تويت
قد يعتقد البعض أن الأرض مجرد كتلة صلبة من الصخور، لكن الحقيقة أبعد من ذلك بكثير، إذ يتكون الغلاف الصخري للأرض (الليثوسفير) من أكثر من 20 صحيفة تكتونية؛ ألواح صخرية ضخمة عائمة على طبقة صخرية أخرى تُسمى الوشاح، وبسبب تحرك هذه الصفائح على الوشاح نحصل على النشاط التكتوني والانجراف القاري، وبفعل احتكاكها ببعضها تنشأ السلاسل الجبلية والخنادق المحيطية أو تختفي.
لكن ما الذي يسبب حركة هذه الصفائح التكتونية الضخمة في المقام الأول؟
طُرحت على مر القرون الماضية عدة فرضيات لتفسير ظاهرة النشاط التكتوني، منها أن التيارات الحرارية الناتجة عند انصهار الصخور والمعادن في باطن الأرض تسبب تحرك الصفائح، لكن هذا التفسير ما زال يحوطه بعض الشك في قدرته على إنتاج طاقة كافية لفعل ذلك.
في دراسة حديثة أشار باحثون إلى أن التفسير يكمن خارج الأرض، وأن قوى الجاذبية، بدلًا من الحرارة، هي الأكثر شيوعًا لتحريك الأجسام الكبيرة، إذ افترضوا أن التفاعل بين قوى جاذبية الشمس والقمر والأرض قد يكون مسؤولًا عن النشاط التكتوني وحركة الصفائح التكتونية الأرضية.
مفتاح فرضيتهم هو مركز الكتلة، يُسمى أيضا مركز الجاذبية؛ أي مركز كتلة المواد التي يتكوّن منها أي جسم أو مجموعة من الأجسام. مركز الكتلة في حالة الأرض والقمر هو النقطة التي يدور حولها القمر، وهي لا تقع مباشرة في مركز كتلة كوكبنا، والتي نسميها المركز الجغرافي.
يتغير موقع مركز الكتلة داخل الأرض على مدار الشهر بمقدار يصل إلى 600 كيلومتر لأن مدار القمر حول الأرض بيضاوي الشكل بسبب جاذبية الشمس.
تقول عالمة الجيوفيزياء، آن هوفمايستر، من جامعة واشنطن في سانت لويس: «نظرًا إلى أن مركز الكتلة المتذبذب يقع على بعد نحو 4600 كيلومتر من المركز الجغرافي للأرض، فإن التسارع المداري العرضي للأرض والجذب الشمسي لا يتوازيان إلا في مركز الكتلة، لذلك تتحمل الطبقات الداخلية الدافئة والسميكة والقوية للكوكب هذه الضغوط، لكن الغلاف الصخري الخارجي الرقيق والبارد والهش يتصدّع رد فعلٍ لذلك».
أضف إلى ذلك الضغط الذي يسببه دوران الأرض حول محورها، الذي يساهم في تسطيح الأرض وجعلها تنحرف قليلًا عن الشكل الكروي المثالي. كل هذه الضغوط والعوامل الثلاثة من القمر والشمس والأرض نفسها تسبب تغير الصفائح التكتونية وتصدّعها.
كتب الباحثون: «إن الفوارق في محاذاة وقوة الطرد المركزي ومدار الأرض المعقد بفعل جاذبية الشمس -إضافةً إلى دورانها حول نفسها- يخلق قوى غير متوازنة ومتغيرة ومؤقتة تؤثر في النشاط التكتوني الأرضي».
وأفادوا أن القشرة الصلبة والطبقة العلوية الصلبة من وشاح الأرض يتحركان بسرعات مختلفة بسبب هذه العوامل والقوى الممارس عليها، كل ذلك يحدث بسبب هذا التكوين والتفاعل الخاص بين الأرض والقمر والشمس.
ونوّهت هوفمياستر أن الخصائص التي يتفرد بها قمرنا من ناحية الكبر وبُعده عن الشمس، إلى جانب عوامل أخرى، ضرورية في النشاط التكتوني الأرضي.
يجادل الباحثون بأنه لولا القمر والتحولات التي يسببها بين مركز الكتلة والمركز الجغرافي ما كنّا لنرى نشاط الصفائح التكتونية. ونظرًا لأن جاذبية الشمس للقمر أكبر بـ 2.2 مرة من جاذبية الأرض، فإن القمر سينجرف بعيدًا عن كوكبنا خلال مليار سنة قادمة.
يضيف الباحثون، رغم دور قوى الجاذبية الأساسي فإنها بحاجة إلى باطن الأرض الساخن حتى تُحفّز حركة الصفائح التكتونية.
كتبوا: «نقترح أن تكون الصفائح التكتونية ناتجة عن عمليتي جذب مختلفتين، لكنهما متفاعلتان مع بعضهما. ونؤكد أن حرارة الأرض الداخلية ضرورية لإنشاء الطبقة الحدودية الحرارية والفيزيائية لغلاف الأرض الصخري وقاعدته المذابة، إضافة إلى المنطقة الفاصلة بين القشرة الأرضية والوشاح».
للتحقق أكثر من صحة فرضيتهم، أسقط الباحثون تحليلاتهم على العديد من الكواكب الصخرية والأقمار في نظامنا الشمسي، لكن لم يؤكد بعد وجود نشاط تكتوني على أي منها.
يسعى العلماء لإيجاد تفسير محتمل لسبب عدم اكتشافنا أي نشاط تكتوني على أي من الأقمار أو الكواكب الصخرية الرئيسية حتى الآن. قد يكون كوكب بلوتو هو الأقرب إلى الأرض من ناحية توفر العوامل اللازمة لتوفير حركة تكتونية للصفائح.
تقول هوفمايستر: «سيكون بلوتو أوّل اختبار لفرضيتنا وسنفحصه بتفصيل دقيق بحثًا عن النشاط التكتوني على سطحه، ورغم صغره وبرودته التي تمنع تشكّل التيارات الحرارية، فإن له قمرًا كبيرًا وسطحًا صغيرًا مذهلًا للغاية».
لكن ما الذي يسبب حركة هذه الصفائح التكتونية الضخمة في المقام الأول؟
طُرحت على مر القرون الماضية عدة فرضيات لتفسير ظاهرة النشاط التكتوني، منها أن التيارات الحرارية الناتجة عند انصهار الصخور والمعادن في باطن الأرض تسبب تحرك الصفائح، لكن هذا التفسير ما زال يحوطه بعض الشك في قدرته على إنتاج طاقة كافية لفعل ذلك.
في دراسة حديثة أشار باحثون إلى أن التفسير يكمن خارج الأرض، وأن قوى الجاذبية، بدلًا من الحرارة، هي الأكثر شيوعًا لتحريك الأجسام الكبيرة، إذ افترضوا أن التفاعل بين قوى جاذبية الشمس والقمر والأرض قد يكون مسؤولًا عن النشاط التكتوني وحركة الصفائح التكتونية الأرضية.
مفتاح فرضيتهم هو مركز الكتلة، يُسمى أيضا مركز الجاذبية؛ أي مركز كتلة المواد التي يتكوّن منها أي جسم أو مجموعة من الأجسام. مركز الكتلة في حالة الأرض والقمر هو النقطة التي يدور حولها القمر، وهي لا تقع مباشرة في مركز كتلة كوكبنا، والتي نسميها المركز الجغرافي.
يتغير موقع مركز الكتلة داخل الأرض على مدار الشهر بمقدار يصل إلى 600 كيلومتر لأن مدار القمر حول الأرض بيضاوي الشكل بسبب جاذبية الشمس.
تقول عالمة الجيوفيزياء، آن هوفمايستر، من جامعة واشنطن في سانت لويس: «نظرًا إلى أن مركز الكتلة المتذبذب يقع على بعد نحو 4600 كيلومتر من المركز الجغرافي للأرض، فإن التسارع المداري العرضي للأرض والجذب الشمسي لا يتوازيان إلا في مركز الكتلة، لذلك تتحمل الطبقات الداخلية الدافئة والسميكة والقوية للكوكب هذه الضغوط، لكن الغلاف الصخري الخارجي الرقيق والبارد والهش يتصدّع رد فعلٍ لذلك».
أضف إلى ذلك الضغط الذي يسببه دوران الأرض حول محورها، الذي يساهم في تسطيح الأرض وجعلها تنحرف قليلًا عن الشكل الكروي المثالي. كل هذه الضغوط والعوامل الثلاثة من القمر والشمس والأرض نفسها تسبب تغير الصفائح التكتونية وتصدّعها.
كتب الباحثون: «إن الفوارق في محاذاة وقوة الطرد المركزي ومدار الأرض المعقد بفعل جاذبية الشمس -إضافةً إلى دورانها حول نفسها- يخلق قوى غير متوازنة ومتغيرة ومؤقتة تؤثر في النشاط التكتوني الأرضي».
وأفادوا أن القشرة الصلبة والطبقة العلوية الصلبة من وشاح الأرض يتحركان بسرعات مختلفة بسبب هذه العوامل والقوى الممارس عليها، كل ذلك يحدث بسبب هذا التكوين والتفاعل الخاص بين الأرض والقمر والشمس.
ونوّهت هوفمياستر أن الخصائص التي يتفرد بها قمرنا من ناحية الكبر وبُعده عن الشمس، إلى جانب عوامل أخرى، ضرورية في النشاط التكتوني الأرضي.
يجادل الباحثون بأنه لولا القمر والتحولات التي يسببها بين مركز الكتلة والمركز الجغرافي ما كنّا لنرى نشاط الصفائح التكتونية. ونظرًا لأن جاذبية الشمس للقمر أكبر بـ 2.2 مرة من جاذبية الأرض، فإن القمر سينجرف بعيدًا عن كوكبنا خلال مليار سنة قادمة.
يضيف الباحثون، رغم دور قوى الجاذبية الأساسي فإنها بحاجة إلى باطن الأرض الساخن حتى تُحفّز حركة الصفائح التكتونية.
كتبوا: «نقترح أن تكون الصفائح التكتونية ناتجة عن عمليتي جذب مختلفتين، لكنهما متفاعلتان مع بعضهما. ونؤكد أن حرارة الأرض الداخلية ضرورية لإنشاء الطبقة الحدودية الحرارية والفيزيائية لغلاف الأرض الصخري وقاعدته المذابة، إضافة إلى المنطقة الفاصلة بين القشرة الأرضية والوشاح».
للتحقق أكثر من صحة فرضيتهم، أسقط الباحثون تحليلاتهم على العديد من الكواكب الصخرية والأقمار في نظامنا الشمسي، لكن لم يؤكد بعد وجود نشاط تكتوني على أي منها.
يسعى العلماء لإيجاد تفسير محتمل لسبب عدم اكتشافنا أي نشاط تكتوني على أي من الأقمار أو الكواكب الصخرية الرئيسية حتى الآن. قد يكون كوكب بلوتو هو الأقرب إلى الأرض من ناحية توفر العوامل اللازمة لتوفير حركة تكتونية للصفائح.
تقول هوفمايستر: «سيكون بلوتو أوّل اختبار لفرضيتنا وسنفحصه بتفصيل دقيق بحثًا عن النشاط التكتوني على سطحه، ورغم صغره وبرودته التي تمنع تشكّل التيارات الحرارية، فإن له قمرًا كبيرًا وسطحًا صغيرًا مذهلًا للغاية».