بخشی از مقاله
زمين ساخت ورقه اي
مقدمه
با اين كه سالهاي زيادي از سفر آدمي به كره ي ماه مي گذرد و وسايل و تجهيزات ماهواره اي و سفاين فضايي پيشرفته او را در دست يابي به اطلاعاتي از دورترين نقاط كهكشان راه شيري و خارج از آن كمك كرده اند ، مطالعه ي مستقيم قسمت هاي دروني زمين و درك ناآرامي هاي
وابسته به داخل زمين چون زلزله آتشفشان و چين خوردگي ها براي آدمي كاملاً امكان پذير نشده است . سفر انسان به قسمت هاي دروني زمين يا فرستادن وسايل و ابزار به داخل آن ، با توجه به فشار و دماي بسيار زياد ، هنوز ميسر نيست . عميق ترين چاهي كه تاكنون براي مطالعة قسمت هاي دروني زمين حفر شده است
، كمتر از 13 كيلومتر عمق دارد كه اين عمق با توجه به شعاع بيش از 6000 كيلومتري زمين قابل توجه نيست . از اين رو دانشمندان سعي كرده اند به كمك روش هاي علمي و شواهد مستقيم و غير مستقيم و حتي مقايسه ي خصوصيات زمين و ديگر اجرام آسماني با يكديگر اطلاعاتي درباره ي خصوصيات فيزيكي و شيميايي درون زمين ، علت و چگونگي ايجاد ناآرامي ها به دست آوردند .
امروزه زمين شناسان چنين معتقد شده اند كه بخش هاي خارجي زمين نسبت به هم در حركت اند اگر مي توانستيم يك ميليارد سال به عقب برگرديم ، زمين را سياره أي بسيار متفاوت با سياره ي امروزي مي يافتيم در آن صورت كوه ها و درياها به شكل هاي امروزي وجود نداشتند و قاره ها نيز به شكل هاي ديگري بودند .
در طول چند دهه ي گذشته ، اطلاعات بسيار زيادي درباره ي زمين جمع آوري شده كه به تحولات زيادي در علم زمين شناسي منجر گرديده است ، بطوري كه اين دوره را با هيچ دوره ي ديگري نمي توان مقايسه كرد البته نقطه ي آغاز اين تحولات را بايد در اوايل قرن بيستم جست و جو كرد . در آن هنگام ، نظريه اي به نام جابجايي قاره ها توسط آلفرد وگنر ، هواشناس و زمين فيزيك دان آلماني
عنوان شد كه با نظريه هاي قبلي در مورد ثابت بودن وضعيت قاره ها و اقيانوس ها ، تضاد داشت . به همين سبب هم ، اين نظريه در ابتدا با شك و ترديد تلقي شد و عده اي حتي آن را به مسخره گرفتند ! در واقع بيشتر از 50 سال زمان لازم بود تا اطلاعات كافي براي تاييد نظريه ي جديد جمع آوري شود تا سرانجام آن نظريه ي ضعيف جاي خود را به نظريه ي زمين ساخت ورقه اي بدهد . نظريه اي كه براي نخستين بار ، ديد جامعي درباره ي فعاليت هاي دروني زمين به دانشمندان مي داد .
عقيده اي پيشرفته در زمان خود
وگنر ، در كتابي كه در سال 1915 منتشر كرد ، اصول عقايد خود را شرح داده است . او معتقد به وجود قاره اي عظيم به نام پانگه آ ( به معناي همه ي خشكي ها ) است كه در حدود 200 ميليون سال پيش ، شروع به قطعه قطعه شدن كردن و سرانجام قاره هاي امروزي را بوجود آورد. امروزه ما تقريباً مطمئنيم كه قاره ي پانگه آ در حدود 200 ميليون سال قبل وجود داشته است . اين قاره چند ميليون سال بعد مبدل به دو قاره ي بزرگ لورازيا ( Laurasia ) و گندوانا ( Gondwana ) شد كه
اولي شامل امريكاي شمالي ، گرينلند و بيشتر قسمت هاي آسيا و اروپاي مركزي است و دومي امريكاي جنوبي ، افريقا ، قطب جنوب ، هندوستان و استرالياي كنوني را شامل مي شده است . مساحت لورازيا و گندوانا تقريباً مساوي بوده است . شواهد زيستي و زمين شناسي زيادي مبني
بر جدا شدن اين دو قاره از هم وجود دارد ، كه وجود فسيل هاي مشابه فراوان در دو قارة مذكور از آن جمله است . فاصله ي دو قاره ي لورازيا و گندوانا را دريايي به نام تتيس (Tethys ) پر مي كرده است كه امروزه درياهاي مديترانه ، مازندران و سياه را بازمانده هاي آن مي دانند . وسعت اين درياي اوليه را هم از روي طبقات چين خورده اي كه از جبل الطارق تا اقيانوس آرام امتداد دارند مي توان تشخيص داد . زيرا اين رسوبات در كوه هاي پيرنه ، آلپ ، قفقاز ، البرز ، اطلس و هيماليا يافت مي شوند .
چيزي از تقسيم شدن پانگه آ نگذشته بود كه آمريكاي جنوبي و آفريقا نيز به صورت يك قطعه از گندوانا جدا شدند . بعدها با پديد آمدن اقيانوس اطلس جنوبي ، اين دو قاره نيز از همديگر مجزا گشتند . در حدود 65 ميليون سال قبل اقيانوس اطلس توسعه ي بيشتري به سمت شمال يافت استراليا از قطب جنوب جدا شد و هندوستان نيز شروع به حركت به سمت شمال و پيوستن به آسيا كرد.
البته ، براي اثبات چنين ادعايي ، ارائه ي شواهد مختلفي لازم مي آمد كه بعضي از آن ها در زمان وگنر و برخي ديگر توسط محققان مختلف ، در طول ساليان بعد عنوان شده اند . بطور كلي دلايلي كه در كتاب وگنر براي درست بودن نظريه ي جابجايي قاره ها ارائه شده اند عبارتند از :
1ـ انطباق حاشيه ي قاره ها : وگنر ن شباهت زيادي را ميان دو حاشيه ي شرقي امريكاي جنوبي و غربي آفريقا يافته بود و همين شباهت ظاهري مي توانست دليل بر اين موضوع باشد كه در گذشته اين دو قاره به هم متصل بوده و بعد ها از هم جدا شده اند.
2 ـ سنگواره ها : با فرض درست بودن جابجايي قاره ها بايد گفت در گذشته هاي دور ، جانواران و گياهان مشابهي در روي قاره هاي متصل وجود داشته اند . بعضي از سنگواره هايي كه امروزه در روي دو قاره ي مجاور هم پيدا مي شوند ، حاكي از آنند كه در گذشته آن قاره هاي يك پارچه بوده
اند . مثلاً نمونه هاي سنگواره يا فسيل نوعي خزنده ي قديمي در جاهايي چون قاره ي قطب جنوب آفريقا ، استراليا و ماداگاسكار يافت شده كه يافت شده كه مربوط به 200 ميليون سال قبل است . فسيل هايي از سرخس هاي قديمي ( گانگاموپتريس) نيز در اين مناطق بدست آمده است . بطوري كه مي دانيد ، اين قاره ها امروزه از هم بسيار دورند و بعيد است كه فرايند تكامل در روي آن ها بطور مشابه و هم زمان رخ داده باشد .
3 ـ اقسام سنگها و شباهت هاي ساختاري:
اگر قاره ها در گذشته به هم متصل بوده اند ، قاعدتاً بايد سنگهايي مربوط به زمانهاي گذشته كه امروز در آن ها يافت مي شود ، از لحاظ سن و جنس مشابه باشند . وجود چنين شباهتي ميان سنگهاي شمال غرب افريقا و شرق برزيل به اثبات رسيده است . در اين مناطق ، سنگهاي متعلق به ميليون سال پيش ن در كنار سنگهاي قديمي و دو ميليارد ساله هستند . تشابه سنگها طوري
است كه فقط با فرض متصل بودن قاره ها به هم در گذشته هاي بسيار هاي بسيار دور قابل توجيه است . نظير همين وضع را در مورد بعضي از كمر بندهاي كوه زايي نيز مي توان مشاهده كرد .
4ـ آب و هوا : وگنر ، بنابر حرفه اي كه داشت ، به نوع آب و هوا در گذشته هاي دور توجه كرد ت
ا بلكه از آن راه نظري خود را به اثبات برساند . وقتي ثابت شد كه در قسمتهايي از قاره هاي واقع در نيم كره ي جنوبي كه امروزه در حدود منطقه ي استوار قرار دارند ، آثار يخچالي مشاهده شده است وي نتيجه گرفت كه در گذشته ، همه ي آن مناطق در محل قطب و در كنار همديگر واقع بوده اند .
عقايد موافق و مخالف
وگنر ، چون از خواص مكانيكي قسمت هاي مختلف پوسته ي زمين آگاهي نداشت ، فقط قاره ها را بصورت شناور در روش گوشته ( جبه ) به تصور مي آورد ولي درباره ي وضع بستر اقيانوس ها فكري نمي كرد . با اين فرض ، نيروي زيادي براي به حركت درآوردن قاره ها لازم نمي آمد كه منشأ آن هم از هم از نظر وگنر چرخش زمين يا نيروي جزر و مد بود . اما مسئله به اين سادگي ها هم نبود زيرا بستر اقيانوس ها محكم است و چنين نيست كه قاره ها به آساني بتوانند در روي آن ها حركت
كنند با اين ترتيب ، مسئله ي جابجايي قاره ها تا پيداشدن دلايل كافي ، هم چنان مسكوت ماند .
اگر چه بيشتر معاصران وگنر ، با نظريات او مخالف بودند ولي يك زمين شناس اهل آفريقاي جنوبي به نام دوتوا و يك زمين شناس اسكاتلندي به نام هولمز ، آن را شايسته ي توجه دانستند . دوتوا در سال 1937 مطلبي با عنوان قاره هاي سرگردان ما منتشر كرد
و در آن ، استدلال هاي ضعيف وگنر را كنار گذاشت و خود پيشنهاد كرد كه وجود جريان هاي كنوكسيون در داخل گوشته ي زمين مي تواند دليل احتمالي حركت قاره ها باشد . نظريه ي هولمز هنوز هم با آن كه تاكنون زمين شناسان در مورد عوامل حركت دهنده ي قاره ها به توافق عمومي نرسيده اند ، از اعتبار
برخوردار است .
مغناطيس ديرين
مسئله ي جابجا شدن قاره ها براي بار دوم وقتي بر سر زبان ها افتاد كه عده اي به كاوش در بستر اقيانوس ها علاقه مند شدند . شايد هم علت تجديد بحث ، توجه به مغناطيس سنگ ها بود كه زمينة تحقيق جديدي را تشكيل مي داد . محققان اوليه مغناطيس سنگ ها ، مي خواستند تغييرات قديمي ميدان مغناطيسي زمين را تعيين كنند تا بلكه به ماهيت امروزي اين ميدان
، بهتر پي ببرند . چنان كه در فصل گذشته خوانديد زمين علاوه بر دو قطب شمال و جنوب جغرافيايي ، داراي دو قطب شمال و جنوب مغناطيسي هم هست ، اما اين قطبين جغرافيايي و مغناطيسي ، بر هم منطبق نيستند . روشي كه در مطالعه ي ديرين بكار مي رود ، بر پذيرش اين واقعيت استوار است كه در بعضي از سنگ ها ، كاني هايي وجود دارند كه به عنوان قطب نماهاي فسيل عمل مي كنند . اين نوع كاني ها ( مثلاً مانيتيت ) در گدازه هاي بازالتي فراوانند .
بعد از آنكه گدازه منجمد و سرد شد و دماي آن از « نقطه ي كوري » پايين تر رفت ، كاني هاي يادشده در جهت ميدان مغناطيسي زمين ، خاصيت مغناطيسي خود را حفظ مي كنند . بنابراين مغناطيس موجود در اين كاني ها مي تواند وضعيت ميدان مغناطيسي گذشته ي زمين را روشن كند و به اصطلاح ، موقعيت قطبين مغناطيسي زمين را در لحظه ي انجماد سنگ ، به ياد خواهد آورد .
مطالعه اي كه در دهه ي 1950 در اروپا روي مغناطيس ديرين انجام گرفت ، به كشف ارزنده اي منجر شد . به اين معني كه آرايش دانه هاي مانيتيت موجود در گدازه هاي زمانه هاي مختلف كاملاً با هم تفاوت داشت. هنگام ترسيم نقشه اي براي محل قطب شمال مغناطيسي در طول 500
ميليون سال گذشته / معلوم شد كه محل قطب تدريجاً از نزديك جزاير هاوايي به سمت شمال حركت كرده و از شرق سيبري گذشته و سرانجام به محل امروزي خود رسيده است. با اين ترتيب معلوم بود كه با نوعي سرگرداني قطبي در طول زمان وجود داشته ، يا آن كه قاره ها جابجا شده اند . با آن كه قطبين مغناطيسي جاي خود را عوض مي كنند ، مطالعه در روي ميدان مغناطيسي زمين نشان مي دهد كه قطبين مغناطيسي تقريباً هميشه در نزديكي قطبين جغرافيايي قرار مي گيرند . ( به همين سبب هم هست كه احتمال مي دهند خاصيت مغناطيسي زمين ، حاصل
چرخش آن به دور محورش باشد ) اگر قطب هاي جغرافيايي سرگرداني قابل ملاحظه اي نداشته باشند ـ كه ما نيز به اين واقعيت معتقديم ـ قطب هاي مغناطيسي هم نبايد زياد جا به جا شوند . در اين صورت تنها دليل سرگرداني قطبي را مي توان به جابجا شدن قاره ها نسبت داد
. شواهد بهتري براي سرگرداني قطبي زماني حاصل شد كه زمين شناسان امريكايي نيز درصدد برآمدند مطالعه أي در اين مورد انجام دهند . با كمال تعجب ، ميان منحني حاصل از مطالعات اروپائيان و امريكايي ها شباهت زيادي وجود داشت بطوري كه بين آن دو فقط معادل 30 درجه طول جغرافيايي فاصله بود . آيا در گذشته دو قطب شمال مغناطيسي وجود داشته است ؟ اين احتمال بسيار ضعيف است و اين پديده را تنها در صورتي مي توان درست توجيه كرد كه دو قاره را نزديك همديگر قرار بدهيم
.
با اين همه ، يافته هاي مغناطيس ديرين هم نتوانست كمك چنداني به اثبات نظريه ي جابجايي قاره ها بكند زيرا مغناطيس سنجي روشي جديد بود و هنوز مورد تأييد قرار نداشت . گذشته از آن خاصيت مغناطيسي سنگ ها به مرور ضعيف مي شود و يا سنگ ها مي توانند مجدداً
مغناطيسي شوند .
سرآغاز يك تحول فكري
در طول دو دهه ي 1950 و 1960 ، اطلاعات زيادي درباره ي جزئيات ساختماني بستر اقيانوسها به دست آمد . از جمله معلوم شده كه :
1ـ رشته كوه هاي بسيار طويل در اقيانوس ها وجود دارد . بررسي اين رشته كوه در وسط اقيانوس اطلس ، موازي بودن آن را با ساحل دو طرف آشكار كرد .
2ـ جريان گدازه ها و فعاليت هاي آتش فشاني در محل رشته كوه ميان اقيانوس مشاهده شد .
3 ـ مطالعات زلزله شناسي نشان داد كه در اعماق پوسته ي اقيانوسي ، فعاليت هايي در كار است .
4 ـ نمونه برداري از سنگ هاي بستر اقيانوس ، در هيچ نقطه سنگ هايي قديمي تر از 200 ميليون سال را نشان نداد .
تعبيري تازه از يك نظريه ي قديمي
در سال 1968 ، از نظريه هاي جابجايي قاره ها و گسترش بستر اقيانوس ها ، نظريه ي كامل تري به نام زمين ساخت ورقي ( تكتونيك ورقه اي ) ارائه شد . اين تئوري چنان جامع است كه بيشتر فرايندهاي زمين شناسي را به كمك آن مي توان تعبير كرد .
بر اساس نظريه ي زمين ساخت ورقه اي ، سنگ كره ( ليتوسفر ) خارجي و جامد شامل 7 ورقه ي بزرگ و تعدادي ورقه ي كوچك تر است . در اين ميان ، بزرگترين ورقه را ورقه ي اقيانوس آرام تشكيل مي دهد كه در همه جا از آب پوشيده شده است . بقيه ي ورقه هاي بزرگ قسمت هايي از خشكي و دريا را با هم شاملند . با اين ترتيب ، ديگر نمي توان به نظريه ي قديمي جابجا شدن قاره ها به تنهايي فكر كرد ، بلكه بايد گفت كه بستر اقيانوس نيز همراه قاره ها در حركت است .
ضخامت ورقه ها در محل اقيانوس ها اندك است و بين 70 تا 100 كيلومتر ( در محل حوضه هاي عميق اقيانوسي ) تغيير مي كند. در مقابل ، ورقه ها در زير قاره ها بين 100 تا 150 كيلومتر و گاهي بيشتر ضخامت دارند . ماهيت روان بودن نسبي كره ، امكان حركت سنگ كره ي جامد را فراهم مي آورد .
