لایه های زمین

ساختار زمین شامل سه لایه اصلی پوسته، گوشته و هسته و لایه‌های غیراصلی پوسته قاره‌ای، پوسته اقیانوسی، سنگ‌کره،سست‌کره، گوشته بالایی، گوشته پایینی، هسته درونی و هسته بیرونی است.

1-پوسته بیرونی‌ترین لایه زمین است و بیشتر از اکسیژن و سیلیکون ساخته‌شده و تنها جایی است که زندگی بر روی آن شناخته شده‌است. 2-گوشته بزرگ‌ترین لایه زمین است و از سنگ‌های نیمه جامد بسیار نرم و چگال و بیشتر از آهن و منیزیم ساخته شده‌است. سنگ‌کره بخش سفت و سخت زمین و به حالت جامد است و تمام سطح کره زمین از بالای کوه اورست تا انتهای درازگودال ماریانا را می‌پوشاند و از کانی‌ها ساخته شده‌است. سنگ‌کره همیشه به آرامی در حال حرکت است و به بشقاب‌های زمین‌ساختی تکه‌تکه شده‌است. جنبش زمین‌ساخت بشقابی عامل بسیاری از رویدادهای زمین‌شناسی مانند زمین‌لرزه‌ها وآتشفشان‌ها است. سست‌کره بخش نرم کره زمین است که گمان زده می‌شود که بسیار گرم‌تر و مایع‌تر از سنگ‌کره باشد. اگرچه سنگ‌های این لایه جامد و نیمه گداخته هستند، اما در پاسخ به تغییر شکل، روان و جاری می‌شوند. 3-هسته درونی‌ترین و گرم‌ترین لایه کره زمین است و به طور کامل ازفلزساخته شده‌است. هسته بیرونی از فلزات ذوب‌شده آهن و نیکل و هم‌چنین گوگرد ساخته‌شده و به باور دانشمندان، میدان مغناطیسی زمین را کنترل می‌کند. جنس هسته درونی زمین، جامد و از آهن است و دمای آن ۶۰۰۰۰ سانتی‌گراد (به اندازه دمای سطح خورشید)است. شعاع متوسط کره زمین (از پوسته تا مرکز هسته) ۶۳۷۱٫۰۰۰ کیلومتراست.حدود ۲۷۰ میلیون سال پیش، ابرقاره‌ای به نام پانگه‌آ(شامل همه قاره‌های زمین) وجود داشت که یک سوم زمین را پوشش می‌داد و اقیانوس آن را احاطه کرده‌بود. فروپاشی این ابرقاره در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش آغاز شد و سرانجام قاره‌های امروزی (آسیا، آفریقا، آمریکای شمالی،آمریکای جنوبی، جنوبگان، اروپا و استرالیا) پدید آمدند. به عوارض سطح زمین، زمین‌چهره می‌گویند .ساخت زمین‌چهره‌ها گاهی اوقات میلیون‌ها سال طول می‌کشد.

گرانش زمین توسط آیزاک نیوتن کشف‌شد و گرانش استاندارد برابر با ۹٫۸۰۶۶۵ متر بر مجذور ثانیه (m/s^۲) است. اما مقدار گرانش در همه جای زمین یکسان نیست و به چرخش زمین، ارتفاع از سطح دریا، تفاوت جرم و جزر و مد وابسته است. با افزایش ژرفای زمین، دما و فشار نیز افزایش می‌یابد. جرم زمین برابر با ۱۰^۲۴×۵٬۹۷۲۲کیلوگرم و حجم آن برابر با ۱۰^۱۲×۱٫۰۸۳۲۱کیلومتر مربع و چگالی آن برابر با ۵٫۵۱۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

زمین از کانی‌ها، گدازه، مایعات و ترکیبات فرار ساخته شده‌است.اکسیژن فراوان‌ترین عنصر سازندهٔ بخش سنگی زمین (پوسته و گوشته) است. علاوه بر اکسیژن، بیشتر سنگ‌ها دارای عنصر سیلیکون هستند و این‌گونه سنگ‌ها را سنگ‌های سیلیکاتی می‌نامند. تنها برخی از سنگ‌های رسوبی مانند سنگ آهک دارای اکسیژن هستند، اما سیلیکون ندارند. این‌گونه سنگ‌ها در نزدیکی سطح پوسته یافت می‌شوند. سنگ‌ها دارای ترکیباتی از اکسید‌های برخی عناصر هستند. برخی از این ترکیبات عبارتند از: سیلیسیم دی‌اکسید (SiO۲)، آلومینیم تری‌اکسید (Al۲O۳)، اکسید منیزیم (MgO)، اکسید آهن (FeO)، اکسید کلسیم (CaO)، سدیم اکسید (Na۲O) و پتاسیم اکسید)۲(K O.برخی از عناصر ساختار زمین معروف به عنصصرهای خاکی کمیاب یا فلزات خاکی کمیاب هستند. این فلزات عبارتند از: اسکاندیم (Sc)، ایتریم (Y)، لانتان (La)، سریم (Ce)، پرازئودیمیم (Pr)، نئودیمیم (Nd)، پرومتیم (Pm)، ساماریم (Sm)، یوروپیم (Eu)، گادولینیم (Gd)، تربیم (Tb)، دیسپروزیم (Dy)، هولمیم (Ho)، اربیم (Er)، تولیم (Tm)، ایتربیم (Yb) و لوتتیم (Lu). هنگامی که این فلزات با فلزات دیگر آلیاژ می‌شوند، می‌توانند افزایش خاصیت مغناطیسی، مقاومت و دمای بالا و ویژگی‌های دیگری را ارائه‌دهند. برای نمونه، آهن‌ربا با مقاومت بالا از نئودیمیم، آهن و بور ساخته شده‌است.

لایه های زمین در قرآن

یک مورد از اطلاعاتی که قرآن در مورد زمین می دهد ، شبیه هفت لایه آسمان است :

اللَّهُ الَّذِی خَلَقَ سَبْعَ سَمَاوَاتٍ وَمِنَ الْأَرْضِ مِثْلَهُنَّ  (سورهطلاق آیه 12)

« خدا آن کسی است که هفت آسمان را آفرید و زمین را نیز مثل آن ( لایه ها ) خلق کرد »

اطلاعات داده شده در آیه فوق در منابع علمی مورد تأیید قرار گرفته است که در آن منابع زمین دارای هفت لایه است . دانشمنداناین لایه ها را به این ترتیب شناسائی کرده اند :

لایه اول : لیتوسفر آب -لایه دوم : لیتوسفر خشکی-لایه سوم : استنوسفر -لایه چهارم: پوشش بالائی-لایه پنجم: پوشش درونی-لایه ششم : هسته بیرونی-لایه هفتم : هسته درونی

این حقیقتاً در وجود شباهت بین لایه های زمین و آسمان تنها با تکنولوژی قرن بیستم شناسائی شده است وبیان آن بدون شک یک معجزه علمی برای قرآن است.

زمین بارهایش را تخلیه می کند :

سوره الزلزلهآیه 1 تا4 :

إِذَا زُلْزِلَتِ الْأَرْضُ زِلْزَالَهَا ﴿۱﴾وَأَخْرَجَتِ الْأَرْضُ أَثْقَالَهَا ﴿۲﴾وَقَالَ الْإِنسَانُ مَا لَهَا ﴿۳﴾یَوْمَئِذٍ تُحَدِّثُ أَخْبَارَهَا ﴿۴﴾

« هنگامی که زمین با تکانهایش به زلزله در آید وبارهای سنگین درونش را بیرون افکند آدمی گوید زمین را چه پیش آمده ، آن هنگام زمین مردم را به حوادث خویش آگاه می سازد »

کلمه عربی "زلزال" یعنی زلزله ولرزش و"اتقالها " یعنی بازهای سنگین .

در نگاه اول به آیه فوق در می یابیم که آیه به یک واقعیت علمی مهمی در مورد زلزله اشاره می کند .

پوسته

پوسته خارجی‌ترین لایه زمین و شامل دو نوع قاره‌ای‌ و اقیانوسی است و تنها جایی است که زندگی بر روی آن جریان دارد. پوستهقاره‌ای زیر توده‌های زمین یافت می‌شود و کم‌تر از سنگ‌های چگال مانند سنگ خارا (گرانیت) ساخته شده‌است و ۱۰ تا ۷۵ کیلومتر ضخامت دارد (ژرفا متغیر است). پوستهٔ اقیانوسی نیز در کف اقیانوس‌ها یافت می‌شود و از سنگ‌های چگال مانند بازالتتشکیل شده‌است و حدود ۷ کیلومتر ضخامت دارد. پوسته قاره‌ای تقریباً همیشه از پوستهاقیانوسی قدیمی‌تر است. برخی از قدیمی‌ترین سنگ‌های جهان را درکانادا می‌توان یافت و پوسته قاره‌ای حدود ۴ میلیارد سال پیش شکل گرفته‌است. اما پوستهقاره‌ای هنوز هم در جاهایی که پشته میانی اقیانوس نامیده می‌شود، تشکیل می‌شود. چگالی پوستهٔ قاره‌ای و اقیانوسی به ترتیب ۲٫۷ و ۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. پوستهٔ قاره‌ای ۰٫۳۴۷ درصد جرم زمین و ۰٫۵۵۴ درصد جرم پوسته و گوشته و هم‌چنین پوستهٔ اقیانوسی ۰٫۰۹۹ درصد جرم زمین و ۰٫۱۴۷ درصد جرم پوسته و گوشته را تشکیل می‌دهد.این لایه، سنگی و شکننده است و هنگام وقوع زمین‌لرزه می‌شکند.

پوستهٔ اقیانوسی که بالای منطقه فرورانش تشکیل شده‌است، از چند لایه ساخته‌شده و رسوبات پوشاننده را شامل نمی‌شود. بالاترین لایه حدود ۵۰۰ متر (۰٫۳۱۰ مایل) ضخامت دارد و شامل گدازه‌های ساخته‌شده از بازالت است.پوستهٔ اقیانوسی از پوسته قاره‌ای سنگین‌تر است و به طور مداوم و به آرامی در حال فرورفتن به زیر قارهسبک‌تر قاره‌ای است که این فرآیند مهم را فرورانش می‌نامند. در این فرآیند، مجموعه و زنجیره‌ای از آتشفشان‌ها شکل می‌گیرد که قوس آتشفشانی نامیده می‌شود. در پایان، پوسته اقیانوسی به اندازه‌ای به زیر پوسته قاره‌ای فرو می‌رود تا این که وارد گوشته می‌شود. هنگامی که این رخداد روی می‌دهد، پوسته ذوب می‌شود و تفتال (ماگما) تا پشته میانی اقیانوسی بالا می‌آید و پوسته اقیانوسی جدید ساخته می‌شود. این رخداد هر ۲۰۰ میلیون سال یا بیشتر روی می‌دهد.

ما دو نوع پوسته داریم:

1-پوسته قاره‌ای لایه‌ای است که از سنگ‌های آذرین، رسوبی و دگرگون‌شده ساخته‌شده و به شکلقاره وفلات قاره درآمده‌است. پوستهقاره‌ای عمدتاً از سنگ خاراساخته شده‌است.

2-پوسته اقیانوسیبخش سنگ‌کره زمین دراقیانوس‌های زمین است و عمدتاً از سنگ‌های مافیک و سیما ساخته شده‌است. پوسته اقیانوسی نازک‌تر از پوسته قاره‌ای است و تنها ۱۰ کیلومتر ضخامت دارد.

گوشته

گوشته بزرگ‌ترین لایهزمین است که زیر پوسته واقع‌شده و از ژرفای ۱۰ کیلومتری (۶ مایلی) درون زمین آغاز شده و تا ژرفای ۲۸۹۰ کیلومتری (۱۸۰۶ مایلی) درون زمین ادامه می‌یابد و ضخامت آن حدود ۲۹۰۰ کیلومتر (۱۸۰۲ مایل) است. گوشته به چهار لایه تقسیم می‌شود: سنگ‌کره، سست‌کره، گوشته بالایی و گوشته پایینی. گوشته ۶۷٫۳ درصد جرم زمین را تشکیل می‌دهد و دمای آن بیش از ۱۰۰۰ سانتی‌گراد است. سنگ‌های نیمه جامد بسیار گرم و چگال، گوشته را می‌سازند و آهن، منیزیم، آلومینیم، سیلیکون، اکسیژن و ترکیبات سیلیکات در این لایه وجود دارد.

از آن‌جا که زمین برای کشف مستقیم بیش از اندازه عمیق است، دانشمندان برای شناسایی گوشته از امواج لرزه‌ای استفاده می‌کنند. امواج لرزه‌ای توسط مواد گوناگون با سرعت‌ها و قدرت‌های گوناگون حرکت می‌کنند. شکافی ناگهانی میان امواج آهسته‌تر و سریع‌تر وجود دارد که این شکاف نشانه مرز میان پوسته و گوشته است و ناپیوستگی موهوروویچیچ (یا موهو) نام دارد. در ژرفای ۲۹۰۰ کیلومتری (۱۸۰۲ مایلی) درون زمین، امواج اس که نمی‌توانند در مواد مایع به راه خود ادامه دهند، به طور ناگهانی ناپدید می‌شوند و امواج پی نیز می‌شکنند. این بخش ناپیوستگی گوتنبرگ نام‌دارد و نشانه پایان گوشته و آغاز هسته مایع زمین است.

سست کره(استنوسفر)

سست‌کره (استنوسفر) بخش نرم کره زمین که زیر سنگ‌کره واقع‌شده و بخش‌هایی مانند گوشتهبالایی را دربر می‌گیرد. این لایه از حدود ۱۰۰ کیلومتری درون زمین آغاز شده و تا ۷۰۰ کیلومتری درون زمین گسترش می‌یابد و تصور می‌شود که این لایه بسیار گرم‌تر از سنگ‌کره و به حالت مایع باشد. اگرچه سنگ‌های سست‌کره جامد هستند، اما در پاسخ به تغییر شکل، روان و جاری می‌شوند. دلیل روان‌شدن این سنگ‌ها نیز دمای بالاتر از ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گرادی در اعماق زمین است. از دیدگاه ترکیب شیمیایی، اگر بخش‌های بالایی سست‌کره سرد شود، جزئی از سنگ‌کره به شمار می‌رود. تصور می‌شود که سست‌کره از سنگ‌های چگال مانند پریدوتیت‌ها ساخته شده‌باشد. این گمانه‌زنی از آن‌جا ریشه می‌گیرد که گدازه در فعالیت‌های آتشفشانی سست‌کره را ذوب می‌کند و به سطح زمین می‌رسد. گدازه‌ای با ترکیب مشابه این نوع گدازه می‌تواند از ذوب پریدوتیت‌ها به دست آمده‌باشد. در سست‌کره، تعادل میان دما و فشار به گونه‌ای است که سنگ‌ها دارای استحکام کمی باشند.

سنگ کره(لیتوسفر)

سنگ‌کره (لیتوسفر) بخش خارجی سفت و سختزمین است و جنس آن جامد است. سنگ‌کره حدود ۱۰۰ کیلومتر در بیش‌تر نقاط عمیق زمین نفوذ می‌کند و شامل بخش‌های بالایی شکنندهگوشته و پوسته است. سنگ‌کره تمام سطح کرهزمین از بالای کوه اورست تا انتهای درازگودال ماریانا را پوشش می‌دهد و از کانی‌ها تشکیل شده‌است. ضخامت سنگ‌کره به سن آن بستگی دارد. سنگ‌کره در زیر پوسته به اندازه‌ای شکننده است که در برخی مناطق مانند یک بشقاب اقیانوسی فرورانده می‌تواند توسط گسل، زمین‌لرزه ایجادکند. زمین به طور کلی دارای دو نوع سنگ‌کرهٔ اقیانوسی و قاره‌ای است. سنگ‌کره همیشه به آرامی در حال حرکت است و به صفحات زمین‌ساختی تکه‌تکه شده‌است. بخش گوشته سنگ‌کره، جنبش صفحات را آسان‌تر می‌کند. جنبش سنگ‌کره (زمین‌ساخت بشقابی) عامل بسیاری از رویدادهای چشمگیر زمین‌شناسی است و وقتی که یک بشقاب (صفحه) زیر بشقابی دیگر حرکت می‌کنند یا دو بشقاب به یک‌دیگر مالش داده می‌شوند، می‌توانند زمین‌لرزه و آتشفشان ایجاد کنند.

هسته

هسته درونی‌ترین و گرم‌ترین لایه کره زمین است و به طور کامل از فلز ساخته شده‌است.

هسته بیرونی

هستهبیرونی زمین از ژرفای ۲۸۹۰ کیلومتری (۱۸۰۶ مایلی) آغاز شده و تا ژرفای ۵۱۵۰ کیلومتری (۳۲۱۹ مایلی) زمین ادامه می‌یابد و ۳۰٫۸ درصد از جرم زمین را شامل می‌شودو در حال حرکت است. در ژرفای حدود ۲۸۸۰ کیلومتری (۱۸۰۰ مایلی)، ساختار درونی زمین به طور ناگهانی از سنگ‌های جامد گوشته به چرخش آهن مذاب هسته بیرونی تغییر می‌کند. دمای هسته بیرونی به اندازه‌ای زیاد است که فلزات را در این لایه به شکل مایع درآورده‌است و این لایه از فلزات ذوب‌شدهآهن و نیکل ساخته شده‌است. آهن و نیکل دو فلز مهم هستند که در همه جای کره زمین یافت می‌شوند (در سطح زمین به حالت جامد یافت می‌شوند) که این فلزات آلیاژ (مخلوطی از عناصر فلزی) بسیار گرمی در هسته بیرونی می‌سازند که دمای آن حدود ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ سانتی‌گراد است. علاوه بر آهن و نیکل، مقدار چشم‌گیری گوگرد نیز در این لایه وجود دارد. از آن جا که زمین، توپی فلزی (هسته) در وسط خود دارد، همه این سیاره مغناطیسی است. میدان مغناطیسی زمین مانند یک حباب عمل می‌کند و از زمین در برابر ذرات باردار شناور پیرامون منظومه خورشیدی مانند ذرات بارداری که از خورشید می‌آیند، محافظت می‌کند.

هسته درونی

هسته درونی زمین از حدود ۶۶۴۰ کیلومتر زیر پوسته آغاز شده و حدود ۱۲۸۰ کیلومتر ادامه می‌یابد. در هسته زمین، دما و فشار به اندازه‌ای زیاد است(دمای ۶۰۰۰ سانتی‌گراد و فشار ۴۵۰۰۰ پوند بر اینچ مربع)که فلزات فشرده می‌شوند و می‌توانند مانند یک مایع حرکت‌کنند و در جاهایی که به شکل جامد هستند، وادار به لرزش هستند. هسته درونی عمدتاً از آهن ساخته شده‌است. اگرچه دما در هسته درونی بسیار زیاد است، اما به دلیل فشار بسیار زمین، آهن نمی‌تواند ذوب‌شود و جنس هستهدرونی جامد است. هسته به طور منظم در حال حرکت است و می‌چرخد و دانشمندان بر این باورند که هستهدرونی سریع‌تر از بقیه بخش‌های زمین می‌چرخد. تاکنون هر آن‌چه که درباره هستهدرونی زمین مشخص شده‌است، از مطالعات ردیابی امواج لرزه‌ای (امواجی که از سطح زمین به درون زمین رفته‌اند) به دست آمده‌است.

پدیده ها و بلاهای زمین

زمین‌لرزه: هر لرزش ناگهانی زمین ناشی از عبور امواج لرزه‌ای از میان سنگ‌های زمین است. هنگامی که انرژی در پوسته زمین ذخیره می‌شود، امواج لرزه‌ای تولید می‌شود. این امواج در اثر آزاد شدن، بر سنگ‌های زمین فشار می‌آورند و در اثر شکستی و لغزش این سنگ‌ها، زمین‌لرزه رخ می‌دهد. زمین‌لرزه اغلب در امتداد گسل‌های زمین‌شناسی رخ می‌دهد. بزرگ‌ترین خطوط‌های گسل زمین در حاشیه و کناره بشقاب‌های زمین‌ساختی وجود دارد.

سیل: بالاآمدن آب بر روی زمین به ویژه زمین خشک است، مانند این که رودخانه دشتی را غرق می‌کند و یک دشت سیلابی پدید می‌آورد.

آتشفشان: فوران و بیرون ریختن گدازه و سنگ‌های گداخته در پوسته زمین است. با این که فوران‌های آتشفشانی جذاب و تماشایی هستند، می‌تواند جان و مال مردم را به ویژه در مناطق پرجمعیت جهان بگیرد. گاهی اوقات با آغاز تجمع تفتال (ماگما) در مخازن نزدیک سطح زمین و پیش از بیرون ریختن از زمین، ممکن‌است زمین‌لرزه‌های کوچکی رخ‌دهد.