شش نکته درباره گوشته زمین

[ßяɪcε]

گوشته لایه ضخیمی از جنس سنگ داغ و جامد است که بین پوسته و هسته آهن مذاب قرار دارد. گوشته بیشتر جرم زمین یعنی دو سوم جرم زمین را تشکیل می دهد. گوشته از عمق حدود 30 کیلومتری شروع می شود و حدود 2900 کیلومتر ضخامت دارد.

دیدن لینک ها برای شما امکان پذیر نیست. لطفا ثبت نام کنید یا وارد حساب خود شوید تا بتوانید لینک ها را ببینید.

1- در گوشته مواد معدنی یافت می شود

زمین همان عناصر خورشید و دیگر سیارات را دارد (اگر هیدروژن و هلیوم را نادیده بگیریم که از جاذبه زمین فرار کرده اند). گوشته مخلوطی از منیزیم، سیلیکون، آهن و اکسیژن است که تقریبا با ترکیب گوهری به نام گارنت منطبق است.
اما این که در هر عمقی به طور دقیق چه ترکیبی از مواد معدنی وجود دارد پرسش پیچیده ای است که حل نشده باقی مانده است. خوشبختانه ما نمونه هایی از گوشته داریم که می تواند کمک کننده باشد. این نمونه ها قطعات سنگی هستند که در نتیجه بعضی از فوران های آتشفشانی از عمق حدود 300 کیلومتری و گاهی عمیق تر بیرون می ریزند. این مواد نشان می دهند که قسمت فوقانی گوشته حاوی انواع سنگ های پریدوتیت و اکلوژیت است. اما هیجان انگیز ترین ماده ای که ما از گوشته دریافت می کنیم، الماس است.

2- فعالیت گوشته

قسمت بالای گوشته به آرامی و در نتیجه حرکات صفحه که در بالای آن انجام می شود هم زده می شود. حرکات صفحه از دو نوع فعالیت ناشی می شود. اول، حرکت رو به پائین صفحات فرورانش (subducting) است که زیر یکدیگر می لغزند. دوم، حرکت رو به بالای سنگ گوشته است که وقتی به وجود می آید که دو صفحه تکتونیکی از هم جدا می شوند.
اما تمام این فعالیت ها، بالای گوشته را به طور کامل مخلوط نمی کنند. بنابراین دانشمندان گوشته بالا را به صورت سنگی به شکل کیک مرمری (نوعی کیک که دارای رگه‌ های شکلاتی در بافتی سفید است) می بینند.
الگوهای آتشفشان های جهان بازتاب فعالیت تکتونیک صفحه ای هستند. البته به جز چند منطقه سیاره که نقاط داغ نامیده می شوند (نقاط داغ نقاطی هستند که نسبت به مناطق دیگر زمین به شکل غیرعادی ای داغ ترند). نقاط داغ ممکن است نشانه صعود و سقوط مواد در اعماق گوشته و شاید کف و نزدیک به کف گوشته باشند. این روزها بحث های علمی قوی ای درباره نقاط داغ صورت می گیرد.

3- کاوش گوشته با امواج زلزله ای

بهترین تکنیک برای کاوش گوشته، نظارت بر امواج لرزه ای ناشی از زلزله های جهان است. دو نوع مختلف از امواج لرزه ای، یعنی امواج P (مشابه امواج صوتی) و امواج S (مانند امواج داخل طناب وقتی که طناب تکان داده می شود) وجود دارند.
این امواج بازتابی از ویژگی های بعضی از انواع سطوح هستند و در صورت برخورد با انواع دیگری از سطوح، خم می شوند. از این اثرات برای نقشه برداری از داخل زمین استفاده می شود.
ابزارهای کنونی به اندازه کافی خوبند. بنابراین مثل پزشکان که تصاویر سونوگرافی از بیمارانشان می گیرند از گوشته هم می توان تصویری داشت. پس از یک قرن جمع آوری اطلاعاتت مربوط به زلزله ها، دانشمندان قادر به درست کردن نقشه های قابل توجهی از گوشته شده اند.

4- مدل سازی از گوشته در آزمایشگاه

مواد معدنی و سنگ ها زیر فشار زیاد تغییر می کنند. به عنوان مثال، الیوین که ماده معدنی فراوان موجود در گوشته است در عمق حدود 410 کیلومتری و دوباره در عمق 660 کیلومتری به اشکال مختلف بلوری تبدیل می شوند.
ما رفتار مواد معدنی را در شرایطی که گوشته دارد با دو روش بررسی می کنیم: مدل های رایانه ای بر اساس معادلات وضعیت فیزیکی مواد معدنی و آزمایش های درون آزمایشگاه. بنابراین مطالعات جدیدی که توسط لرزه نگاران، برنامه نویسان رایانه و محققان آزمایشگاهی بر روی گوشته انجام می شود به آنها کمک می کند شرایط همه جای گوشته را با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی بازتولید کنند.

5- لایه های گوشته و مرزهای داخلی

یک قرن تحقیق به ما اجازه داده تا به برخی از ابهامات درباره گوشته پاسخ دهیم. بر این اساس مشخص شده که گوشته سه لایه اصلی دارد. گوشته بالایی که از انتهای پوسته (Moho) تا عمق 660 کیلومتری گسترش می یابد. منطقه انتقال که بین 410 و 660 کیلومتری قرار دارد و در این عمق تغییرات فیزیکی عمده ای برای مواد معدنی رخ می دهد.
گوشته پایینی در 660 تا 2700 کیلومتری عمق زمین وجود دارد. در این منطقه، امواج لرزه ای به شدت تحت تأثیر مواد گوشته قرار می گیرند. درنتیجه بیشتر محققان به این باور رسیده اند که این سنگ ها نه فقط از لحاظ بلورشناسی بلکه از نظر ویژگی های شیمیایی شان نیز متفاوتند.
این لایه بحث برانگیز موجود در پایین گوشته، حدود 200 کیلومتر ضخامت دارد.

6- چرا گوشته زمین خاص است

از آنجایی که گوشته بزرگترین بخش زمین است، داستان آن برای علم زمین شناسی بسیار مهم است. گوشته در حین تولد زمین به صورت یک اقیانوس ماگمای مایع در بالای هسته آهنی بود. همانطور که گوشته سفت می شد، عناصری که در میان مواد معدنی اصلی جا نمی شدند به صورت پس مانده در بالای پوسته جمع شدند.
بعد از آن گوشته به آهستگی شروع به چرخش که طی 4 میلیارد سال گذشته ادامه داشته است. البته قسمت فوقانی گوشته سرد شده است، زیرا درنتیجه حرکات تکتونیکی صفحات سطح، همزده و هیدراته می شود.
ما درباره ساختار سیارات خواهر زمین یعنی عطارد، ونوس و مریخ نیز چیزهایی آموخته ایم. زمین در مقایسه با آنها، دارای گوشته فعال و روان تری است. دلیل این امر آبی است که در سطح زمین وجود دارد.