شما اینجا هستید: مهندسی زلزله و عمران > زلزله > آموزش مفاهیم زمین لرزه > ساختار درونی کره زمین

 
بازگشت به صفحه زلزله

آموزش مفاهیم زمین لرزه

مفاهیم اولیه

آشنایی با مفاهیم  کلی

تشکیل اولیه کره زمین
ساختار درونی کره زمین
زمین متغیر و تئوری صفحه زمین ساخت
تغییر شکل پوسته ای

گسل و انواع آن

پدیده زلزله

انواع زمین لرزه

مکانیزم خرابی در زمینلرزه ها

کانون و عمق زلزله

موجهای لرزه ای

لرزه نگاری

اندازه گیری زمینلرزه

پیش بینی زمینلرزه

مطالب متفرقه

داستانهای باستانی در باره زلزله

گالری عكس زلزله

Email: Info@Vojoudi.com

مفاهیم زلزله: ساختار درونی کره زمین

 

نویسنده : مهدی وجودی

Info@Vojoudi.com

 

ساختار درونی زمین:

پدید آمدن زلزله های اخیر که حاصل جابجائی در پوسته زمین است، و انفجار مواد مذاب از یک آتشفشان فعال، تنها نمایشگر قسمتهای پایانی از یک پروسه طولانی است که ساختار کنونی کره زمین را بوجود آورده است. پدیدههای زمین شناسی که در داخل زمین اتفاق میافتند تنها در سایه توجه به تاریخچه کره زمین و نحوه تغییرات آن در طول سالیان کهن قابل شناخت است.

در ابتدای پیدایش کره زمین، بدلیل بالا بودن دمای آن، تمام مواد تشکیل دهنده آن بصورت مذاب بودند که بدلیل تفاوت در وزن و چگالی این مواد، سه لایه اصلی در سطح زمین پدید آمده است. این تقسیم بندی بر اساس تفاوت خصوصیات شیمیایی مواد تشکیل دهنده آن قابل تشخیص است:

1.     پوسته[1]:

پوسته کره زمین لایه نسبتا کم عمقی است که این لایه سنگی سطحی، به دو نوع کلی تحت عنوان پوسته قارهای و پوسته اقیانوسی طبقهبندی میشود. پوسته اقیانوسی حدود 7 کیلومتر ضخامت داشته و از سنگهای آذرینی تحت عنوان "بازالت" تشکیل شده است. در مقابل پوسته قاره ای دارای ضخامت متوسط 35-40 کیلومتر است ولی در برخی مناطق کوهستانی ممکن است از 70 کیلومتر نیز تجاوز نماید. برخلاف پوسته اقیانوسی، که از مواد شیمیائی یکنواختی تشکیل شده است، پوسته قارهای شامل انواع مختلفی از سنگها میباشد. قسمت فوقانی پوسته قارهای از سنگهای گرانیتی تشکیل شده، در حالی که قسمت تحتانی آن شبیه بازالت است.

 

2.      گوشته[2]:

بیش از 82 درصد از حجم زمین در گوشته قرار دارد که یک ورقه جامد و سنگی را تا عمق 2900 کیلومتری تشکیل میدهد. مرز بین پوسته و گوشته، تفاوت فاحشی را در مشخصات شیمیایی نشان میدهد.

 

 

3.      هسته[3]:

تصور میشود که ترکیب اصلی هسته از آلیاژ آهن-نیکل با مقادیر کمی از اکسیژن، سیلیکون و سولفور باشد. بدلیل فشار زیاد در هسته مواد تشکیل دهنده آن دارای چگالی بالایی حدود 14 برابر چگالی آب در سطح زمین هستند.

 

 نحوه تقسیم بندی لایه های درونی زمین از نظر زمین شناسی

شکل 1: تقسیم بندی داخل کره زمین از نظر شیمیائی

 

مشخصه داخل کره زمین افزایش تدریجی دما، فشار و چگالی مواد تشکیل دهنده با افزایش عمق است. برآورد میشود که دما در عمق 100 کیلومتری بین 1200 تا 1400 درجه سانتیگراد باشد، درحالی که دما در مرکز کره زمین ممکن است از 6700 درجه سانتیگراد نیز تجاوز نماید. افزایش تدریجی در دما و فشار با عمق، مشخصات فیزیکی و در نتیجه رفتار مکانیکی مواد تشکیل دهنده زمین را تحت تاثیر قرار میدهد. وقتی مادهای تحت گرما قرار میگیرد، اتصالات شیمیائی آن ضعیف شده و مقاومت مکانیکی آن کاهش مییابد و درصورتی که دما از نقطه ذوب ماده مورد نظر فراتر رود اتصالات شیمیائی شکسته شده و پدیده ذوب اتفاق میافتد. اگر دما تنها معیار تعیین کننده ذوب مواد بود در این صورت باید کره زمین تبدیل به یک توپ مذاب با یک پوسته نازک جامد میشد. درحالی که فشار نیز با عمق افزایش مییابد و تمایل دارد که مقاومت سنگها را افزایش دهد. بر اساس مشخصات فیزیکی و مقاومت مکانیکی میتوان زمین را به 5 لایه مختلف تقسیم بندی نمود: لیتوسفر[4] ، استنوسفر [5]، مزوسفر[6] یا گوشته پایینی،  هسته بیرونی و هسته درونی.

لیتوسفر(سنگ کره)

بر اساس مشخصات فیزیکی، لایه بیرونی کره زمین شامل پوسته و لایه خارجی گوشته است که تشکیل دهنده یک لایه نسبتا سرد و صلب میباشند درحالی که این لایهها از مواد متفاوت شیمیایی تشکیل شده است، ولی بدلیل سرد بودن و مقاوم بودن رفتار واحدی را از خود نشان میدهد (شکل 2).

لیتوسفر در قسمت قارهای بطور متوسط 100 کیلومتر ضخامت دارد ولی ممکن است به بیش از 250 کیلومتر در زیر قسمتهای قدیمی قارهها برسد. در زیر اقیانوسها ضخامت لیتوسفر از چند کیلومتر در قسمت رشته کوههای اقیانوسی[7] تا حدود 100 کیلومتر در قسمتهای قدیمیتر و سردتر پوسته اقیانوسی میرسد.

استنوسفر:

در زیر لیتوسفر و در قسمت فوقانی گوشته، تا عمق 660 کیلومتر، یک لایه نرم و نسبتا ضعیف قرار دارد که به عنوان استنوسفر شناخته میشود. قسمت بالای استنوسفر  دارای چنان دما و فشاری است که منجر به ذوب بسیار اندکی از این لایه میشود. در برابر این ناحیه ضعیف، لیتوسفر جدا از لایه زیرین خود است و نتیجه این جدا بودن حرکت مستقل لیتوسفر نسبت به استنوسفر است.

مزوسفر یا گوشته پائینی:

  زیر ناحیه ضعیف استنوسفر، افزایش فشار اثر دمای بالا را خنثی کرده و سنگها تا حدودی با افزایش عمق مقاومتر میشوند. در عمق 660 کیلومتر تا 2900 کیلومتر یک لایه صلبتر به نام مزوسفر ( کره میانی ) یا گوشته پائینی یافت میشود. برخلاف مقاومت آنها، سنگهای مزوسفر همچنان گرم بوده و توانائی جریان یافتن را دارا میباشند.

 

هسته داخلی و خارجی:

هسته که تشکیل یافته از آلیاژ آهن نیکل میباشد، به دو لایه تقسیم میشود که مقاومت مکانیکی کاملا متفاوتی را نشان میدهند. هسته خارجی یک لایه مایع به ضخامت 2270 کیلومتر میباشد. ثابت شده است که جریان آهن مذاب در این لایه باعث ایجاد میدان مغناطیسی در کره زمین است. هسته داخلی یک کره به شعاع 3486 کیومتر است. برخلاف دمای بالاتر هسته داخلی، مواد تشکیل دهنده آن مقاومتر هستند.

نحوه تقسیم بندی لایه های درونی زمین از نظر زمین شناسی

شکل 2: لایههای سطحی زمین بر اساس مشخصات فیزیکی

 


 

[1] Crust

[2] Mantel

[3] Core

[4] Lithosphere

[5] Asthenosphere

[6] Mesosphere

[7] Oceanic ridges

 

 
 
 

تمام حقوق برای سایت Vojoudi.com محفوظ است - Info@Vojoudi.com