القشرة الأرضية هي طبقة رقيقة للغاية من الصخور التي تشكل القشرة الخارجية الصلبة لكوكبنا. من الناحية النسبية، سمكها يشبه سمك قشرة التفاحة.
إنها تمثل أقل من نصف 1٪ من الكتلة الكلية للكوكب ولكنها تلعب دورًا حيويًا في معظم الدورات الطبيعية للأرض. يمكن أن يكون سمك القشرة أكثر من 80 كيلومترًا في بعض المناطق وأقل من كيلومتر واحد في مناطق أخرى.
تحتها توجد طبقة من صخور السيليكات بسمك حوالي 2700 كيلومتر. يمثل الوشاح الجزء الأكبر من الأرض.
تتكون القشرة من العديد من أنواع الصخور المختلفة التي تنقسم إلى ثلاث فئات رئيسية: النارية والمتحولة والرسوبية. ومع ذلك، فإن معظم هذه الصخور نشأت إما من الجرانيت أو البازلت.
كيف نعرف أن الأرض بها قشرة؟
لم نكن نعلم أن الأرض كانت بها قشرة حتى أوائل القرن العشرين. حتى ذلك الحين، كل ما نعرفه هو أن كوكبنا يتذبذب بالنسبة للسماء كما لو كان يحتوي على نواة كبيرة كثيفة – على الأقل، أخبرتنا الملاحظات الفلكية بذلك.
ثم جاء علم الزلازل، الذي جلب لنا نوعًا جديدًا من الأدلة من الأسفل: السرعة الزلزالية. تقيس السرعة الزلزالية السرعة التي تنتشر بها موجات الزلزال عبر المواد المختلفة (أي الصخور) تحت السطح.
مع استثناءات قليلة مهمة، تميل السرعة الزلزالية داخل الأرض إلى الزيادة مع العمق.
في عام 1909، أثبتت ورقة أعدها عالم الزلازل أندريا موهوروفيتشيتش حدوث تغيير مفاجئ في السرعة الزلزالية – وهو انقطاع من نوع ما – على عمق حوالي 50 كيلومترًا في الأرض.
ترتد الموجات الزلزالية عنها (تنعكس) وتنحني (تنكسر) أثناء مرورها، بنفس الطريقة التي يتصرف بها الضوء عند الانقطاع بين الماء والهواء. هذا الانقطاع المسمى انقطاع موهوروفيتش أو “موهو” هو الحد المقبول بين القشرة والوشاح.
القشرة الأرضية والصفائح التكتونية.
القشرة الأرضية والصفائح التكتونية ليسا متماثلين. تكون الصفائح أكثر سمكًا من القشرة وتتكون من القشرة بالإضافة إلى الوشاح الضحل الموجود تحتها مباشرة.
تسمى هذه التركيبة القاسية والهشة من طبقتين الغلاف الصخري (“الطبقة الحجرية” في اللاتينية العلمية).
تقع صفائح الغلاف الصخري على طبقة من صخور الوشاح البلاستيكي الأكثر ليونة والتي تسمى طبقة الأسثينوسفير (“الطبقة الضعيفة”). يسمح الغلاف الموري للصفائح بالتحرك ببطء فوقها مثل طوف في الطين السميك.
نحن نعلم أن الطبقة الخارجية للأرض تتكون من فئتين كبيرتين من الصخور: بازلتية وصخرية. تكمن الصخور البازلتية تحت قاع البحر وتشكل الصخور الجرانيتية القارات.
كما نعلم أن السرعات الزلزالية لهذه الأنواع من الصخور، كما تم قياسها في المختبر، تتطابق مع تلك التي شوهدت في القشرة أسفل حتى موهو. لذلك نحن على ثقة من أن موهو يمثل تغييرًا حقيقيًا في كيمياء الصخور.
موهو ليس حدًا مثاليًا لأن بعض صخور القشرة الأرضية وصخور الوشاح يمكن أن تتنكر مثل الأخرى. ومع ذلك، فإن كل من يتحدث عن القشرة، سواء من الناحية الزلزالية أو الصخرية، لحسن الحظ، يعني نفس الشيء.
بشكل عام، هناك نوعان من القشرة: القشرة المحيطية (البازلتية) والقشرة القارية (الجرانيت).
إقرأ أيضاً… ما هو تعريف السهول؟ وما هي أنواعها؟
القشرة المحيطية.
تغطي القشرة المحيطية حوالي 60 في المائة من سطح الأرض. قشرة المحيط رقيقة وشابة – لا يزيد سمكها عن 20 كم ولا يزيد عمرها عن 180 مليون سنة. كل شيء أقدم تم سحبه تحت القارات عن طريق الاندساس.
تولد القشرة المحيطية عند تلال منتصف المحيط، حيث يتم تفتيت الصفائح. عندما يحدث ذلك، يتم تحرير الضغط على الوشاح الأساسي ويستجيب الزبرجد هناك بالبدء في الذوبان.
الجزء الذي يذوب يصبح حمم بازلتية ترتفع وتندفع بينما ينضب البريدوتيت المتبقي. تهاجر حواف منتصف المحيط فوق الأرض مثل Roombas، وتستخرج هذا المكون البازلتي من الزبرجد في الوشاح أثناء التنقل. هذا يعمل مثل عملية التكرير الكيميائي.
تحتوي الصخور البازلتية على قدر أكبر من السيليكون والألمنيوم مقارنة بالبريدوتيت المتبقي، والذي يحتوي على المزيد من الحديد والمغنيسيوم.
الصخور البازلتية أقل كثافة أيضًا. فيما يتعلق بالمعادن، يحتوي البازلت على نسبة أكبر من الفلسبار والأمفيبول، وأقل من الزبرجد الزيتوني والبيروكسين، مقارنة بالبريدوتيت.
تعتبر القشرة المحيطية، لكونها رقيقة جدًا، جزءًا صغيرًا جدًا من الأرض – حوالي 0.1 في المائة – لكن دورة حياتها تعمل على فصل محتويات الوشاح العلوي إلى بقايا ثقيلة ومجموعة أخف من الصخور البازلتية.
كما أنه يستخرج ما يسمى بالعناصر غير المتوافقة، والتي لا تتناسب مع معادن الوشاح وتنتقل إلى السائل الذائب. هذه بدورها تنتقل إلى القشرة القارية مع تقدم الصفائح التكتونية.
في هذه الأثناء، تتفاعل القشرة المحيطية مع مياه البحر وتحمل بعضًا منها إلى أسفل الوشاح.
إقرأ أيضاً… ما هي طبقات الغلاف الجوي لكوكب الأرض؟
القشرة القارية.
القشرة القارية سميكة وقديمة – في المتوسط تبلغ سماكتها حوالي 50 كم ويبلغ عمرها حوالي 2 مليار سنة – وتغطي حوالي 40 في المائة من الكوكب.
في حين أن جميع القشرة المحيطية تقريبًا تحت الماء، فإن معظم القشرة القارية تتعرض للهواء. تنمو القارات ببطء على مر الزمن الجيولوجي حيث يتم سحب القشرة المحيطية ورواسب قاع البحر تحتها عن طريق الاندساس.
يتم ضغط الماء والعناصر غير المتوافقة في البازلت الهابط، وترتفع هذه المادة لتحفيز المزيد من الذوبان في ما يسمى بمصنع الاندساس.
تتكون القشرة القارية من صخور الجرانيت، التي تحتوي على قدر أكبر من السيليكون والألومنيوم من القشرة المحيطية البازلتية. لديهم أيضًا المزيد من الأكسجين بفضل الغلاف الجوي. الصخور الجرانيتية أقل كثافة من البازلت.
فيما يتعلق بالمعادن، يحتوي الجرانيت على نسبة أكبر من الفلسبار وأمفيبول أقل من البازلت وتقريباً لا يحتوي على البيروكسين أو الزبرجد الزيتوني. كما أن لديها الكثير من الكوارتز.
تشكل القشرة القارية أقل من 0.4 في المائة من الأرض، لكنها تمثل نتاج عملية تكرير مزدوجة، أولاً في تلال وسط المحيط والثانية في مناطق الاندساس. الكمية الإجمالية للقشرة القارية تنمو ببطء.
العناصر غير المتوافقة التي تنتهي في القارات مهمة لأنها تشمل العناصر المشعة الرئيسية اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم. تولد هذه الحرارة، مما يجعل القشرة القارية تتصرف مثل غطاء كهربائي فوق الوشاح.
تعمل الحرارة أيضًا على تلطيف الأماكن السميكة في القشرة، مثل هضبة التبت، وتجعلها تنتشر بشكل جانبي.
القشرة القارية طافية للغاية بحيث لا يمكن إرجاعها إلى الوشاح. هذا هو السبب في أنها قديمة جدًا في المتوسط. عندما تتصادم القارات، يمكن أن تتكاثف القشرة إلى ما يقرب من 100 كيلومتر، لكن هذا مؤقت لأنه سرعان ما ينتشر مرة أخرى.
يميل الجلد الرقيق نسبيًا من الحجر الجيري والصخور الرسوبية الأخرى إلى البقاء في القارات أو في المحيط، بدلاً من العودة إلى الوشاح.
حتى الرمال والطين التي يتم غسلها في البحر تعود إلى القارات على الحزام الناقل للقشرة المحيطية. القارات هي حقًا سمات دائمة ومستدامة ذاتيًا لسطح الأرض.
ماذا تعني القشرة الأرضية؟
القشرة هي منطقة رقيقة ولكنها مهمة حيث تتفاعل الصخور الجافة الساخنة من أعماق الأرض مع الماء والأكسجين على السطح، مما ينتج أنواعًا جديدة من المعادن والصخور.
إنها أيضًا المكان الذي يمزج فيه نشاط الصفائح التكتونية هذه الصخور الجديدة ويخفقها ويحقنها بالسوائل النشطة كيميائيًا.
أخيرًا، القشرة هي موطن الحياة، والتي لها تأثيرات قوية على كيمياء الصخور ولها أنظمة خاصة بها لإعادة تدوير المعادن.
كل التنوع الرائع والقيِّم في الجيولوجيا، من خامات المعادن إلى طبقات سميكة من الطين والحجر، يجد موطنه في القشرة وليس في أي مكان آخر.
تجدر الإشارة إلى أن الأرض ليست الجسم الكوكبي الوحيد بقشرة. يمتلك كوكب الزهرة وعطارد والمريخ وقمر الأرض واحدًا أيضًا.
