توسع قاع المحيط
استكشاف قاع المحيط
تم دراسة تضاريس قيعان المحيطات من خلال ارسال بعثات استكشافية قامت باستخدام تقنية السبر الصوتي بواسطة أجهزة السونار والتي عن طريقها قيس عمق المحيط.
ظهر المحيط Ocean Ridge : سلسلة جبلية ضخمة يتصل بعضها ببعض تمتد في جميع المحيطات، يوجد في وسطها واد عميق ضيق يُسمى الوادي المتصدع Rift Valley.
الأخاديد البحرية Trenches : وديان عميقة ضيقة تمتد طوليًا في قيعان المحيطات ، ومن أمثلتها أخدود ماريانا في المحيط الهادي الذي يُعد أعمق الأخاديد البحرية في العالم، حيث يبلغ عمقه أكثر من (km11).
يبين الشكل المجاور استخدام العلماء لأجهزة السونار لقياس أعماق المحيطات.
يستعمل جهاز السونار (Sonar) الموجات الصوتية لتحديد أعماق المحيطات، إذ يقاس الزمن الذي تستغرقه الموجات التي ترسل نحو قاع المحيط حتى ارتدادها عن القاع واستقبالها في السفينة. ومن تحديد الزمن وسرعة الموجات الصوتية في الماء يستطيع العلماء تحديد أعماق المحيطات.
فرضية توسع قاع المحيط Seafloor Spreading Hypothesis
وضع العالم هاري هس (Harry Hess) في بداية الستينيات من القرن الماضي بناءً على بيانات تضاريس قيعان المحيطات ومكوناته
نص فرضية توسع قاع المحيط : " تُبنى القشرة المحيطية الجديدة عند ظهور المحيطات، وتستهلك القشرة المحيطية الأقدم عند الأخاديد البحرية".
تحدث عملية توسع قاع المحيط بحسب العالم هس كالآتي:
- تندفع الماغما الأقل كثافة من منطقة الستار إلى الأعلى عبر وسط ظهر المحيط،
- تتصلب الماغما عند وصولها إلى السطح عبر القشرة المحيطية مكونة قشرة محيطية جديدة على طول ظهر المحيط.
- تتحرك هذه القشرة بعيدًا عن منطقة ظهر المحيط، ما يؤدي إلى اندفاع ماغما جديدة في منطقة وسط ظهر المحيط وتصلبها؛ مكونة قشرة محيطية جديدة أخرى.
- باستمرار هذه العملية يحدث توسع لقاع المحيط بشكل دائم ومتماثل على جانبي ظهر المحيط.
- تنزلق الحافة البعيدة من القشرة المحيطية عن منطقة ظهر المحيط أسفل القشرة القارية مشكلة أخدودًا بحريا.
- يؤدي انزلاق القشرة المحيطية إلى ارتفاع درجة حرارتها وانصهارها داخل الستار، وإنتاج ماغما تندفع نحو الأعلى وتتصلب، وتصبح جزءًا من القشرة القارية.
فسرت هذه النظرية طريقة حركة القارات التي لم تتمكن فرضية انجراف القارات من تفسيرها.
فبدلا من افتراض أن القارات تتحرك فوق قاع المحيط، افترضت أن المحيطات تتوسع في منطقة وسط ظهر المحيط، ونتيجة لذلك، تتحرك القارات مبتعدة بعضها عن بعض.
أدلة على توسع قاع المحيط
واجهت فرضية توسع قاع المحيط اعتراضات عديدة من العلماء، وخاصة أن هس لم يستطع توضيح سبب توسع قاع المحيط.
الاكتشافات التي عدت أدلة تثبت صحة فرضية توسع قاع المحيط وتدعمها، منها:
1- عمر صخور قاع المحيط The Age of the Ocean Floor Rocks
- يُعَدُّ عُمر صخور قاع المحيط من أفضل الأدلة التي دعمت فرضية توسع قاع المحيط.
- استخدمت سفينة (غلومار شالنجر ) Glomar Challenger منذ عام 1968م لجمع عينات صخرية تمثل قاع المحيط.
- التقطت السفينة تلك العينات من صخور جانبي ظهر المحيط.
- أكدت البيانات التي تم الحصول عليها بعد تحليل العينات التي تم جمعها صحة فرضية توسع قاع المحيط.
- وجد العلماء أن العينات الصخرية التي أخذت من المناطق البعيدة عن ظهر المحيط هي الأقدم عمرًا، في حين أن العينات الصخرية التي أخذت من وسط ظهر المحيط كانت الأحدث عمرا.
- يزداد عمر الصخور كلما ابتعدنا عن منطقة وسط المحيط، وتتماثل أعمارها على جانبي ظهر المحيط.
- أقدم عمر لصخور قشرة محيطية لا يزيد على 180 m.y تقريبا.
- أقدم عمر لصخور قشرة قارية يزيد على 4.4 b.y.
أكدت الدراسات أن عمر صخور قشرة قاع البحر الأبيض المتوسط تساوي 340m.y ، وباقي أعمار صخور قاع البحار والمحيطات لا تزيد على .180m . ويفسر العلماء سبب زيادة عمر صخور قاع البحر الأبيض المتوسط مقارنة بباقي البحار والمحيطات في أن صخوره تمثل بقايا صخور قاع محيط التيئس القديم.
2- الاشرطة المغناطيسية Magnetic Strips
تكوين المجال المغناطيسي الأرضي:
- يتكون لب الأرض من الحديد والنيكل، وينقسم إلى لب خارجي سائل ولب داخلي صلب.
- حركة صهير الحديد والنيكل في اللب الخارجي تولد تيارًا كهربائيًا، مما يؤدي إلى نشوء المجال المغناطيسي الأرضي.
المغناطيسية القديمة:
- عندما تتبلور المعادن المغناطيسية (مثل الماغنيتيت) من الماغما عند ظهر المحيط، فإنها تتمغنط وتترتب ذراتها باتجاه المجال المغناطيسي الأرضي.
- عندما تتصلب الصخور، فإنها تحتفظ باتجاه المجال المغناطيسي الأرضي وقت تكونها، وهي ظاهرة تسمى المغناطيسية القديمة.
الانقلاب المغناطيسي (Magnetic Reversal):
التغير في قطبية المجال المغناطيسي للأرض من عادية الى مقلوبة.
- اكتشف العلماء أن المجال المغناطيسي الأرضي قد عكس اتجاهه في مدد زمنية مختلفة عبر التاريخ الجيولوجي.
- يحدث هذا الانعكاس بسبب تغير اتجاه حركة صهير الحديد والنيكل في اللب الخارجي.
- القطبية العادية (Normal Polarity): عندما تتجه المعادن المغناطيسية في الصخور باتجاه المجال المغناطيسي الحالي.
- القطبية المقلوبة (Reverse Polarity): عندما تتجه المعادن المغناطيسية في الصخور بعكس اتجاه المجال المغناطيسي الحالي.
الأشرطة المغناطيسية في قاع المحيط:
- أظهرت الدراسات باستخدام أجهزة قياس الشدة المغناطيسية وجود نمط معين في تعاقب الصخور على جانبي ظهر المحيط.
- تظهر الصخور على شكل أشرطة مغناطيسية ذات شدة مغناطيسية عالية وأشرطة ذات شدة مغناطيسية منخفضة، بصورة متعاقبة وموازية لظهر المحيط.
- كل شريطين متناظرين على جانبي ظهر المحيط لهما الشدة المغناطيسية نفسها، والعمر والعرض أنفسهما.
يبين الشكل المجاور الأشرطة المغناطيسية المتعاقبة ذات الشدة المغناطيسية العالية (+) والأشرطة المغناطيسية ذات الشدة المغناطيسية المنخفضة (-) الموجودة على جانبي ظهر المحيط أحد الأدلة على فرضية توسع قاع المحيط.
تفسير الأشرطة المغناطيسية:
- عندما تتكون صخور القشرة المحيطية في وسط ظهر المحيط، تتمغنط معادنها المغناطيسية بحسب المجال المغناطيسي السائد في ذلك الوقت.
- الأشرطة ذات الشدة المغناطيسية العالية تشكلت عندما كان المجال المغناطيسي السائد ذا قطبية عادية.
- الأشرطة ذات الشدة المغناطيسية المنخفضة تشكلت عندما كان المجال المغناطيسي السائد ذا قطبية مقلوبة.
تعد المغناطيسية القديمة للصخور المكونة لقاع المحيط، والانقلاب المغناطيسي، والشدة المغناطيسية من الأدلة على صحة فرضية توسع قاع المحيط.
مكونات صخور قاع المحيط Composition of the Ocean Floor Rocks
- استخدم العلماء في عام 1964م الغواصة (ألفين) Alvin الدراسة قيعان المحيطات.
- حصل العلماء على عينات صخرية متنوعة تمثل قيعان المحيطات فوجدوا أنها جميعها مكونة من:
1- صخور نارية ذات تركيب بازلتي، تغطيها طبقات رسوبية يقل سمكها بشكل تدريجي كلما اتجهنا نحو وسط ظهر المحيط حتى تختفي عند مركزه.
2- صخورا بازلتية تظهر على شكل وسائد، وتوجد على امتداد ظهر المحيط تسمى لابة وسائدية Pillow Lava .
- فسر العلماء أن مثل هذه الصخور يمكن أن تتكون فقط بسبب اندفاع الماغما على امتداد وسط ظهر المحيط، إذ تتصلب الماغما المندفعة من الشقوق الموجودة في وسط ظهر المحيط بسرعة، بسبب ملامستها للماء.
- أظهرت دراسات صخور قاع المحيط أن الماغما قد اندفعت اندفاعا متكررا من تلك الشقوق ما يدل على تشابه آلية تشكل صخور قاع المحيط.
سميت غواصة (ألفين) Alvin بهذا الاسم تقديرا للعالم الفيزيائي الين الفين (Allyn C. Vine) صاحب فكرة الغواصة، والمشرف على تطويرها.
وغواصة ألفين غواصة صغيرة بنيت لدراسة قيعان المحيطات، وقد بدأت رحلاتها الاستكشافية منذ عام 1964م، وتستطيع حمل عدد من العلماء في داخلها، وتستطيع أيضا تحمل ضغط الماء على عمق يصل إلى 4 km. أجرت الغواصة أكثر من 4700 مهمة تحت الماء، منها: اكتشاف البراكين الحرمائية في قيعان المحيطات، ودراسة الكائنات الحية البحرية. وما زالت تعمل حتى الآن بصورة جيدة.
أتحقق : أذكر ثلاثة أدلة تدعم فرضية توسع قاع المحيط.
- عمر صخور قاع المحيط.
- الاشرطة المغناطيسية.
- مكونات صخور قاع المحيط.
