شیمی دبیرستان  کرمان ناحیه 2

شکستگی لایه های زمین

پوسته خارجي تر زمین، ميلياردها سال قبل بلافاصله بعد از اين كه زمين شكل گرفت سخت و محكم شد. پوسته زمين يك پوسته خاكي صرف نيست. اين پوسته به صورت صفحات بسيار بزرگ و ضخيم شكسته شده اي است كه روي پوشش زيرين و كم استقامت و نرمي به نام گوشته (mantle) حركت مي كند.

صفحات از سنگ و خاك ساخته شده اند و در سراسر كره زمين حركت مي كنند. آنها هم به شكل افقي (پهلوها) و هم به صورت عمودي (بالا و پايين) حركت مي كنند. همچنين پس از طی دوره هاي طولاني زماني، اندازه صفحات تغيير مي كند. مثلاً به حاشيه هايشان اضافه مي شود، به همديگر برخورد مي كنند يا به سمت پايين و به سوي گوشته زمين هل داده مي شوند. اين صفحات از 50 تا 250 مايل يا 80 تا 400 كيلومتر ضخامت دارند.

به اين ترتيب نقشه زمين هميشه تغيير مي كند. صفحات زيرين حركت مي كنند، اندازه صفحات هم تغيير مي كند. همچنين سطح درياها در طول زمان تغيير مي كند (چون دما روي زمين متفاوت است و يخ قطب ها ذوب مي شود يا منجمد مي شود) در نتيجه يا حجم دریا بيشتر مي شود يا برعكس دریا از پوسته عقب نشيني مي كند.

صفحات اقيانوسي و قاره اي كنوني عبارتند از: صفحه اوراسيايي، صفحه استراليايي-هندي، صفحه فيليپين، صفحه اقيانوس آرام، صفحه "جوآن دو فوكا" (Juan du Fuca)، صفحه نازكا (Nazca)، صفحه كوكوس (Cocos)، صفحه آمريكاي شمالي، صفحه كاراييب، صفحه آمريكاي جنوبي، صفحه آفريقا، صفحه عربي، صفحه قطب جنوب و صفحه اسكاتيا (Scotia). اين صفحات خودشان شامل زير صفحات كوچك تري مي شوند.

نظريه تکتونیک صفحه ای (به معنی ساختمان صفحه) در دهه 1960 مطرح شد. اين نظريه درباره حركت صفحات زمين توضيح مي دهد و همچنين بيان مي كند كه اين حركت باعث زمين لرزه ها، آتشفشان ها، ترانشه های اقیانوسی، تشكيل رشته كوه ها و بسياري ديگر از پديده هاي زمين شناسي می شود.

صفحات با سرعتي كه يك تا ده سانتي متر در سال تخمين زده مي شود حركت مي كنند. بيشتر فعاليت هاي لرزه اي  زمين (آتشفشان ها و زمين لرزه ها) در مرزهاي صفحات، موقعي كه فعل ودانفعالاتي انجام مي شود، صورت مي گيرد.

لايه بالايي سطح زمين پوسته ناميده مي شود (پوسته بالای صفحات قرار دارد). پوسته اقيانوسي (پوسته باريكي واقع در زير اقيانوس ها) باريك تر و متراكم تر از پوسته قاره اي است. پوسته به طور دايم ایجاد می شود و از بين مي رود. پوسته اقيانوسي فعال تر از پوسته قاره اي است.

زير پوسته، گوشته سنگي است كه از سيليكون، اكسيژن، منيزيوم، آهن، آلومينيوم و كلسيوم تشكيل شده. گوشته بالاتر سخت و انعطاف ناپذير است و بخشي از ليتوسفر است (همراه با پوسته). گوشته پايين تر به آهستگي و در حدود چند سانتي متر در سال جريان دارد. استنوسفر بخشی از گوشته بالاتر است كه خواص پلاستيكي نشان می دهد. اين بخش كه در زير ليتوسفر قرار گرفته (پوسته و گوشته بالاتر)، بين 100 و 250 كيلومتر عمق دارد.

چند بار در تاريخ، برخورد بين قاره ها يك قاره بسيار بزرگ درست كرده. اگرچه پوسته قاره ها ضخيم است، اما آسان تر از پوسته اقيانوسي مي شكند. حدود يك سوم سطح زمين با پوسته قاره اي پوشيده شده. فرايند از هم جدا شدن و دوباره ملحق شدن قاره ها به هم چرخه ويلسون نام دارد. زمين شناس كانادايي جان توزو ويلسون اولين كسي بود كه اين وضعيت را توصيف كرد.

قاره ها شايد از بيش از دو ميليارد سال قبل در حركت بوده اند. زمين شناسان فقط شواهدي از سنگ ها دارند تا حركت قاره ها را در 800 ميليون سال گذشته بفهمند و بازسازي كنند.

زمين شناسان اين را مي دانند كه حدود 800 ميليون سال قبل قاره ها در يك قاره بسيار بزرگ به نام رودينيا (rodinia) جمع بوده اند. آنچه كه امروزه آمريكاي شمالي hست، در مركز رودينيا بوده است. جريان مواد در گوشته زمين باعث شد رودينيا به قطعات زيادي تجزيه شود كه دوباره این قطعات بين 500 ميليون تا 250 ميليون سال قبل به هم برخورد كردند. برخورد بين آنچه حالا قاره آمريكاي شمالي ناميده مي شود با قاره های اروپا و آفريقا باعث بيرون آمدن كوه هاي آپالاچيان در آمريكاي شمالي شد. برخورد بين بخشي از سيبري امروزي و اروپا كوه هاي اورال را به وجود آورد.

تا 250 ميليون سال قبل قاره ها در قاره بسيار بزرگ ديگري به نام پانگه آ (Pangaea) جمع بودند. يك اقيانوس تنهاي فراگير به نام پانتالاسا (panthalassa) پانگه آ را احاطه كرد بود. حدود 200 ميليون سال قبل پانگه آ شروع به تجزيه كرد و به دو توده سرزميني بزرگ به نام گوندوانالند و لوراسيا تقسيم شد.

گوندوانالند هم تجزيه شد و قاره هاي آفريقا، قطب جنوب، استراليا و آمريكاي جنوبي و شبه قاره هند را تشكيل داد. لوراسيا هم در نهايت به اوراسيا و آمريكاي شمالي تقسيم شد. همين طور كه صفحات قاره اي تقسيم شدند و از هم دور شدند، پوسته اقيانوسي جديد بين آنها تشكيل شد. حركت قاره ها بعد از ميليون ها سال به موقعيت كنونيشان منجر شده.

صفحات به آهستگي روي يك لايه خيلي داغ سر مي خورند. در بعضي مكان ها صفحات در اثر ضربه ناشي از برخورد به داخل همديگر كيس مي شوند. اين وضعیت كوه ها را به وجود مي آورد. در مكان های دیگر صفحات از هم دور مي شوند. اين باعث مي شود پوسته جديدي شكل بگيرد. اين تغييرات ميليون ها سال به طول مي انجامد و دیگری لغزش جانبی است. حركت كردن صفحات، قاره هاي زمين را حركت داده تا جايي كه به صورت كنوني درآمده اند.

به این ترتیب حركت صفحات به صورت هاي واگرايي، همگرايي و امتداد لغزان است.

⊕ حركت صفحه واگرا

زمانی كف دريا گسترش پيدا مي كند كه دو صفحه اقيانوسي از همديگر دور مي شوند (در مرز يك صفحه واگرا)، كه نتيجه آن تشكيل پوسته جديد اقيانوسي است (اين پوسته از گدازه اي كه از داخل گوشته زمين بالا مي آيد تشكيل مي شود). در كنار آن يك كوه ميان دريايي نيز هست. تئوري گسترش كف اقيانوس اولين بار به وسيله هري هس و رابرت ديتز در دهه 1960 ارايه شد.

⊕ حركت صفحه همگرا

موقعي كه صفحات به هم برخورد مي كنند (در مرز يك صفحه همگرا)، مقداري از پوسته در برخورد ويران مي شود و صفحات كوچك تر مي شوند. نتايج متفاوت است و بستگي به اين دارد كه چه نوع صفحاتي درگير برخورد بوده اند.

اگر صفحه اقيانوسي و صفحه قاره اي به هم برخورد كنند: هر موقع صفحه اقيانوسي باريك متراكمي با يك صفحه نسبتاً سبك و ضخيم قاره اي برخورد كند، صفحه اقيانوسي تحت تأثير نيروي صفحه قاره اي قرار مي گيرد. اين وضعيت فرورانش (subduction) ناميده مي شود.

وقتي دو صفحه اقيانوسي به هم برخورد مي كنند: در اين صورت يكي ممكن است به زير ديگري كشيده شود و گدازه از گوشته بالا بيايد و زمينه تشكيل آتش فشان ها را در مجاورت ایجاد کند.

وقتي دو صفحه قاره اي به هم برخورد مي كنند: در اين صورت رديفي از كوه ها به وجود مي آيد. چراکه پوسته اي كه تصادف كرده فشرده مي شود و رو به بالا هل داده مي شود.

⊕ حركت صفحه به صورت امتداد لغز (در امتداد هم می لغزند)

موقعي كه دو صفحه به صورت افقي بر خلاف جهت همديگر حركت مي كنند، مقدار وحشتناكي اصطكاك به وجود مي آيد كه حركت را به صورت لرزه در مي آورد. صفحات همديگر را لمس مي كنند، سپس گير مي كنند و در هم فرو مي روند و در نتيجه اصطكاك و فشار، سطوحی غير قابل پيش بيني ساخته مي شود. موقعي كه فشار ناگهان آزاد مي شود و صفحات ناگهان تكان مي خورند، زلزله به وجود مي آيد.

در سال 1915، زمين شناس و هواشناس آلماني آلفرد واگنر (1930-1880) براي اولين بار نظريه حركت قاره اي را ارايه داد. اين نظريه بيان مي كرد كه بخش هايي از پوسته زمين به آهستگي روي هسته مايع حركت مي كند. فسيل ها تأييدي بر نظريه هاي مربوط به ساختمان تکتونیک صفحه و حركت قاره اي هستند.

واگنر گفت كه در 200 ميليون سال قبل يك قاره بسيار بزرگ و اصلي وجود داشته كه او آن را پانگه آ مي نامد. معني پانگه آ -همه، زمين- است. پانگه آ يك قاره بسيار بزرگ بوده كه همه جرم خشكي هاي زمين را شامل مي شده. اين قاره بزرگ در دوره پرمين در دوران ژوراسيك به وجود آمده. در دوران ژوراسيك پانگه آ شروع به تجزيه مي كند و در نتيجه قاره هاي گوندوانالند و لوراسيا شكل مي گيرند و به وسيله درياي تيتيس از هم جدا مي شوند. با پايان دوره كرتاسه اين دو قاره به شكل خشكي هايي از هم جدا شده اند كه شبيه قاره هاي جديد امروزي ما است.

واگنر اين نظريه را در سال 1915 در كتابش "منشأ قاره ها و اقيانوس ها" منتشر كرد. در اين كتاب او همچنين نظريه وجود قاره بسيار بزرگ پانگه آ را ارايه كرد.

⊕ مدرك فسيل براي حمايت از نظريه واگنر

ادوارد سوئز (eduard sues) زمين شناس اتريشي اولين كسي بود كه گفت زماني يك پل خشكي بين آمريكاي جنوبي، آفريقا، هند، استراليا و قطب جنوب وجود داشته. او اين توده زميني بزرگ را گوندوانالند نام گذاري كرد (اين نام از بخشي از کشور هند گرفته شده كه فسيل گياه گلوسوپتريس در آن پيدا شد). او گفت كه قاره بسيار بزرگ جنوبي، بعد از اين كه پانگه آ تجزيه شده، شكل گرفته. او دلايلش را بر اساس به دست آمدن گياه گلوسوپتريس در سراسر هند، آمريكاي جنوبي، آفريقاي جنوبي، استراليا و قطب جنوب، استوار كرد.

از طرفي فسيل هاي مزوسوروس (يكي از از اولين خزندگان شناور حتي قديمي تر از دايناسورها) هم در آمريكاي جنوبي و هم آفريقاي جنوبي پيدا شده است. گلوسوپتريس (glossopteris) يك گياه درخت مانند از دوره پرمین است. اين گياه برگ هاي زباني شكل دارد و حدود 12 فوت يا 3.7 متر بلندي دارد. اين گياه، گياه برجسته دوره اي است كه قاره گوندوانا وجود داشته است.

گسلچیست؟
گسل یا گسله (Fault) به شکستگی‌هایی اطلاق می‌شود که سنگ‌های دو طرف صفحهٔ شکستگی نسبت به یکدیگر حرکت کرده باشند. این جابه‌جایی می‌تواند از چند میلی‌متر تا صدها متر باشد. انرژی آزادشده به هنگام حرکت سریع گسل‌های فعال، عامل وقوع اغلب زمین‌لرزه‌ها است.

گسل‌های بزرگ در پوسته زمین نتیجه حرکت برشی زمین هستند و زمین‌لرزه‌ها نیز نتیجه نیروی رهاشده در حین لغزش سریع لبه‌های یک گسل به هم است. بزرگ‌ترین نمونه‌های گسل، مرزهای میان ورقه‌های زمین‌ساختی کره زمین است. از آنجا که یک گسل معمولاً از یک شیار مستقیم و مرتب تشکیل نشده و ناحیه‌ای از تغییر شکل‌های پیچیده زمین را در بر می‌گیرد معمولاً بجای گسل از «منطقه گسلی» صحبت می‌کنند. بزرگ‌ترین گسل ایران گسل زاگرس می‌باشد.

معنی گسل:شکست در بخشی از پوستة جامد زمین که باعث جابه جایی چینه ها می شود.

گسلها يا گسله ها (Faults)

تعريف: گسلها، شکستگي هايي همراه با تغيير مکان نسبي هستند که به موازات سطح گسل انجام گرفته اند. بعضي از گسلها فقط چند سانتي متر طول دارند، در صورتيکه گسلهايي هم با صدها کيلومتر طول ديده مي شوند. گسلها را بر حسب طول (طول شکستگي) به سه رده مزوسکوپي، مگاسکوپي (Megascopic) و ناحيه اي (Regional) يا قاره اي (Continental) تقسيم مي نمايند.

مشخصات گسلها

براي شناسايي و تشخيص گسلها در صحرا و در روي عکس هاي هوايي روشهاي متعددي وجود دارد. نشانه هاي شناسايي گسلها را مي توان به دو گروه نشانه هاي خارجي و نشانه هاي داخلي تقسيم نمود.

۱- نشانه هاي خارجي تشخيص گسلها – عملکرد گسلها بر روي زمين باعث جابجايي، قطع، تکرار لايه ها و يا ساختهاي ديگر زمين شناسي مي شود. نشانه هايي که در اين گروه جاي مي گيرند، شامل موارد زير است:

– خطواره ها ( انتظامهاي خطي)
– پرتگاه
– جابجايي
– قطع شدگي
– رودهاي جوان شده
– آبگيرهاي فرونشيني
– تغيير ناگهاني رخساره هاي رسوبي
– فرازمين و فروزمين
– کشيدگي طبقات
– لرزه خيزي

۲- نشانه هاي داخلي تشخيص گسلها – نشانه هايي که مربوط به سطح گسل مي باشد، در اين گروه جاي دارند و شامل موارد زير است:

– آينه گسل (Slikenside)
– برشي شدن (Brecciation)
– سطح ايستابي
– سيليسي شدن (Silicification)
– گوژ (Gouge)
– هوازدگي و تجزيه
– ميلونيت شيلي (Mylonite)
و تشکيل کانيها.

انواع گسل

طبقه‌بندی بر اساس شیب سطح گسل

• گسل‌های پرشیب (High)
• گسل چینه‌ای (Bedding Fault) (طبقه‌ای
• گسل مطابق و نامطابق

طبقه‌بندی بر اساس وضعیت گسل نسبت به طبقات اطراف

• گسل امتدادلغز (Strike Slip Fault) مانند هیمالیا
• گسل مورب‌لغز (Oblique Slip Fault)
• گسل طولی (Longitudinal Fault)
• گسل عرضی (Transvers Fault)
• گسل شیب‌لغز (Dip Slip Fault)
• گسل چرخشی (Pivotal Fault) یا محوری

طبقه‌بندی گسل‌ها بر اساس طرح آن‌ها

در این روش گسل‌ها را بر مبنای وضعیت آن‌ها نسبت به یکدیگر طبقه‌بندی می‌کنند. در این تقسیم‌بندی:

• گسل‌های موازی (Parallel Fault)
• گسل‌های محیطی (Peripheral Fault)
• گسل‌های پَرمانند (Feather Fault)
• گسل‌های پوششی (En Echelon Fault) (پله‌ای
• گسل‌های شعاعی (Radial Fault)

گسل هاي مهم ايران

ايران با توجه به وضع و موقعيت خاص خود در نوار کوهزايي هاي آلپي و فشردگي هايي که از جنوب غرب برآن وارد مي آيد، از ديرباز يکي از مناطق پرتحاک و در عين حال پرزلزله جهان به شمار مي رود. تعداد شکستگي ها در آن زياد و جهت حرکت آنها نيز بسيار متفاوت است. به طور کلي در نقشه تکتونيک ايران سه امتداد اصلي قابل تشخيص است:

۱- جهت شمال غرب – جنوب شرق، که با امتدادهاي زاگرس، زون اسفندقه – مريوان، منطقه آتشفشاني بزمان، تبريز، البرز غربي و شمال شرق ايران يا بخش شرقي کپه داغ و بينالود تطبيق مي کند.

۲-جهت شمال شرق – جنوب غرب که با امتداد البرز شرقي، گودال کوير بزرگ يا بخش غربي گسل کوير – درونه يکي است.

۳- امتداد شمالي – جنوبي، يعني امتداد ايران شرقي يا < خط عمان > که با جهت يافتگي لوت و تمام مناطق که در شرق گسل ناي بند و شمال بزمان قرار مي گيرند، مشخص است.

ايران از نظر ساختماني – رسوبي به زون هايي تقسيم مي شود که اکثر به وسيله گسل هاي اصلي يا روراندگي هاي مهم از هم جدا مي شوند. فعاليت اين گسلها در جهت قائم يا افقي، در ضخامت و نوع رسوبات زون هاي مختلف، نحوه تغيير شکل بعدي و روند ساختماني آن ها نقش مهمي به عهده داشته است که در اين مورد امتداد و ميزان نيروهاي موثر در تغيير شکل در تغيير شکل را هم بايد در نظر داشت.

بيشتر گسل هاي مهم ايران داراي جابجايي نسبي افقي و از نوع راست گرد و گسل هاي فعال کنوني داراي حرکت چپ گرد هستند. به علاوه يک گسل درگذر تکاملي فعاليت خود، ممکن است گاهي راست گرد و گاهي چپ گرد، يا اينکه زماني هم هيچگونه حرکتي را موجب نشده باشد.