در این مطالب از آرگا برای علاقمندان به زمین شناسی به بررسی بستر زمین می پردازیم. سیاره زمین نیز مانند دیگر سیارت از قسمتهای مختلفی تشکیل شده است. امروزه تمام اطلاعات ما درباره بستر زمین از طریق امواج لرزه نگاری بدست می آید. برای آشنایی بیشتر با لایه های زمین, این مقاله را مطالعه نمایید.
آشنایی با لایه های مختلف زمین 
کره زمین، از بخشهای مختلفی تشکیل شده که با آرایشی خاص در کنار یکدیگر جای گرفته اند. هر بخش, خواص شیمیایی و زمین شناسی متفاوتی دارد و با عبور از هر قسمت به قسمت بعدی میزان فشار و دماها متفاوت می شود. دانش امروزه ما درباره بستر زمین مرهون علم لرزه نگاری است. به این صورت که امواج صوتی ایجاد شده توسط زمین لرزه ها را اندازه گیری نموده و نوسان سرعت آنها را در گذر از بستر زمین مورد بررسی قرار می دهد.
لایه های زمین، شامل دو نوع تقسیم بندی می باشند. اولی بر اساس ترکیب شیمیایی می باشد که آن شامل پوسته، گوشته و هسته (درونی و بیرونی) است. دومی بر اساس ویژگی های فیزیکی زمین می باشد که شامل لیتوسفر، استنوسفر، گوشته مزوسفری، هسته بیرونی و هسته درونی می باشد. تفاوت میان لایه ها به فرایندهای ایجاد شده در ۴.۵ میلیارد سال پیش هنگام تشکیل زمین بر می گردد. ذر آن زمان مواد با چگالی بالاتر بر اثر ذوب شدن به سمت مرکز حرکت کردند و مواد با چگالی کمتر به سمت پوسته روانه شدند. به این ترتیب مواد هسته زمین را بیشتر آهن و نیکل تشکیل دادند و عنصرهای سبک به همراه سنگهای سیلیکاتی به سمت سطح زمین حرکت کردند. قصد داریم در ادامه به ترتیب تقسیم بندی لایه های زمین را مورد بررسی قرار دهیم.
تقسیم بندی بخش های مختلف زمین
۱. پوسته
خارجی ترین لایه زمین پوسته نامیده می شود. این لایه بخش سرد و سخت شده زمین دانسته شده که عمقی بین ۵-۷۰ کیلومتر دارد. پوسته فقط یک درصد از کل حجم کره زمین را به خود اختصاص داده است و شامل دو بخش قاره ای و اقیانوسی می باشد. این لایه تنها جایی است که زندگی در آن جریان دارد. قسمتی از پوسته که عمق کمتری(۵-۱۰ کیلومتر) دارد و از سنگهای با چگالی بیشتر مانند بازالت تشکیل شده است را پوسته قاره ای می گویند و بخشی که ضخیم تر بوده (۱۰-۷۵ کیلومتر ضخامت) و از سنگهای با چگالی کمتر مانند گرانیت تشکیل شده است را پوسته قاره ای می نامند.
پوسته قاره ای نسبت به پوسته اقیانوسی قدیمی تر می باشد. تعدادی از کهن ترین سنگ های جهان را می توان در کمربند گرین استون نیوواگیتوک کانادا پیدا کرد در ضمن باید اشاره کرد که پوسته قاره ای حدود چهار میلیارد سال پیش تشکیل شده است. با این وجود پوسته قاره ای در نقاطی موسوم به پشته میانی اقیانوس هنوز درحال شکل گرفتن است. چگالی پوسته اقیانوسی و قاره ای به ترتیب ۳ و ۲.۷ گرم بر سانتی متر مکعب می باشد. پوسته قاره ای سنگی و شکننده بوده و در هنگام زمین لرزه شکسته می شود.
پوسته اقیانوسی بالای منطقه لغزشی متشکل از چندین بخش بوده و شامل رسوبات پوشاننده نمی باشد. بالاترین بخش تقریبا ۵۰۰ متر ضخامت داشته و حاوی گدازه های ایجاد شده از بازالت است. پوسته اقیانوسی سنگین تر از پوسته اقیانوسی بوده و به طور پیوسته و آهسته درحال فرو رفتن به زیر پوسته قاره ای می باشد که به این فرایند مهم لغزش یا فرورانش می گویند. در این پروسه مجموعه ای از آتشفشان ها شکل می گیرند که قوس آشفشانی نام دارند. در نهایت پوسته اقیانوسی به اندازه ای تحت پوسته قاره ای قرار می گیرد که به گوشته وارد می شود. زمانی که این امر اتفاق افتاد پوسته ذوب شده و ماگما تا پشته میان اقیانوسی بالا آمده و پوسته اقیانوسی جدیدی ایجاد می شود. این رویداد هر ۲۰۰ میلیون سال یا بیشتر اتفاق می افتد.
۲. گوشته
بزرگترین لایه زمین گوشته می باشد که در زیر پوسته قرار گرفته و از عمق ۱۰ کیلومتری داخل زمین شروع شده و تا عمق ۲.۸۹۰ کیلومتری دون زمین امتداد دارد. گوشته از سنگها نیمه جامد خیلی گرم و چگال تشکیل شده است و عناصری مانند آهن، منیزیم، آلومنیوم، سیلیکون، اکسیژن و ترکیبات سیلیس در آن وجود دارد. ضخامت ان لایه حدود ۲.۹۰۰ کیلومتر بوده و تقریبا ۸۴ درصد حجم زمین را شامل می شود . گوشته عمدتا حالت جامدی داشته و در طول زمان شبیه به یک سیال بسیار چسبناک رفتار نموده است.
گوشته به چهار بخش سنگ کره، سست کره، گوشته بالایی و گوشته پایینی تقسیم می شود. دمای گوشته زمین بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد است. با توجه به اینکه زمین بیش از حد عمیق است برای شناسایی بخش های موجود آن از امواج لرزها بهره می گیرند. این امواج از مواد مختلف با سرعت و قدرت متفاوتی عبور می کنند. شکاف ناگهانی بن امواج کندتر و سریعتر ماهده می شود که نان دهنده مرز بین پوسته و گوشته زمین است که به ناپیوستگی موهوروویچ موسوم است. در عمق ۲.۹۰۰ کیلومتری امواج توانایی عبور از مواد مایع را نداشته و به صورت ناگهانی محو می شوند یا به اصطلاح خم می شوند. این قسمت ناپیوستگی گوتنبرگ نام داشته و نشان دهنده آخر گوشته و شروع هسته مایع زمین می باشد.
۱.۲ لیتوسفر
لیتوسفر یا سنگ کره قسمت خارجی زمین بوده که سخت و سفت بوده و جنس آن جامد است. لیتوسفر حدود ۱۰۰ کیلومتر در بیشتر بخشهای عمیق زمین نفوذ کرده و شامل قسمتهای بالایی شکننده گوشته و پوسته می باشد. سنگ کره کل سطح زمین را از ارتفاعات کوه اورست تا انتهای درازگودال ماریانا را فرا می گیرد و از کانی های متعدد برخوردار می باشد. ضخامت سنگ کره را بر اساس سن آن تعیین می کنند. سنگ کره قدیمی تر ضخیمتر خواهد بود. لیتوسفر در زیر پوسته می تواند به نحوی شکننده باشد که در بعضی مناطق زمین لرزه را سبب شود.
۲.۲ استنوسفر
استنوسفر یا سست کره قسمت نرم کره زمین بوده که زیر سنگ کره قرار گرفته و بخشهایی از گوشته بالایی را فرا می گیرد. سست کره از حدود ۱۰۰ کیلومتری داخل زمین شروع شده و تا ۷۰۰ کیلومتری درون زمین ادامه دارد. تصور بر این است که این لایه از سنگ کره بسیار گرم تر بوده و به شکل مایع باشد. هرچند سنگهای استنوسفر جامد هستند و در واکنش به تغییر شکل به فرم مایع درمی آیند. علت این امر دمای بالاتر از ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد در ژرفای زمین است
۳. هسته
هسته بخش مرکزی زمین را در بر می گیرد و شامل دو بخش هسته درونی و هسته بیرونی می باشد. هسته درونی به خاطر فشار بالا جامد بوده و هسته بیرونی مایع است. قطر هسته ۲۵۶۰ کیلومتر، دما ۸۰۰ درجه سانتی گراد و فاصله آن از سطح زمین ۶۳۳۶ کیلومتر است. مواد تشکیل دهنده هسته به دلیل فشار زیاد بسیار متراکمتر از دیگر قسمتهای زمین هستند. بیشتر مواد تشکیل دهنده هسته را آهن و نیکل تشکیل می دهند.
۱.۳ هسته بیرونی
دانشمندان بر این باورند که میدان مغناطیسی در زمین توسط هسته بیرونی کنترل شده تا زمین را در برابر ذرات شناور منظومه شمسی محافظت کند. این هسته ۳۰.۸ درصد جرم زمین را به خود اختصاص داده و از عمق ۲.۸۹۰ کیلومتری شروع شده و تا عمق ۵.۱۵۰ کیلومتری ادامه دارد. ساختار داخلی زمین به صورت ناگهانی از مواد جامد گوشته به مواد مذاب هسته بیرونی تغییر می یابد. هسته بیرونی دارای دمای بیش از اندازه ای(۴۰۰۰-۵۰۰۰ درجه سانتی گراد) بوده که سبب ذوب شدن فلزات در این لایه شده است. این هسته از فلز آهن و نیکل ذوب شده و میزان گوگرد قابل توجهی تشکیل شده است. با توجه به این که هسته زمین فلزی می باشد بنابراین تمام این سیاره مغناطیسی است و نظر دانشمندان بر این است که هسته بیرونی عامل مغناطیس زمین است.
۲.۳ هسته درونی
این هسته از عمق ۶.۶۴۰ کیلومتری زیر پوسته شروع شده و تقریبا ۱.۲۸۰ کیلومتر امتداد دارد. در هسته زمین فشار و دما به قدری زیاد است(۶۰۰۰ درجه سانتی گراد) که سبب فشرده شدن فلزات شده و قادرند شبیه یک مایع حرکت کنند و در قسمتهایی که به فرم جام هستند لرزش ایجاد کند. مواد تشکیل دهنده هسته درونی غالبا از آهن می باشد. با این که دما در این هسته بسیار بالا بوده اما به خاطر فشار زیاد زمین آهن قادر نیست ذوب شود بنابراین جنس هسته درونی جامد است. هسته درونی مرتب در حال حرکت و چرخش بوده و دانشمندان معتقدند این هسته سریعتر از دیگر قسمتهای زمین می چرخد. بیشتر اطلاعات بدست امده از این هسته توسط مطالعات امواج لرزه ای بدست آمده است. با این حال نفوذ به هسته درونی به هر طریقی امکان پذیر نبوده که نشان دهنده یکسان نبودن بخشهای مختلف هسته درونی است.
آشنایی با جو زمین و اهمیت وجود آن
جو زمین پوشش نازکی از گازها و ذرات کوچک می باشد که اجزای تشکیل دهنده هوا را تشکیل می دهند و به هنگام جابجایی هوا و وزش باد, می توانید متوجه وجود آن شوید، ضمن اینکه همه موجودات زنده برای بقا به گاز های موجود در هوا نیاز دارند به طوری که بدون اتمسفر زمین، زندگی بر روی آن غیر ممکن است. جو زمین همراه با مقادیر زیاد آب در سطح خود، سیاره زمین را از دیگر سیارات منظومه شمسی جدا کرده است.
همانطور که گفتیم؛ همه موجودات برای بقا و ادامه زندگی خود به این جو نیازمند هستند و یکی از علت های اصلی اهمیت جو زمین، وجود گازهای ضروری برای حیات، چرخه آب و لایه اوزون می باشد، در اینجا به بررسی دلایل اصلی اهمیت اتمسفر زمین می پردازیم :
گازهای ضروری برای حیات
زمین در صورت عدم وجود جو، به ماه شباهت داشت. اکسیژن و دی اکسید کربن از گازهای اتمسفری هستند که برای حیات انسان ضرورت زیادی دارند. در هنگام فتوسنتز، دی کسید کربن توسط گیاهان به اکسیژن تبدیل می شود، در واقع همه اکسیژن موجود در زمین در نتیجه فتوسنتز بدست می آید، گیاهان از طریق تولید اکسیژن و غذا، زمین را برای زندگی انسان ها و حیوانات مهیا کرده اند، حیوانات در هنگام تنفس، از اکسیژن به منظور تبدیل قند به انرژی بهره می برند.
مدت زمان زیادی است که آب به عنوان بخش اصلی چرخه آب در اتمسفر وجود دارد و بیشتر آن به شکل بخار می باشد، همه تغییرات آب و هوایی در جو زمین رخ می دهد، بدین معنی که از طریق آب و هوا می توان تشخیص داد که در هر زمان و مکان مشخص، چه اتمسفری دارد، این اطلاعات شامل دما، بارش باران و باد بوده و می توانید از این طریق تغییرات آب و هوایی اقلیم هر منطقه را مشخص نمایید.
لایه اُزن (اوزون)
اوزون مولکولی متشکل از سه اتم اکسیژن می باشد که این لایه با قرار گرفتن در جو بالای زمین از طریق جذب پرتوهای پر انرژی ماوراء بنفش خورشید، زمین را از آسیبهای ناشی از آن محافظت می کند، در نتیجه لایه ازن یک لایه حفاظت کننده موجودات زمین از پرتو های مضر خورشید می باشد به طوری که بدون این لایه همه چیز بر روی زمین از بین می رود و تنها برخی از موجودات قادر به حیات روی زمین خواهند بود.
منبع : آرگا
