ساختمان زمین

زیر سطح زمینی که ما برآن گام می گذاریم بـر خــلاف سطــــح سـخت و جامد آن ویژگی های خاص خود را دارد. با افزایش عمق هم جنس و هم حالت مواد سازنده زمین تغییر می کند. این همان چیزی است که باعث تعجب و شگفتی می شود!

نحوه پیدایش و تکامل زمین

زمین در بدو پیدایش به صورت کره ای از مواد داغ و نیمه مذاب بود. به تدریج عناصر سنگین تر ته نشین شده و هسته فلزی را به وجود آ وردند و در عین حال عناصر سبک تر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت چند میلیارد سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت و اقیانوس به وجود آمدند. تکامل زمین هنوز هم ادامه دارد.

پوسته زمین توسط فوران های آتشفشانی در کف اقیانوس ها نوسازی شده، دائما بر اثر زمین لرزه ها و حرکت های قاره ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالت های انسان به آرامی در حال تغییر است.

 کره زمین را براساس تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی آن به چند لایه تقسیم می نمایند.

1. پوسته(crust)

سرعت و حرکت لرزش ها ی درون زمین به ترکیب بندی و چگالی موادی که لرزه ها در میان آن قرار گرفته اند بستگی دارد . زمین شناسان با آنالیز کردن این لرزش ها به جزئیات فراوانی از عمق زمین پی می برند.

سنگ های داغ در جبه زمین به آهستگی به سمت بالا حرکت می کنند در حالی که سنگ های سردتر نزدیک سطح به درون فرو می روند چرا که مواد داغ سبک تر از مواد سرد می باشند. به این بالا آمدن و فرو رفتن در دماها ی مختلف انتقال گرما گفته می شود .

با جریان جبه زمین، پوسته زمین به تکه ها یی تقسیم می شود که به آن ها صفحه های تکتونیک (tectonic)می گویند. این صفحه ها مانند شکسته های یخ در یک دریاچه یخ بسته است.

حرکات آهسته جبه منجر به حرکت پوسته و در نتیجه حرکت قاره ها، شکل گیری کوهستان ها، آتشفشان ها و زلزله ها می گردد.

پوسته زمین از دو بخش تشکیل می شود:

 بخش سیال (SIAL ):  بخش سیال (SIAL ) که بیشتر از سنگ های گرانیتی و گرانودیوریت تشکیل شده و به علت فراوانی عناصر سلیسیم و آلومینیوم ( SI-AL ) بنام سیال خوانده می شود.

 بخش سیما ( SIMA ):  بخش سیما ( SIMA ) که قشر زیرین پوسته است و بیشتر از بازالتی تشکیل شده و به علت دارا بودن سیلسیم و منیزیم ( SI-MG ) به نام سیما معروف است .

2. گوشته یا جبه (mantle)

در زیر پوسته، تا عمق 2900 کیلومتری، لایه ای ضخیم به نام جبه وجود دارد. جبه به طور کامل سفت نیست بلکه می تواند به آرامی جریان هایی داشته باشد.

همان گونه که یک تخته ضخیم بیشتر از یک تخته نازك از سطح آب بالا می آ ید، پوسته ضخیم قاره ای بالاتر از پوسته اقیانوسی قرار می گیرد. حرکت آرام سنگ ها در جبه باعث حرکت قاره ها و درنتیجه بروز زمین لرزه، آتشفشان و شکل گیری محدوده کوهستان ها می شود.

در گوشته نیز خصوصیات امواج لرزه ای تغییر می نماید که با توجه به همین تغییر به چندبخش تقسیم می شود:

الف ) لایه بالایی:

این بخش منشاء بسیاری از فعالیت های زمین شناسی مانند زلزله های عمیق و تغییر مکان قاره ها است. بخش بالایی همراه با پوسته یک لایه به ضخامت ٧٠ تا ١٠٠کیلومتر را تشکیل می دهد که سنگ کره خوانده می شود . سنگ کره به قطعاتی تقسیم شده که به هر یک از آن هاصفحه‌ می گویند. صفحه ها نسبت به یکدیگر در حال تغییر و جابجایی می باشند که این حرکت ها رویدادهای زمین شناسی را به وجود می آورد.

در زیر سنگ کره ناحیه ای به نام “سست کره”‌ معروف است .سرعت امواج لرزه ای در این قسمت کاهش می یابد و به لایه ای کم سرعت هم معروف است.

ب) ناحیه عبور :

این منطقه بین ٤٠٠ تا حدود ١٠٠٠ کیلومتری عمق زمین است . در این قسمت شاهد افزایش نسبی سرعت امواج هستیم که بیانگر تغییر ماهیت سنگ های این قسمت است.

ج ) گوشته پایینی:

در زیرگوشته زمین از عمق ٢٩٠٠ کیلومتری تا مرکز زمین هسته زمین قراردارد. در این قسمت سنگ ها چگال و بسیار الاستیک اند و سرعت امواج زلزله به صورت تقریباً یکنواختی افزایش می یابد.

3. هسته(core)

در مرکز زمین هسته قرار دارد . هسته بیشتر از آهن، نیکل و احتمالا مقدار کمی عناصر سبک تر نظیر سولفور و اکسیژن تشکیل شده است . قطر هسته حدودا 7100 کیلومتر، کمی بیشتر از نصف قطر زمین و تقریبا به اندازه مریخ می باشد . حدودا 2250 کیلومتر از قسمت بیرونی هسته مایع است. حرکت هسته باعث ایجاد میدان مغناطیسی زمین می گردد. زمین شناسان معتقدند که حدود 2600 کیلومتر از بخش داخلی هسته با همان مواد تشکیل دهنده قسمت های بیرونی هسته ساخته شده اما به شکل جامد است.

بخش داخلی تقریبا چهار پنجم ماه است. زمین به سمت هسته رفته رفته داغ و داغ تر می شود. در زیر پوسته قاره ای دما حدود ١٠٠٠ درجه سانتیگراد است. در زیر پوسته دما تقریبا در هر کیلومتر به سمت عمق ١ درجه سانتیگراد گرمتر می شود . زمین شناسان بر این باورند که دمای هسته زمین بین  ٣٧٠٠ تا ٤٣٠٠ درجه سانتیگراد می باشد.  قسمت داخلی هسته می تواند دمایی معادل ٧٠٠٠ درجه سانتیگراد یعنی گرمتر از دمای سطح خورشید داشته باشد که البته این قسمت به علت فشار بی اندازه زیاد همچنان به شکل جامد است.