الحرارى الملطف لكوكب الارض ، فلولا وجود الغلاف الجوى لسقطت اشعة الشمس على سطح الارض بشدة عما هى عليه اليوم ، كما أنها سترتد بسرعة كذلك في نفس الوقت الذي يستمد فيه سطح الارض هذه الأشعة - وتباً لذلك قد لا تناسب درجة حرارة الهواء حياة الانسان كما وأن المدى الحرارى الفصلى سيكون بلا شك أعظم بكثير جداً عما هو عليه في بعض أجزاء من سطح الأرض اليوم . وتشير الدراسات إلى أن الهواء الملامس لسطح الارض يستمد حرارته من الاشعاع الشمسى
Insolation .


4- ينجم عن سقوط الامطار الغزيرة وذوبان بعض الثلج فوق سطح الارض تكوين المجارى النهرية والسيول والبحيرات والثلاجات ، وهذه بدورها تشكل مظاهر سطح الارض وتعمل على تنوع ظواهره من اقليم إلى آخر .
الغلاف الحيوى
تهتم الجغرافية الحيوية بدراسة العلاقة المتبادلة بين مجموعة الأغلفة الأساسية المكونة لكوكب الأرض وهي : الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الجوي . وينتج عن تفاعل هذه الأغلفة تشكيل الغلاف الحيوي Bio-Sphere . ويتضمن الغلاف الحيوي جميع الكائنات الحية من نباتات وحيوانات وفطريات ، وهو ليس غلافاً مستقلاً وإنما متداخلاً مع الأغلفة الثلاثة السابقة .

كما يعرف الغلاف الحيوي بأنه " النطاق السطحى من الأرض (سواء يابس أو ماء ) ، والغلاف الجوي المتاخم لهذا النطاق السطحى وحيث تعيش الكائنات الحية .
ويرى البعض أن الغلاف الحيوي هو " بأنه قسم من القشرة الأرضية وغلافها الجوي الذي يقوم بتوفير الظروف الطبيعية الملائمة لظهور أي شكل من أشكال الحياة ". ولذلك نستبعد في دراستنا للجغرافيا الحيوية المناطق المغطاه بصفة دائمة بالثلوج لأنها تفتقد مقومات الحياة وتختفي منها الأحياء .

مشكووووووووووووووووووووووووورة.