حقائق مذهلة عن وشاح الأرض

إن وشاح الأرض  هو الطبقة السميكة من الصخور الصلبة الساخنة التي تقع بين قشرة الأرض ونواة الحديد المنصهر. إنه يشكل الجزء الأكبر من الأرض، ويمثل ثلثي كتلة الكوكب. يبدأ الوشاح على عمق حوالي 30 كيلومترًا ويبلغ سمكه حوالي 2900 كيلومتر.

حقائق مثيرة للاهتمام حول الجيولوجيا

• الطلاءات القائمة على المعادن
• الأنشطة في الجيولوجيا
• استكشاف سطح الأرض باستخدام موجات الزلزال
• أخذ عينات من طلاء المختبر
• طبقات الوشاح والحدود الداخلية

الطلاءات القائمة على المعادن

تحتوي الأرض على نفس صيغة العناصر الموجودة في الشمس والكواكب الأخرى (باستثناء الهيدروجين والهيليوم، اللذين هربا من جاذبية الأرض). وبطرح الحديد الموجود في النواة، يمكننا أن نحسب أن الوشاح هو عبارة عن خليط من المغنيسيوم والسيليكون والحديد والأكسجين، وهو نفس تركيب العقيق تقريبًا.

لكن تحديد نوع الخليط المعدني الموجود على عمق معين هو سؤال معقد لم تتم الإجابة عليه بشكل نهائي حتى الآن. من المفيد أن يكون لدينا عينات من الوشاح، وهي الصخور التي جلبتها بعض الانفجارات البركانية، من أعماق تصل إلى 300 كيلومتر أو أكثر. تظهر هذه العينات أن الجزء العلوي من الوشاح يتكون من صخور البريدوتيت والإكلوجيت. ومع ذلك، فإن الشيء الأكثر إثارة للاهتمام الذي نحصل عليه من الطلاء هو الماس.

الأنشطة في الجيولوجيا

يتم تحريك الجزء العلوي من الوشاح ببطء عن طريق حركات الصفائح التي تحدث فوقه. ويرجع ذلك إلى نوعين من العمليات. أولاً، هناك الحركة الهبوطية للصفائح المندسة التي تنزلق تحت بعضها البعض. ثانياً، هناك حركة صاعدة لصخور الوشاح تحدث عندما تنفصل صفيحتان تكتونيتان وتنتشران بعيداً عن بعضهما. ومع ذلك، فإن كل هذا النشاط لا يخلط الوشاح العلوي بشكل كامل، ويعتبر علماء الكيمياء الجيولوجية الوشاح العلوي بمثابة نسخة صخرية من كعكة الرخام.

تعكس الأنماط البركانية في جميع أنحاء العالم نشاط الصفائح التكتونية، باستثناء مناطق قليلة من الكوكب تُعرف باسم النقاط الساخنة. قد تكون النقطة الساخنة بمثابة دليل على صعود وهبوط المواد الموجودة في أعماق الوشاح، وربما من قاعه نفسه. أو ربما لا.

استكشاف سطح الأرض باستخدام موجات الزلزال

إن أقوى تقنية متاحة حاليًا لاستكشاف الوشاح هي مراقبة الموجات الزلزالية الناتجة عن الزلازل في جميع أنحاء العالم. يستجيب نوعان مختلفان من الموجات الزلزالية، موجات P (تشبه الموجات الصوتية) وموجات S (مثل الموجات في الوتر المهتز)، للخصائص الفيزيائية للصخور التي تمر من خلالها. تنعكس هذه الموجات عن بعض أنواع الأسطح وتنكسر (تنحني) عندما تصطدم بأنواع أخرى من الأسطح. يتم استخدام هذا التأثير لرسم خريطة للجزء الداخلي من الأرض.

أخذ عينات من طلاء المختبر

تتغير المعادن والصخور تحت الضغط العالي. على سبيل المثال، يتغير المعدن الشائع وهو الزبرجد الزيتوني في الوشاح إلى أشكال بلورية مختلفة على عمق حوالي 410 كم ومرة ​​أخرى على عمق 660 كم.

يدرس العلماء سلوك المعادن في ظروف الوشاح باستخدام طريقتين: النماذج الحاسوبية القائمة على المعادلات الجيوفيزيائية والتجارب المعملية. لذلك، يقوم علماء الزلازل ومبرمجو الكمبيوتر والباحثون المختبريون بإجراء دراسات الوشاح الحديثة، حيث يمكنهم الآن إعادة إنشاء الظروف في أي مكان في الوشاح باستخدام معدات مختبرية عالية الضغط مثل خلايا الماس والسندان.

طبقات الوشاح والحدود الداخلية

لقد ساعدنا قرن من الأبحاث في ملء بعض الثغرات الموجودة في الوشاح. يحتوي هذا الطلاء على ثلاث طبقات رئيسية. يمتد الوشاح العلوي من قاعدة القشرة (موهو) إلى عمق 660 كم. تقع منطقة الانتقال بين 410 و 660 كم، وفي هذا العمق تحدث تغيرات فيزيائية كبيرة للمعادن.

يمتد الوشاح السفلي من 660 كم إلى حوالي 2700 كم. في هذه المرحلة، تأثرت الموجات الزلزالية بقوة كبيرة لدرجة أن معظم الباحثين يعتقدون أن الصخور الموجودة أسفلها لها تركيب كيميائي مختلف، وليس تركيبًا بلوريًا فقط. هذه الطبقة المثيرة للجدل في قاع الوشاح، والتي يبلغ سمكها حوالي 200 كيلومتر، تحمل الاسم الغريب "D-double-prime".