دانستنیهای لایه های زمین(علوم ششم)

دانستنی‌ها برای معلم

براساس مطالعات مستقیم (حفاری چاه، نمونه‌برداری از مواد خروجی از دهانه‌ی آتشفشان‌ها و…) و غیرمستقیم (امواج لرزه‌ای و…) زمین‌شناسان، ساختمان درونی زمین را به صورت‌های زیر معرفی کرده اند :
الف) از دیدگاه شیمیایی: در این دیدگاه، ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی مواد سازنده‌ی لایه‌های درونی زمین مورد بررسی قرار می‌گیرندکه بر این اساس به سه لایه: پوسته (Crust)، گوشته (Mantel) و هسته (Core) تقسیم‌بندی میشوند.

پوسته:

به بالاترین لایه‌ی کره‌ی زمین که به‌صورت قشر نسبتاً نازکی گوشته‌ی زمین را دربر گرفته است، پوسته می‌گویند. پوسته‌ی زمین به دو بخش قاره‌ای و اقیانوسی تقسیم می‌شود.

پوسته‌ی قاره‌ای، خشکیها را شامل می‌شود و ضخامت آن حدوداً بین ۲۰ تا ۷۰ کیلومتر متغیر است و پوسته‌ی اقیانوسی بستر اقیانوس‌ها را شامل می‌شود و ضخامت آن حدوداً بین ۸ تا ۱۲ کیلومتر متغیر می‌باشد.

تراکم و چگالی پوسته‌ی اقیانوسی بیشتر از پوسته‌ی قاره‌‌ای می‌باشد، به‌طوری که چگالی پوسته‌ی قاره‌ای gr/cm3 8/2 و پوسته‌ی اقیانوسی gr/cm3 3 می‌باشد.

از نظر ترکیب سنگ‌شناسی، پوسته‌ی قاره‌ای بیشتر از سنگ آذرین اسیدی تا حد واسط مانند گرانیت و آندزیت تشکیل شده است.

سن پوسته‌ی اقیانوسی جوانتر از پوسته‌ی قاره‌ای است؛ به‌طوری که سن پوسته‌ی اقیانوسی حداکثر ۲۰۰ میلیون سال است در حالی که سن پوسته‌ی قاره‌ای تا حدود ۸/۳ میلیارد سال می‌رسد.
نکته :پوسته نازکترین و سردترین لایه زمین است واز آنجا که بیشتر منابع و معادن مهمی مانند فلزات و سوختهای فسیلی و آب در آن قرار دارد مهمترین لایه زمین برای انسانها به شمار میرود.
گوشته:

این لایه در زیر پوسته قرار گرفته است که از طریق ناپیوستگی موهو از پوسته جدا می‌شودو تا عمق حدود ۲۹۰۰ کیلومتری ادامه دارد. چگالی گوشته از پوسته بیشتر است به‌طوری که مقدار آن در گوشته‌ی بالایی حدود
gr/cm3 3/3 است و در گوشته‌ی زیرین به حدود gr/cm3 5/5 می‌رسد.

ترکیب سنگ‌شناسی گوشته عمدتاً شامل سنگ‌های آذرین فوق بازی مانند پریدوتیت، پیروکسنیت و… می‌باشد.
این لایه حجیم ترین لایه زمین است. کوهها درون گوشته فرو رفتگی دارند از این رو ضخامت گوشته زیر اقیانوسها بیشترین وزیر کوهها کمترین است. (بر عکس پوسته )
گوشته از سه قسمت تشکیل شده است :
گوشته بالایی، گوشته میانی (خمیرکره )،گوشته زیرین

هسته:

این لایه، داخلی‌ترین لایه‌ی زمین است که از طریق ناپیوستگی گوتنبرگ از گوشته جدا می‌شود و تا مرکز زمین (عمق Km6368) ادامه دارد. چگالی آن بیشتر از گوشته است به‌طوری که مقدار آن از حدود gr/cm3 5/5 شروع و در قسمت‌های مرکز زمین به حدود gr/cm3 11 می رسد.

ترکیب شیمیایی آن بیشتر از عناصر فلزی و سنگین مانند آهن و نیکل است.
نکته :به دلیل وجود آهن و نیکل در هسته، زمین مانند یک آهنربای بسیار بزرگ عمل کرده و خاصیت مغناطیسی دارد
پس، ترتیب ضخامت لایه های زمین عبارتست از :
پوسته (۶۰km )<گوشته (۲۹۰۰km) <هسته (۳۵۰۰KM)

ب) از دیدگاه فیزیکی: در این دیدگاه، خواص فیزیکی مانند حالت مواد (جامد، خمیری و مایع) و تراکم لایه‌های تشکیل‌دهنده‌ی زمین مورد بررسی قرار می‌گیرد که بر این اساس به پنج لایه: سنگ کره (Lithosphere)، خمیر کره (Astenosphere)، گوشته‌ی زیرین (Lower Mantel)، هسته‌ی خارجی (Outer Core) و هسته‌ی داخلی (Inner Core) تقسیم‌بندی می‌شوند
سنگ کره (Lithosphere):

سنگ کره، شامل پوسته به‌علاوه‌ی بخش جامد و فوقانی گوشته می‌باشد که حالت فیزیکی آن جامد است و ضخامت آن حدود ۱۰۰ کیلومتر می‌باشد. این لایه بر روی قسمت خمیری گوشته‌ (نرم‌ کره) واقع شده است که در برخی از قسمت‌ها دارای حرکت می‌باشد. در برخی از منابع، این بخش از زمین، سخت کره نیز ذکر شده است.
خمیر کره (Astenosphere):

این بخش از کره‌ی زمین حالت خمیری دارد و از سنگ کره (عمق حدود ۱۰۰ کیلومتر) شروع می‌شود و تا عمق حدود ۳۵۰ کیلومتر ادامه می‌یابد. منشأ بیشتر زمین‌لرزه‌ها و آتشفشان‌ها مربوط به این لایه می‌باشد. در برخی از منابع این لایه را با نام‌های «نرم کره» و «سست کره» ذکر کرده‌اند.

گوشته‌ی زیرین (Lower Mantel):

این قسمت از زمین که حالت جامد دارد از زیر آستنوسفر (عمق حدود ۳۵۰ کیلومتر) شروع و تا مرز گوتنبرگ (عمق حدود ۲۹۰۰ کیلومتر) ادامه دارد.

هسته‌ی خارجی (Outer Core):

این لایه از زمین که حالت مایع دارد از مرز گوتنبرگ (عمق حدود ۲۹۰۰ کیلومتر) شروع و تا مرز لِمان (عمق حدود ۵۱۰۰ کیلومتر) ادامه دارد. ترکیب شیمیایی آن عمدتاً از عناصر فلزی مانند آهن و نیکل تشکیل شده است. این لایه در ایجاد میدان مغناطیسی زمین مؤثر است.

هسته‌ی داخلی (Inner Core):

این لایه حالت جامد دارد و از مرز لمان شروع و تا مرکز زمین (عمق حدود ۶۴۰۰ کیلومتر) ادامه دارد. ترکیب شیمیایی این لایه نیز همانند هسته‌ی خارجی می‌باشد اما چگالی (وزن مخصوص) آن بیشتر از هسته‌ی خارجی است.

هسته‌ی داخلی با آنکه در قسمت عمیق‌تر از هسته‌ی خارجی قرار دارد، حالت فیزیکی آن جامد است.

علت این امر مربوط به فشار زیاد در هسته‌ی داخلی می‌باشد. به عبارت دیگر در این بخش (هسته‌ی داخلی)، تأثیر فشار بیشتر از دما می‌باشد.
به نظر شما دانشمندان چگونه به اطلاعات فوق دست یافتند؟

زمین‌شناسان برای مطالعه‌ی ساختمان درونی زمین به دو طریق عمل می‌کنند:
لف) روش مستقیم: در این روش، به‌طور مستقیم از قسمت‌های درونی زمین نمونه‌برداری می‌کنند؛ مانند:

۱- حفاری در پوسته‌ی زمین و برداشت نمونه از عمق‌های مختلف جهت مطالعه. البته عمیق ترین حفاری انجام‌شده در حدود Km 13 عمق دارد.

۲- استفاده از مواد مذاب آتشفشانی که این مواد گاهی به همراه خود قطعاتی از بخش‌های عمیق پوسته را به سطح زمین می‌آورند و از طریق بررسی آنها به خصوصیات بخش‌های درونی زمین (گوشته‌ی فوقانی و پوسته) پی می‌برند.
ب) روش غیرمستقیم: در این روش از امواج لرزه‌ای استفاده می‌شود؛ به‌طوری که سرعت این امواج در بخش‌های مختلف زمین متفاوت است. یعنی در قسمت پرتراکم و چگال، سرعت امواج زیاد (بیش از Km/s 10) و در بخش‌های کم‌تراکم‌، سرعت این امواج، کم (کمتر از Km/s 6) است.

امواج لرزه‌ای، انواع متفاوتی دارند که دو نوع مهم آن که در مطالعه‌ی ساختمان درونی زمین کاربرد دارند عبارتند از: امواج اولیه (طولی P) و امواج ثانویه (عرضی S).
امواج P از تمام حالت‌های مواد (جامد، مایع و خمیری) عبور می‌کنند اما امواج S فقط از جامدات عبور می‌کنند؛ به‌طوری که در هنگام آزادشدن امواج لرزه‌ای، موج P از تمام بخش‌های زمین عبور می‌کند در حالی که سرعت آن در بخش‌های مختلف، متفاوت است؛ به‌عنوان مثال، در پوسته، سرعت کم است و به‌تدریج که به بخش‌های عمیق گوشته و در نهایت هسته می‌رسد، سرعت آن نیز افزایش می‌یابد.
امواج S که فقط از جامدات عبور می‌کنند، در مسیر حرکت خود از سطح زمین به سمت مرکز زمین، ابتدا در پوسته با سرعت معین، حرکت نموده، در هنگام رسیدن به بخش خمیری (آستنوسفر) سرعت آن کاهش می‌یابد، پس از عبور از آستنوسفر مجدداً سرعت آنها افزایش می‌یابد و در نهایت در مرز گوتنبرگ، متوقف می‌گردد که علت این امر، مایع‌بودن هسته‌ی خارجی است.
اهمیت لایه های زمین :

پوسته

خاک، رشد گیاهان، ساختمان‌سازی، آب‌های سطحی و زیرزمینی، منابع نفت و گاز، معادن فلزی و غیرفلزی
گوشته

منشأ گدازه‌های آتشفشانی و منشأ بعضی زمین‌لرزه‌ها در گوشته است.
هسته

تعادل کره‌ی زمین در منظومه

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
همین حالا دیدگاه خود را ثبت کنید!

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *