سطح زمین واقعا شگفتانگیز است. رشتهکوهها در آسمان بالا رفتهاند و اقیانوسها اعماق غیرقابلدسترسی را پر کردهاند. بااینحال، حتی عمیقترین درهها فقط خراش کوچکی در سیاره ما محسوب میشوند. برای شناخت درست زمین، باید ۶۴۰۰ کیلومتر به زیر سطح آن سفر کنیم. در این مقاله به بررسی لایههای زمین و ویژگی‌های هر کدام می‌پردازیم. پس با ما همراه باشید.
همه چیز در مورد لایههای زمین، زمین از چهار لایه مجزا تشکیل شده است که بهترتیب از درونیترین تا بیرونیترین عبارتاند از هسته داخلی، هسته بیرونی، گوشته و پوسته. بهجز پوسته، هیچ کس تا به حال این لایهها را از نزدیک بررسی نکرده است. در واقع عمیقترین گودالی که تا به امروز حفاری شده است، کمی بیش از ۱۲ کیلومتر است که ۲۰ سال طول کشید!
بااینحال، دانشمندان اطلاعات زیادی درباره ساختار درونی زمین دارند. آن‌ها این اطلاعات را با مطالعه نحوه حرکت امواج زلزله به‌دست آورده‌اند.
سرعت و رفتار این امواج در اثر برخورد با لایه‌هایی با چگالی متفاوت تغییر می‌کند. دانشمندان، از جمله اسحاق نیوتن در 3 قرن پیش، با محاسبه چگالی کل زمین، کشش گرانشی و میدان مغناطیسی، اطلاعاتی درباره هسته و گوشته زمین کسب کردهاند.
| بیشتر بخوانید: کیهان چقدر بزرگ است؟ |
شعاع این توپ فلزی جامد ۱۲۲۰ کیلومتر یا تقریبا سهچهارم شعاع ماه است. این لایه در فاصله ۶۴۰۰ تا ۵۱۸۰ کیلومتری زیر سطح زمین قرار دارد.
هسته درونی بسیار متراکم است و بیشتر آن را آهن و نیکل تشکیل می‌دهد. سرعت چرخش آن کمی بیشتر از بقیه است و همچنین به‌شدت داغ است (۵۴۰۰ درجه سانتی‌گراد که تقریبا به‌اندازه سطح خورشید است).
فشار در این لایه بسیار شدید و بیش از ۳ میلیون برابر فشار سطح زمین است. بعضی از تحقیقات پیشنهاد می‌کنند که هسته درونی زمین ممکن است هسته خود را داشته باشد که احتمالا به‌طور کامل از آهن تشکیل شده است.
این قسمت از هسته نیز از آهن و نیکل تشکیل شده است، ولی برخلاف هسته درونی جامد نیست. هسته بیرونی حدود ۵۱۸۰ تا ۲۸۸۰ کیلومتر زیر سطح زمین قرار دارد.
این مایع که توسط واپاشی رادیواکتیو عناصر اورانیوم و توریم گرم می‌شود، به‌شکل جریان‌های عظیم و متلاطم حرکت می‌کند و باعث تولید جریان‌های الکتریکی می‌شود. این جریان‌ها به‌نوبه خود میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می‌کنند.
به دلایلی که تاحدودی به هسته بیرونی مربوط است، میدان مغناطیسی زمین تقریبا هر ۲۰۰ هزار تا ۳۰۰ هزار سال یک‌بار معکوس می‌شود. دانشمندان همچنان در تلاش هستند چگونگی این اتفاق را درک کنند.
گوشته از فاصله ۳۰ کیلومتری زیر سطح زمین شروع می‌شود و با ضخامتی نزدیک به ۳۰۰۰ کیلومتر، ضخیم‌ترین لایه زمین است.
این لایه بیشتر از آهن، منیزیم و سیلیکون تشکیل شده و متراکم، گرم و نیمه‌جامد است (مثل آب‌نبات کاراملی). گوشته هم مثل لایه زیرین خود می‌چرخد، ولی با سرعت بسیار کمتری این کار را انجام می‌دهد.
در نزدیکی لبه‌های بالایی گوشته، جایی بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلومتر زیر زمین، دما به نقطه ذوب سنگ می‌رسد و لایه‌ای از سنگ نیمه‌ذوب‌شده را تشکیل می‌دهد که سست‌کُره (asthenosphere) نام دارد. زمین‌شناسان معتقد هستند که این بخش ضعیف، داغ و لغزنده گوشته همان چیزی است که صفحات تکتونیکی زمین روی آن سوار میشوند و حرکت می‌کنند.
الماس‌ها در واقع تکه‌های کوچکی از گوشته هستند که می‌توانیم از نزدیک ببینیم و لمس کنیم. بیشتر آن‌ها در اعماق بیش از ۲۰۰ کیلومتر تشکیل میشوند، ولی الماس‌های «فوق‌العاده عمیق» کمیاب ممکن است در عمق ۷۰۰ کیلومتری زیر سطح به‌وجود بیایند. این بلورها سپس توسط سنگ‌های آتشفشانی معروف به کیمبرلیت به سطح آورده میشوند.
بیرونیترین ناحیه گوشته نسبتا سرد و سفت و تقریبا شبیه پوسته است. بالاترین قسمت گوشته و پوسته همراه با هم به‌عنوان سنگ‌کُره (lithosphere) شناخته میشوند.
همه چیز در مورد لایههای زمین، پوسته زمین مثل پوست تخم‌مرغ آب‌پز است. این لایه در مقایسه با چیزی که زیر آن قرار دارد بسیار نازک، سرد و شکننده است.
پوسته از عناصر نسبتا سبک، به‌ویژه سیلیس، آلومینیوم و اکسیژن ساخته شده است و ضخامت بسیار متغیری دارد. مثلا ضخامت آن زیر اقیانوسها (و جزایر هاوایی) به ۵ کیلومتر می‌رسد و زیر قاره‌ها ممکن است ۳۰ تا ۷۰ کیلومتر باشد.
پوسته همراه با ناحیه بالایی گوشته مثل پازل به قطعه‌های بزرگ تقسیم شده است که به‌عنوان صفحات تکتونیکی شناخته میشوند. این صفحه‌ها به‌آرامی، تقریبا ۳ تا ۵ سانتی‌متر در سال حرکت می‌کنند.
دانشمندان هنوز به‌طور کامل نمی‌دانند که چه چیزی باعث حرکت صفحات تکتونیکی می‌شود. برخی آن را به جریان‌های همرفتی گرما در گوشته نسبت می‌دهند و عده‌ای دیگر اعتقاد دارند که ناشی از کشش ورقه‌های پوسته با چگالی‌های مختلف است که به‌عنوان کشش ورقه فرورونده (تختال) شناخته می‌شود.
با گذشت زمان، صفحه‌های تکتونیکی به یکدیگر نزدیک میشوند، از هم فاصله می‌گیرند یا از کنار هم می‌گذرند. این جابه‌جایی‌ها دلیل رخ دادن بیشتر زلزله‌ها و آتشفشان‌ها هستند.
