التيارات الحمل الحراري: تعريف والدراسات والنسخ المتماثلة
تيارات الحمل الحراري هي الحركة المستمرة التي تنفذها الصفائح الأرضية باستمرار. على الرغم من أنها تميل إلى الحدوث على نطاق واسع ، إلا أن هناك دراسات تظهر أن هناك أيضًا على نطاق أصغر.
يتكون كوكب الأرض من نواة ، الوشاح وقشرة الأرض. الوشاح هو الطبقة التي يمكن أن نجدها بين النواة والقشرة. يختلف عمق هذا ، حسب نقطة الكوكب الذي نحن عليه ، ويمكن أن يمتد من عمق 30 كم من السطح ، إلى 2900 كم.
يختلف الوشاح عن النواة والقشرة لأنه يحتوي على سلوك ميكانيكي. يتكون من مادة لزجة صلبة. إنه في حالة لزجة بسبب الضغوط العالية التي يتعرض لها.
يمكن أن تتأرجح درجات حرارة الوشاح ما بين 600 درجة مئوية ، حتى تصل إلى 3500 درجة مئوية. لها درجات حرارة أكثر برودة كلما اقتربت من السطح ودرجات حرارة أعلى كلما اقتربت من القلب.
يمكننا فصل الوشاح إلى قسمين ، العلوي والسفلي. يتدفق الوشاح السفلي من توقف موهوروفيتش إلى عمق حوالي 650 كم.
يقع هذا التوقف ، المعروف باسم Moho ، على عمق متوسط يبلغ 35 كم ، على بعد 10 كم فقط من قاع المحيط. سيكون الجزء السفلي من الوشاح هو الجزء بين عمق 650 كم ، إلى أقصى حد مع اللب الداخلي للكوكب.
بسبب الاختلاف الحراري بين النواة والقشرة الأرضية ، يتم إنتاج التيارات الحرارية في جميع أنحاء الوشاح بأكمله.
التيارات الحمل الحراري: أصل الفرضيات
في عام 1915 ، افترضت الفرضية التي وضعها ألفريد فيجنر ، حركة الجماهير القارية. قال فيجنر إن القارات كانت تتحرك في قاع المحيط ، رغم أنه لم يكن يعرف كيف يثبت ذلك.
في عام 1929 ، افترض آرثر هولمز ، وهو عالم جيولوجي بريطاني مشهور ، الفرضية القائلة بأنه تحت قشرة الأرض يمكن أن نجد غطاءًا من الصخور المنصهرة ، مما تسبب في تيارات الحمل الحراري التي كانت لها القوة لتحريك الصفائح التكتونية وبالتالي القارات.
على الرغم من أن النظرية كانت متماسكة ، إلا أنه لم يتم قبول نظريات حول تكتونية الصفائح حتى عام 1960.
في هذه التركيبات ، تم الحفاظ على أن الألواح الأرضية تحركت بسبب قوى الحمل الحراري للأرض ، مما تسبب في حدوث صدمات ، وهي المسؤولة عن تشكيل سطح الأرض.
ما هم إذن؟
تيارات الحمل الحراري هي تيارات المواد التي تحدث في عباءة الأرض بمساعدة الجاذبية.
هذه التيارات هي المسؤولة عن تحريك القارات ليس فقط ، كما افترض فيجنر ، ولكن جميع اللوحات الحجرية التي تقع فوق الوشاح.
يتم إنتاج هذه التيارات عن طريق الاختلافات في درجة الحرارة والكثافة. بمساعدة الجاذبية فإنها تجعل المواد الأكثر سخونة تصعد في اتجاه السطح ، لأنها أقل ثقلًا.
وهذا يعني بالتالي أن المواد الباردة أكثر كثافة وأثقل ، لذلك تنحدر نحو قلب الأرض.
كما ذكرنا من قبل ، فإن الوشاح مصنوع من مواد صلبة ، لكنه يتصرف كما لو كان مادة لزجة تشوه وتمتد ، وتتحرك دون كسر. إنها تتصرف بهذه الطريقة بسبب ارتفاع درجات الحرارة والضغط الكبير الذي تتعرض له هذه المواد.
في المنطقة القريبة من قلب الأرض ، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 3500 درجة مئوية ، ويمكن أن تتلاشى الصخور الموجودة في هذا الجزء من الوشاح.
عندما تذوب المواد الصلبة ، فإنها تفقد الكثافة ، بحيث تصبح أفتح وتصعد إلى السطح. إن ضغط المواد الصلبة الموجودة أعلاه ، يجعلهم يحاولون النزول حسب أوزانهم ، مما يتيح خروج المواد الأكثر حرارة باتجاه السطح.
تُعرف تيارات المواد ذات الشكل الصاعد باسم الريش أو الأعمدة الحرارية.
يمكن أن تمر المواد التي تصل إلى الغلاف الصخري ، وهذا ما يشكل تجزئة القارات.
يتميز الغلاف الصخري المحيطي بدرجة حرارة أقل بكثير من الوشاح ، لذلك تغرق القطع الباردة الكبيرة في الوشاح ، مسببة تيارات نزولية. يمكن لهذه التيارات النزولية نقل أجزاء من الغلاف الصخري المحيطي البارد إلى المنطقة المجاورة للنواة.
هذه التيارات المنتجة ، سواء كانت تصاعدية أو هبوطية ، تتصرف مثل الأسطوانة ، مما يخلق خلايا الحمل الحراري ، والتي تفسر حركة الصفائح التكتونية لقشرة الأرض.
انتقادات لهذه النظريات
دراسات جديدة قد عدلت نظرية خلايا الحمل الحراري قليلا. إذا كانت هذه النظرية صحيحة ، فينبغي أن تحتوي جميع الصفائح التي تشكل سطح الأرض على خلية للحمل الحراري.
ومع ذلك ، هناك لوحات كبيرة جدًا ، بحيث يجب أن يكون لخلية الحمل الحراري الواحدة قطر كبير وعمق كبير. سيؤدي ذلك إلى وصول بعض الخلايا إلى عمق النواة.
بالنسبة لهذه التحقيقات الأخيرة ، تم التوصل إلى فكرة أن هناك نظامين منفصلين للحمل الحراري ، وهذا هو السبب في أن الأرض حافظت على الحرارة لفترة طويلة.
سمحت لنا دراسات الموجات الزلزالية بالحصول على بيانات درجة الحرارة الداخلية للأرض وتحقيق خريطة الحرارة.
هذه البيانات التي تم الحصول عليها عن طريق النشاط الزلزالي تدعم النظرية القائلة بأن هناك تمييزًا بين نوعين من خلايا الحمل الحراري ، بعضها أقرب إلى قشرة الأرض وبعضها أقرب إلى النواة.
تشير هذه الدراسات أيضًا إلى أن حركات الصفائح التكتونية لا تعود فقط إلى خلايا الحمل الحراري ، ولكن قوة الجاذبية تساعد أيضًا في دفع الأجزاء الأعمق نحو السطح.
عندما تمدد الصفيحة بقوة الحمل ، تمارس قوة الجاذبية الضغط عليها وتنهار في النهاية.
