تويت
الصفائح التكتونية هي ما يُفسر ملامح وحركة سطح الأرض في الحاضر والماضي من أعمق خندق في المحيط إلى أعلى جبل. الصفائح التكتونية هي النظرية التي تفسر انقسام طبقات الأرض الخارجية إلى عدة صفائح تنزلق فوق الوشاح (Mantle)، وهي طبقة أرضية صخرية تحتية تقع فوق نواة الأرض.
تكون الصفائح بمثابة قشرة قاسية وصلبة مقارنة بقشرة الأرض، تسمى هذه الطبقة الخارجية القوية “الغلاف الصخري (Lithosphere)” الذي يبلغ سمكه 100 كيلومتر (60 ميلًا) وفقًا للموسوعة البريطانية.
يشمل الغلاف الصخري القشرة والجزء الخارجي من الوشاح. أسفل الغلاف الصخري يوجد الغلاف المائع أو غلاف موري (Asthenosphere) الذي يكون مرنًا أو مرنًا جزئيًا ما يسمح للغلاف الصخري بالحركة، وكيفية حركته هي فكرة واعدة.
السجل التاريخي
نظرية الصفائح التكتونية التي تطورت من الخمسينيات وحتى السبعينيات هي النسخة الحديثة لنظرية الانجراف القاري (Continental Drift) التي اقترحها العالم ألفريد فيجنر (Alfred Wegener) في عام 1912. لم يكن لدى فيجنر تفسير لكيفية تحرك القارات حول الأرض لكن الباحثين لديهم تفسير الآن.
يقول عالم الزلازل في مرصد لامونت دوهرتي (Lamont-Doherty) التابع لجامعة كولومبيا في باليسيدز في نيويورك، نيكولاس فان دير إلست (Nicholas van der Elst): «الصفائح التكتونية هي النظرية الموحدة للجيولوجيا، وقبل هذه النظرية كان على الباحثين إيجاد تفسيرات للخصائص الجيولوجية في منطقتهم والتي كانت مخصصة لتلك المنطقة بالذات.
الصفائح التكتونية تُوحد كل هذه الأوصاف ويجب أن تكون قادرًا على وصف جميع الخصائص الجيولوجية كما لو كانت تقودها الحركة النسبية لهذه الصفائح التكتونية».
كم عدد الصفائح التكتونية ؟
هناك تسع صفائح رئيسية وفقًا لخريطة العالم. تسمى هذه الصفائح نسبة لمعالم الأرض الموجودة عليها. الصفائح الرئيسية التسعة هي: أمريكا الشمالية، المحيط الهادئ، الأوراسية، الأفريقية، الهندية الأسترالية، الأسترالية، الهندية، أمريكا الجنوبية، القارة القطبية الجنوبية.
أكبر صفيحة هي صفيحة المحيط الهادئ التي تبلغ مساحتها 39،768،522 ميل مربع (103،000،000 كيلومتر مربع). معظمها يقع تحت المحيط، تتحرك الصفيحة باتجاه شمال غرب بسرعة حوالي 2.75 بوصة (7 سم) في السنة. هناك أيضًا العديد من الصفائح الأصغر في جميع أنحاء العالم.
كيف تعمل الصفائح التكتونية ؟
القوة الدافعة وراء الصفائح التكتونية هي الحمل الحراري في الوشاح، حيث ترتفع المواد الساخنة بالقرب من قلب الأرض، بينما تغطس صخور الوشاح الباردة. يقول فان دير إلست: «إنه مثل وعاء يغلي على موقد».
يعتقد الباحثون أن الحمل الحراري يدفع الصفائح التكتونية من خلال الجمع بين عمليتي الدفع والانفراج عند أعراف منتصف المحيط أو ما تسمى مناطق ظهر المحيط (Mid-Ocean Ridges)، وكذلك السحب والغطس للأسفل في مناطق الاندساس (Subduction Zones). يواصل العلماء دراسة ومناقشة الآليات التي تحرك الصفائح التكتونية.
أعراف منتصف المحيط هي فجوات بين الصفائح التكتونية التي تغطي الأرض مثل الوصلات الفاصلة في لعبة البيسبول (كرة القاعدة).
تثور الصهارة الساخنة للأعلى في أعراف منتصف المحيط وتشكل قشرة محيطية جديدة تدفع الصفائح بعيدًا. في مناطق الاندساس، تلتقي صفيحتان تكتونيتان وتنزلق إحداهما أسفل الأخرى إلى الوشاح، وهي الطبقة الموجودة أسفل القشرة. الصفيحة الباردة الغاطسة تسحب القشرة وراءها للأسفل. عثر على العديد من البراكين المذهلة على طول مناطق الاندساس، مثل “منطقة الحزام الناري (Ring of Fire)” التي تحيط بالمحيط الهادئ.
حدود الصفائح
تعد مناطق الاندساس أو الحدود المتقاربة (Convergent Margins) أحد الأنواع الثلاثة لحدود الصفائح، أما الأنواع الاخرى فهي الحدود المتباعدة (Divergent Margins) والحدود المتحولة (Transform Margins).
في الحدود المتباعدة تنفصل صفيحتان تكتونيتان عن بعضهما كما هو الحال في أعراف منتصف المحيط والمناطق الصدعية القارية مثل صدع شرق أفريقيا.
تشير الحدود المتحولة إلى الصفائح المنزلقة مثل صدع سان أندرياس (San Andreas Fault) في كاليفورنيا حيث تطحن صفيحتا أمريكا الشمالية والمحيط الهادئ بعضهما البعض بحركة أفقية في الغالب.
إعادة بناء الماضي
بينما يبلغ عمر الأرض 4.54 مليار عام ولكون القشرة المحيطية يعاد تدويرها باستمرار في مناطق الاندساس، لذا لا يتجاوز عمر قاع البحر الـ 200 مليون سنة. توجد أقدم صخور المحيط في شمال غرب المحيط الهادئ وشرق البحر الأبيض المتوسط، في حين أن فُتات القشرة القارية أقدم بكثير، كما عُثر على قطع كبيرة في جرينلاند (Greenland) يقدر عمرها بـ 3.8 مليار سنة على أقل تقدير.
يمكن لعلماء الجيولوجيا إعادة بناء التاريخ القديم لقارات الأرض من خلال الصخور والحفريات المتبقية. يعتقد معظم الباحثين أن الصفائح التكتونية الحديثة بدأت منذ حوالي 3 مليارات عام اعتمادًا على الصهارة والمعادن القديمة المحفوظة في الصخور من تلك الحقبة، ويعتقد البعض أنه كان يمكن أن تبدأ بعد مليار سنة من ميلاد الأرض، أي حوالي 3.5 مليار سنة.
يقول فان دير إلست: «لا نعلم بالضبط متى بدأت الصفائح التكتونية كما تبدو اليوم، لكننا نعرف حقًا أن لدينا قشرة قارية من المحتمل أن تكون قد ألغت لوحًا منحدرًا للأسفل [صفيحة تكتونية في منطقة الاندساس] يبلغ عمرها 3.8 مليار سنة. يمكننا تخمين أن ذلك يعني أن الصفائح التكتونية كانت شغالة، لكن ربما بدت مختلفة تمامًا عن اليوم».
بينما تتصادم القارات حول الأرض إلا أنها تجتمع أحيانًا لتكوين قارات عملاقة فائقة على هيئة كتلة أرضية واحدة. إحدى أقدم القارات العملاقة الفائقة تدعى رودينيا (Rodinia)، تجمعت قبل حوالي مليار سنة. يرتبط انحلالها بالتجلد العالمي ويسمى كرة أرضية جليدية (Snowball Earth).
تشكلت قارة عملاقة أحدث تدعى بانجيا (Pangaea) قبل حوالي 300 مليون سنة. احتضنت إفريقيا وأمريكا الجنوبية وأمريكا الشمالية وأوروبا بعضها البعض عن قرب مخلفةً نمطًا مميزًا من الأحافير والصخور كي يتمكن الجيولوجيون من حل شفرتها بمجرد انقسام بانجيا.
قِطَع الألغاز التي خلفتها بانجيا من الحفريات إلى السواحل الواقعة على طول المحيط الأطلسي قدمت الدلائل الأولى على إن قارات الأرض تتحرك. يمكن أن تتسبب الصفائح المتصادمة ببعضها البعض سلاسل الجبال. على سبيل المثال اجتمعت الهند وآسيا منذ حوالي 55 مليون سنة ما أوجد جبال الهيمالايا (Himalaya Mountains) وفقًا لناشيونال جيوغرافيك.
تكون الصفائح بمثابة قشرة قاسية وصلبة مقارنة بقشرة الأرض، تسمى هذه الطبقة الخارجية القوية “الغلاف الصخري (Lithosphere)” الذي يبلغ سمكه 100 كيلومتر (60 ميلًا) وفقًا للموسوعة البريطانية.
يشمل الغلاف الصخري القشرة والجزء الخارجي من الوشاح. أسفل الغلاف الصخري يوجد الغلاف المائع أو غلاف موري (Asthenosphere) الذي يكون مرنًا أو مرنًا جزئيًا ما يسمح للغلاف الصخري بالحركة، وكيفية حركته هي فكرة واعدة.
السجل التاريخي
نظرية الصفائح التكتونية التي تطورت من الخمسينيات وحتى السبعينيات هي النسخة الحديثة لنظرية الانجراف القاري (Continental Drift) التي اقترحها العالم ألفريد فيجنر (Alfred Wegener) في عام 1912. لم يكن لدى فيجنر تفسير لكيفية تحرك القارات حول الأرض لكن الباحثين لديهم تفسير الآن.
يقول عالم الزلازل في مرصد لامونت دوهرتي (Lamont-Doherty) التابع لجامعة كولومبيا في باليسيدز في نيويورك، نيكولاس فان دير إلست (Nicholas van der Elst): «الصفائح التكتونية هي النظرية الموحدة للجيولوجيا، وقبل هذه النظرية كان على الباحثين إيجاد تفسيرات للخصائص الجيولوجية في منطقتهم والتي كانت مخصصة لتلك المنطقة بالذات.
الصفائح التكتونية تُوحد كل هذه الأوصاف ويجب أن تكون قادرًا على وصف جميع الخصائص الجيولوجية كما لو كانت تقودها الحركة النسبية لهذه الصفائح التكتونية».
كم عدد الصفائح التكتونية ؟
هناك تسع صفائح رئيسية وفقًا لخريطة العالم. تسمى هذه الصفائح نسبة لمعالم الأرض الموجودة عليها. الصفائح الرئيسية التسعة هي: أمريكا الشمالية، المحيط الهادئ، الأوراسية، الأفريقية، الهندية الأسترالية، الأسترالية، الهندية، أمريكا الجنوبية، القارة القطبية الجنوبية.
أكبر صفيحة هي صفيحة المحيط الهادئ التي تبلغ مساحتها 39،768،522 ميل مربع (103،000،000 كيلومتر مربع). معظمها يقع تحت المحيط، تتحرك الصفيحة باتجاه شمال غرب بسرعة حوالي 2.75 بوصة (7 سم) في السنة. هناك أيضًا العديد من الصفائح الأصغر في جميع أنحاء العالم.
كيف تعمل الصفائح التكتونية ؟
القوة الدافعة وراء الصفائح التكتونية هي الحمل الحراري في الوشاح، حيث ترتفع المواد الساخنة بالقرب من قلب الأرض، بينما تغطس صخور الوشاح الباردة. يقول فان دير إلست: «إنه مثل وعاء يغلي على موقد».
يعتقد الباحثون أن الحمل الحراري يدفع الصفائح التكتونية من خلال الجمع بين عمليتي الدفع والانفراج عند أعراف منتصف المحيط أو ما تسمى مناطق ظهر المحيط (Mid-Ocean Ridges)، وكذلك السحب والغطس للأسفل في مناطق الاندساس (Subduction Zones). يواصل العلماء دراسة ومناقشة الآليات التي تحرك الصفائح التكتونية.
أعراف منتصف المحيط هي فجوات بين الصفائح التكتونية التي تغطي الأرض مثل الوصلات الفاصلة في لعبة البيسبول (كرة القاعدة).
تثور الصهارة الساخنة للأعلى في أعراف منتصف المحيط وتشكل قشرة محيطية جديدة تدفع الصفائح بعيدًا. في مناطق الاندساس، تلتقي صفيحتان تكتونيتان وتنزلق إحداهما أسفل الأخرى إلى الوشاح، وهي الطبقة الموجودة أسفل القشرة. الصفيحة الباردة الغاطسة تسحب القشرة وراءها للأسفل. عثر على العديد من البراكين المذهلة على طول مناطق الاندساس، مثل “منطقة الحزام الناري (Ring of Fire)” التي تحيط بالمحيط الهادئ.
حدود الصفائح
تعد مناطق الاندساس أو الحدود المتقاربة (Convergent Margins) أحد الأنواع الثلاثة لحدود الصفائح، أما الأنواع الاخرى فهي الحدود المتباعدة (Divergent Margins) والحدود المتحولة (Transform Margins).
في الحدود المتباعدة تنفصل صفيحتان تكتونيتان عن بعضهما كما هو الحال في أعراف منتصف المحيط والمناطق الصدعية القارية مثل صدع شرق أفريقيا.
تشير الحدود المتحولة إلى الصفائح المنزلقة مثل صدع سان أندرياس (San Andreas Fault) في كاليفورنيا حيث تطحن صفيحتا أمريكا الشمالية والمحيط الهادئ بعضهما البعض بحركة أفقية في الغالب.
إعادة بناء الماضي
بينما يبلغ عمر الأرض 4.54 مليار عام ولكون القشرة المحيطية يعاد تدويرها باستمرار في مناطق الاندساس، لذا لا يتجاوز عمر قاع البحر الـ 200 مليون سنة. توجد أقدم صخور المحيط في شمال غرب المحيط الهادئ وشرق البحر الأبيض المتوسط، في حين أن فُتات القشرة القارية أقدم بكثير، كما عُثر على قطع كبيرة في جرينلاند (Greenland) يقدر عمرها بـ 3.8 مليار سنة على أقل تقدير.
يمكن لعلماء الجيولوجيا إعادة بناء التاريخ القديم لقارات الأرض من خلال الصخور والحفريات المتبقية. يعتقد معظم الباحثين أن الصفائح التكتونية الحديثة بدأت منذ حوالي 3 مليارات عام اعتمادًا على الصهارة والمعادن القديمة المحفوظة في الصخور من تلك الحقبة، ويعتقد البعض أنه كان يمكن أن تبدأ بعد مليار سنة من ميلاد الأرض، أي حوالي 3.5 مليار سنة.
يقول فان دير إلست: «لا نعلم بالضبط متى بدأت الصفائح التكتونية كما تبدو اليوم، لكننا نعرف حقًا أن لدينا قشرة قارية من المحتمل أن تكون قد ألغت لوحًا منحدرًا للأسفل [صفيحة تكتونية في منطقة الاندساس] يبلغ عمرها 3.8 مليار سنة. يمكننا تخمين أن ذلك يعني أن الصفائح التكتونية كانت شغالة، لكن ربما بدت مختلفة تمامًا عن اليوم».
بينما تتصادم القارات حول الأرض إلا أنها تجتمع أحيانًا لتكوين قارات عملاقة فائقة على هيئة كتلة أرضية واحدة. إحدى أقدم القارات العملاقة الفائقة تدعى رودينيا (Rodinia)، تجمعت قبل حوالي مليار سنة. يرتبط انحلالها بالتجلد العالمي ويسمى كرة أرضية جليدية (Snowball Earth).
تشكلت قارة عملاقة أحدث تدعى بانجيا (Pangaea) قبل حوالي 300 مليون سنة. احتضنت إفريقيا وأمريكا الجنوبية وأمريكا الشمالية وأوروبا بعضها البعض عن قرب مخلفةً نمطًا مميزًا من الأحافير والصخور كي يتمكن الجيولوجيون من حل شفرتها بمجرد انقسام بانجيا.
قِطَع الألغاز التي خلفتها بانجيا من الحفريات إلى السواحل الواقعة على طول المحيط الأطلسي قدمت الدلائل الأولى على إن قارات الأرض تتحرك. يمكن أن تتسبب الصفائح المتصادمة ببعضها البعض سلاسل الجبال. على سبيل المثال اجتمعت الهند وآسيا منذ حوالي 55 مليون سنة ما أوجد جبال الهيمالايا (Himalaya Mountains) وفقًا لناشيونال جيوغرافيك.