پیشگفتار
تحول کره زمین توسط پدیده‌های مختلف طی میلیونها سال آن را به مکانی مناسب برای زندگی جانداران تبدیل نموده است و استمرار این پدیده‌ها می تواند حافظ ادامه زندگی بر روی آن باشد. این تغییر و تحول در عین سازندگی برای بشر و سایر جانداران خطرهایی در پی دارد. وقوع طوفان و سیل از جمله پدیده‌های طبیعی هستند که می توانند در صورت عدم آمادگی کافی انسان، آسیبهای جانی و مالی سنگینی به دنبال داشته باشند. طی قرنها بشر آموخته است تا با توجه به شرایط آب و هوای محلی چگونه خانه و کاشانه خود را در مقابل آسیب ناشی از این پدیده‌ها مصون سازد. زمین‌لرزه نیز از جمله پدیده‌های طبیعی است که باید افرادی که در مناطق زلزله خیز زندگی می کنند در مقابل خطر آن خود را مصون نمایند. در کشور ما متاسفانه به علت عدم شناخت کافی افراد از این پدیده طبیعی، هر از چندی وقوع آن زیانهای جانی و مالی سنگینی به دنبال دارد. بخش زلزله شناسی پژوهشگاه بین‌المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله به منظور برداشتن گامی هر چند کوچک در راه آشنا نمودن افراد جامعه با چگونگی رویداد زمین‌لرزه‌ها، نشریه حاضر را تهیه نموده است تا تصویر ساده شده ای از این پدیده طبیعی را ارائه نماید. امید است که این گام، گامهای موثر بعدی برای کاهش خطر زمین‌لرزه را به دنبال داشته باشد.
یکی از باورها این است که خورشید، مانند سایر ستاره‌ها، حدود 6/4 میلیارد سال پیش از ابری که بیشتر از هیدروژن تشکیل شده بود و مقدار کمی از مواد دیگر را هم در بر می گرفت به وجود آمد. گازهای داغ و متراکم در مرکز این ابر، خورشید را به وجود آوردند و بخشهای بیرونی آن، که دمای پایین تر و تراکم کمتری داشت، در تشکیل سیاره‌ها نقش داشتند(شکل1). به این ترتیب منظومه شمسی ما که شامل یک ستاره(خورشید)، نه سیاره و قمرهای آنها(جدول1) و چندین هزار سیارک و شهاب سنگ است بوجود آمد(شکل 2). این مجموعه خود در کهکشان راه شیری که به گونه ابری در آسمان شب دیده می شود قرار دارد.
شکل (1): طرحی از پیدایش منظومه شمسی(الف) به صورت ابری از گازها،(ب) تراکم تدریجی در مرکز، (ج و د) تشکیل سیاره‌ها در خارج با تراکم کمتر.
شکل (2): منظومه شمسی متشکل از خورشید و 9 سیاره آن.
سیاره زمین
سیاره زمین، که در فاصله حدود 150 میلیون کیلومتری به دور خورشید می گردد، از نظر اندازه پنجمین و ازنظر فاصله از خورشید سومین سیاره منظومه شمسی است. زمین با سرعتی حدود 108000 کیلومتر در ساعت به دور خورشید می گردد و در نتیجه طی 365 روز و 5 ساعت و 51/45 ثانیه آن را دور می زند. در عین حال زمین هر 23 ساعت، 56 دقیقه و 09/4 ثانیه یک مرتبه حول محور خود می چرخد. شکل زمین به طور کامل کروی نیست، در استوا کمی بیرون زده و در قطبها کمی تورفته است.
همانطور که گفته شد، به نظر می رسد که تولد زمین به همراه سایر ستاره‌ها، به 5/4 میلیارد سال پیش که ابرهای باقیمانده از تشکیل خورشید شروع به جامد شدن کردند باز می گردد. براساس نظریه‌های امروزی برای 500 میلیون سال درون زمین به صورت جامد و در دمایی به طور نسبی پایین( حدود 1100 درجه سانتیگراد) باقی ماند. در این دوره مواد تشکیل دهنده زمین بیشتر آهن و سیلیس به همراه مقدار کمی از سایر مواد که احتمالا بخشی از آنها را مواد پرتوزا تشکیل می داد بودند. با گذشت میلیونها سال، انرژی رها شده از مواد پرتوزا زمین را گرم و پاره ای از مواد تشکیل دهنده آن را ذوب کرد. آهن پیش از سیلیس ذوب شد و چون سنگین تر بود به طرف مرکز زمین رفت و سیلیس را از مرکز به سطح راند. به این ترتیب زمین از یک توده همگن( شکل 3- الف) با موادی کم وبیش مشابه در تمام اعماق، به توده ای لایه ای با هسته ای آهنی در مرکز، پوسته ای سطحی متشکل از مواد سبک تر با دمای ذوب پایین در سطح و گوشته ای در بین این دو که در برگیرنده بقیه مواد بود تبدیل شد( شکل 3- ب). براثر پرتو زایی طی میلیونها سال، هسته مذاب زمین احتمالا امروزه نیز دمایی بالا دارد( حدود 6100 درجه سانتیگراد). به این ترتیب بخش عمده ای از هسته به صورت مایع است ولی شواهد نیز دال بر جامد بودن مرکز آن وجود دارد. بنابراین هسته زمین به دو بخش درونی (جامد) و بیرونی( مایع) تقسیم می شود که 95% آن را هسته بیرونی تشکیل می دهد( شکل3- ج).
شکل (3): زمین همگی اولیه (الف)،تشکیل هسته آهنی ( ب)، زمین لایه ای امروزی(ج).
در خارج هسته، گوشته زمین با ضخامت حدود 2900 کیلومتر تقریب تا سطح گسترش دارد و متشکل از سنگهایی مشابه آنچه که از دهانه آتشفشانها جاری می شود است. گوشته در وضعیتی بین مایع و جامد قرار دارد و کمی انعطاف پذیر است و بنابراین نقش مهمی در پویایی کره زمین دارد. اطراف گوشته را قشر سخت و نازکی به نام پوسته در بر گرفته است که بین حدود 8 تا 60 کیلومتر ضخامت دارد و سطح بیرونی زمین را تشکیل می دهد. با توجه به مطالب بالا متوجه می شویم که زمین سیاره ای است فعال و طی میلیونها سال به تدریج ساختار امروزی خود را یافته است. امروزه نیز این پویایی ادامه دارد و زمین مرتب در حال ساخت و ساز است. اگر چه سرعت این ساخت و ساز در حدی نیست که به صورت روزمره محسوس باشد، ولی اثرات آن به صورت آتشفشان و زمین لرزه این پیام را از درون زمین به ما می رساند که درون کره زمین هنوز هم فعال است. برای روشن تر شدن مطلب و توجیه چگونگی این رویدادها، بهتر است از کمی دورتر و از دیدگاه دیگری لایه ای مختلف زمین را دسته بندی کنیم. در این چارچوب اگر کره مجموعه ای از کره‌های هم مرکز در نظر بگیریم، ازخارج به طرف مرکز زمین شاهد قسمتهای مختلف زیر هستیم:
هواکرهطی فرایندهایی که منجر به شکل گیری زمین شد، فرار گازهای ناشی از واکنشهای شیمیایی، پوششی گازی در اطراف کره زمین ایجاد کرد که هوا کره نام دارد. در این لایه که از سطح زمین تا ارتفاع حدود95 کیلومتری گسترش دارد، از سطح زمین به سوی بالا از فشار و غلظت گازهای آن کاسته می شود. هوای کنار دریا فشاری برابر 76 سانتیمتر جیوه دارد و تراکم آن برای انسان و حیوانات مناسب است. یعنی دارای اکسیژن کافی برای تنفس می باشد. اما در ارتفاع بالاتر( برای مثال پنج کیلومتری) مقدار اکسیژن کم می شود و چون ارتفاع ستون هوایی که بالاتر از آن قرار می گیرد کم می شود. فشار هم کم شده و به سلامتی لطمه می زند.
آب کرهبا سخت شدن پوسته زمین ناهمواریهایی در سطح آن پدید آمد که محلهای مناسب را برای تجمع آبهایی که از درون از طریق آتشفشانها و درزه‌ها به سطح می آمدند تشکیل داد و به این ترتیب اقیانوسها به وجود آمدند. این پوشش آبی در سطح زمین آبکره نام دارد.
سنگکرهبیرونی ترین قشر جامد و سخت زمین سنگ کره نامیده می شود که در برگیرنده پوسته و سنگهای سخت گوشته بالایی است. ضخامت سنگ کره در زیر قاره‌ها حدود 100 کیلومتر و در زیر اقیانوسها حدود 50 کیلومتر می باشد( شکل 4).
مذاب کرهاین لایه از زیر سنگ کره آغاز و تا عمق حدود 700 کیلومتری گسترش دارد(شکل 5). در این لایه سنگهای گوشته کمتر شکننده هستند و در مقایسه با سنگ کره شکل پذیرتر می باشند. به عبارتی دیگر ازدیدگاه فیزیکی این لایه حالت پلاستیکی داشته و خمیر مانند محسوب می شود.
گوشته زیریندو لایه سنگ کره و مذاب کره. بدون در نظر گرفتن پوسته، گوشته بالایی را تشکیل می دهند که تا عمق 700 کیلومتری ادامه دارد(شکل5). شواهد موجود بیانگر این واقعیت است که از عمق 700 کیلومتری تا عمق حدود 2900 کیلومتری که شروع هسته بیرونی است. گوشته بدون هیچ گونه لایه بندی مشخص(برخلاف گوشته بالایی) ادامه دارد. این بخش، گوشته زیرین نامیده می شود.
هسته بیرونیهسته بیرونی از زیر گوشته ( عمق حدود 2900 کیلومتر) تا عمق 5150 کیلومتر گسترش دارد(شکل 5). سرشت فیزیکی هسته بیرونی به گونه مایعات است.
هسته درونیهسته درونی جامد است و گمان برده می شود که از آهن و نیکل تشکیل شده باشد. این بخش از هسته از عمق5150 کیلومتر تا مرکز زمین (6378 کیلومتری) گسترش دارد (شکل5).
شکل 4- قشر بیرونی زمین به صورت سنگکره جامد و سخت که بر روی مذاب کره خمیری شناور است.
شکل 5- قطعه ای از درون زمین در دو مقیاس مختلف که محل ناپیوستگیهای ساختاری و نسبتهای صحیح بین پوسته، گوشته و هسته را نشان می دهد
با توجه به مدلی که تا اینجا برای درون زمین ارائه شد می توان آن را مانند یک میوه، برای مثال هلو در نظر گرفت که از بیرون به درون شامل پوسته، گوشته، هسته بیرون( پوست هسته) و هسته درونی (مغزه) می باشد (شکل6).
شکل 6- مقایسه ساختار زمین و میوه ای مانند هلو شامل پوسته، گوشته، هسته بیرونی و هسته درونی.
ادامه دارد
منبع :پژوهشکده زلزله شناسی
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر