اكتشف أسرار الأرض

2- 1 قصة الأرض ( ملامح الأرض )

تكونت الأرض من سحابة هائلة تدور حول نفسها من غازات ملتهبة منذ حوالى 4600 مليون سنة . وعندما بردت هذه الغازات وتكاثفت تكونت الصخور ، وغطت البراكين بعدها الكرة الأرضية تدفع ببخار الماء الساخن فتكونت بذلك البحار وكان الجو مكونا من غازات مثل الميثان وأول أكسيد الكربون والأمونيا وكان البرق والعواصف الشديدة والأمطار منتشرة فى جو الأرض.

هذا هو التصور المبدئى الذى افترضه العلماء الذى يصور بدايات الأرض حين نشأتها . غير أن نشأة الأرض ذاتها مرتبطة بنشأة المجموعة الشمسية التى يمكن إجمالها من الخطوات التالية :



1- يعتقد فريق من العلماء أن قصة الأرض بدأت عندما تجمعت سحابة عملاقة تدور فى الفضاء مكونة من غازات وغبار منذ ما يقرب من 13 بليون سنة حسب بعض التقديرات .

وظلت هذه السحابة الكونية تكبر وتزداد2 فى الحجم ثم مالبثت أن صارت كروية الشكل تقريبا .



3- وبعد ذلك تجمعت كرة ضخمة من الغاز فى وسط السحابة الكونية ثم راحت كرات أصغر تتجمع مع بعضها البعض فى أطراف السحابة بفعل الجاذبية التى سحبت جزئيات الغبار والغاز تدور جميعها حول تلك الكرة الضخمة التى أصبحت فيما بعد "الشمس" .



4- وأخيرا وبعد أكثر من 4 بليون سنة ظلت الكرات تدور حول الشمس ولم تكن هذه الكرات سوى الأرض وبقية الكواكب الأخرى التى عرفت باسم "المجموعة الشمسية".

2 ـ 2 أصل الأرض ( بدايات التكوين والحياة )

إن الحديث عن نشأة الأرض مرتبط بالحديث عن نشأة المجموعة الشمسية ككل وقد تعددت الآراء والنظريات والفرضيات بشأن تلك النشأة .

فمن المعروف عن نشأة المجموعة الشمسية التى ينتمى إليها كوكب الأرض هو ما أمكن التوصل إليه من مشاهدة مجموعات أخرى مماثلة تمر الآن خلال مراحل تطور مختلفة متتابعة وطبقا لأحدث الفرضيات ، فلقد نشأت المجموعة الشمسية عن سحابة حلزونية مفلطحة من الدخان والغازات ، تدور حول نفسها فى الفضاء ، تجمعت فيها الجسيمات وتقاربت بعضها من بعض بفعل قوى التجاذب التثاقلى ، لتكون عدداً من الأجسام المحددة المعالم ، هى الشمس والكواكب والأقمار والكويكبات الموجودة فى مجموعتنا الشمسية .

ويرجع تاريخ تكون الأرض والقمر إلى حوالى 4600 مليون سنة ، كما تدل على ذلك الدراسات العديدة المتاحة . ومن دراسة الطريقة التى تكونت بها الأرض ، يمكننا أن نستنتج بعض المعلومات عن بنيتها الداخلية . فعندما تراكمت الجسيمات لتكون الأرض تحركت المواد الأثقل إلى الداخل بفعل الجاذبية ، بينما تراكمت المواد الأخف كثافة إلى الخـارج مـن هذه النواة فيما يشبه الفرز الداخلى ويعرف بالتطبق بفعل الكثافة Density Layering .
وللأرض نفس النوع من التطابق حيث تشكل هذه الطبقات نطاقات متحدة المركز ، الخارجى منها مايعرف بالغلاف الجوى Atmosphere يليه غلاف مائى شبه متصل ، ويشمل المحيطات والبحار والأنهار ، وهو مايعرف بالغلاف المائى Hydrosphere وإلى الداخل تأتى الصخور الصلدة للأرض،والتى تكون الغلاف الصخرىLithosphere وكانت الأرض فى البداية كتلة غازية متأججة ، وتدريجياً تحولت قشرتها إلى سائل ، وتصلبت فى مواضع ، وبقيت الحمم المصهورة تندفع من البراكين المتعددة بالإضافة إلى إندفاع غازات بكميات كبيرة من بينها بخار الماء الذى كان يتكاثف ويسقط مطراً لا يلبث أن يتبخر مرة أخرى لشدة حرارة سطح الأرض . واستمرت الأمطار ملايين السنين ، وبذا ساعدت على تبريد سطح الأرض . فاستقرت مياه الأمطار فى المنخفضات والقيعان ، مكونة البحار والمحيطات .

وعلى الرغم من أن بدايات الحياة على الأرض يحوطها غموض شديد ويثار حولها جدل كبير من العلماء غير أن فريقاً منهم يرجح أن بدايات الحياة قد ظهرت على الأرض منذ أكثر من 3000 مليون سنة فى صورة خلايا بدائية التى حصلت على غذائها عن طريق التغذية العضوية وذلك بالتهامها المركبات العضوية الموجودة وقتها مثل الميثان . وكان من نتيجة التغذية العضوية أن ظهرت عملية التنفس اللاهوائى والتى من نتائجها تكون ثانى أكسيد الكربون لأول مرة فى الجو وبتوفر ثانى أكسيد الكربون وضوء الشمس والماء تطورت الخلايا البدائية وأخذت تستخدم هذه المواد الثلاثة فى إعداد غذائها وهكذا ظهرت التغذية الذاتية والتى كان من نتائجها تكون غاز الأكسجين وبالتالى أصبح الجو صالحا للتنفس.

وقد تطورت فيما بعد هذه الخلايا البدائية إلى خلايا الطلائعيات Protista التى تجمعت مع بعضها البعض مكونة الطحالب Algae والفطريات Fungi والأوليات Protozoa وبعد ذلك ظهرت مجموعة جديدة من الكائنات الحية عديدة الخلايا أكثر تعقيداً تسمى بمجموعة التوالى الحيوانية Metaphyta تلك كانت بدايات الحياة على الأرض التى لم تظهر بصورة واضحة فى الصخور.

وعندما نأتى إلى الحياة الظاهرة ذات الأدلة الملموسة سوف نجدها بدأت قبل حوالى 800 مليون سنة وكانت البداية فى عصر الكمبرى Cambrian حيث ظهرت ثلاثيات الفصوص Trilobites وتلا ذلك عصور جيولوجية حيث تميز كل عصر بنوع خاص من الحفريات التى سادت فيه فعلى سبيل المثال فإن الأسماك سادت فى العصر الديفونى Devonian 408 ـ 360 مليون سنة كما سادت البرمائيات فى العصر البرمى Permian 286 ـ 245 مليون سنة أما الديناصورات فقد سادت حقب الحياة المتوسطة وعلى الأخص فى العصر الجوراسى Jurrasic 208 ـ 144 مليون سنة وعندما نأتى إلى حقب الحياة الحديثة أى منذ 66 مليون سنة نجد أن ما ساد فيها من حيوان ونبات هو قريب الشبه بما هو سائد الآن

2-3. تركيب الكرة الأرضية

استطاع العلماء أن يصوروا لنا تركيب الكرة الأرضية وأن يقسموها إلى نطاقات من سطحها إلى مركزها على النحو التالى : ـ

1 ـ القشرة الأرضية Crust
2 ـ وشاح القشرة Mantle
3ـ اللب Core
وفيما يلى وصف موجز لكل من هذه النطاقات :

أولاً : ـ قشرة الأرض Crust :

نحن نعيش على سطح القشرة الأرضية ولكننا لا نرى إلا الجزء الضيئل منها . إذ أنها مغطاة فى كثير من أجزائها برواسب سميكة يترواح سمك هذه القشرة بين 30-60 كم تحت الكتل القارية تقريباً . وتكون الصخور الرسوبية ( الحجر الجيرى ، الطين ، الطفل ، الحجر الرملى ) جزءاً رقيقاً من سطح القشرة الأرضية فى حين أن الجزء الأعظم منها يتكون من صخور نارية Igneous Rocks مثل الجرانيت والبازلت . وتتكون القشرة الأرضية من نطاقين أو طبقتين هما : ـ

أ – الطبقة الخارجية أو طبقة السيال Sial :

حيث أن عنصر السيليكون Si من مكونات صخور هذه الطبقة ثم يليه فى النسبة عنصر الألومينيوم Al . لذا فقد أطلق على هذه الطبقة اسم "سيال" وهى كلمة مكونة من الحرفين الأولين لكل من كلمتى السيليكون والألومنيوم . وتتميز صخور هذه الطبقة بلونها الفاتح وخفة أوزانها النوعيه ، إذ يبلغ متوسط وزنها النوعى 2.7 تقريبا وكثيرا ما تعرف هذه الطبقة بطبقة الجرانيت لأن صخور الجرانيت والصخور المماثلة لها هى الصخور الأساسية المكونة لهذه الطبقة وتوجد طبقة السيال فى الأجزاء القارية من القشرة الأرضية ( أى تحت القارات فقط ) ولا توجد فى قاع المحيطات .

ب- الطبقة الداخلية أو السيما Sima :

وأهم العناصر المكونة لصخور هذه الطبقة عنصر السيليكون ويليه فى النسبة عنصر الماغنسيوم . لذا فقد أطلق على هذه الطبقة "السيما" ، وهو اسم مكون من الحرف الأول والثانى لكل من كلمتى السيليكون الماغنسيوم . وتعرف هذه الطبقة باسم طبقة البازلت ، لأن صخور البازلت والصخور المماثلة له هى الصخور الأساسية لهذه الطبقة . ومعظم صخور هذه الطبقة داكنة اللون ثقيلة الوزن النوعى نسبياً ، (إذ يبلغ وزنها النوعى حوالى 3.6 ) وتوجد هذه الطبقة تحت السيال فى القارات فى حين أنها فى قاع المحيطات لا يغطيها إلا طبقة رقيقة من الصخور الرسوبية . من هذا نلاحظ ان القشرة الأرضية سميكة فى القارات إذ يترواح سمكها بين ( 30 –60 كم ) تتكون من طبقتى السيال و السيما معا ، فى حين أنها قليلة السمك تحت المياه فى المحيطات إذ يصل سمكها إلى 5 كم تقريبا و تتكون من طبقة السيما فقط .

ثانيا : وشاح الأرض Mantle :

تمثل هذه المنطقة حوالى 85 % من الحجم الكلى للكرة الأرضية و سمكها حوالى 2900 كم . وتفصل هذه المنطقة عن القشرة الأرضية التى تعلوها بحد الفاصل أطلق عليه اسم " فاصل موهو" نسبة الى العالم اليوغسلافى موهو روفيشيك Mohorovicic الذى اكتشفه حيث لاحظ هذا العالم أن سرعة الموجات الزلزالية تتغير فجأة عند دخولها منطقة وشاح الأرض الأكثر كثافة من القشرة الأرضية . والمعروف أن هذه المنطقة مكونة من صخور أكثر قتامة فى اللون وأكبر كثافة من صخور القشرة الأرضية التى تعلوها . ويتراوح وزنها النوعى بين 5-8 وتعتبر منطقة الوشاح المنطقة التى تحدث فيها كل القوى المسببة للاضطرابات والحركات الأرضية على مختلف أنواعها مثل البراكين والحركات الأرضية السريعة منها والبطيئة وما ينتج عنها من تغيرات فى شكل الكرة الأرضية ومظاهر السطح فيها كبناء الجبال والقارات وهبوط قيعان المحيطات وتكوين الأخاديد العظيمة .

ثالثا : نواة الأرض Core :




يشكل لب الأرض الكتلة المركزية للكرة الأرضية ويبدأ من عمق 2900 كم إلى مركز الأرض ويحيطه من الخارج وشاح الأرض . وقد تمكن العلماء من تمييز منطقتين واضحتين فى لب الأرض هما : اللب الخارجىOuter Core واللب الداخلىInner Core ( أو المركزى Central Core) واللب الخارجى منطقة سمكها حوالى 2270 كم ، تمتد ما بين منطقة وشاح الأرض واللب المركزى .

ويعتقد أن اللب الخارجى غنى جدا بالعناصر الفلزية الثقيلة مثل الحديد والنيكل كما يعتقد أن صخور هذه المنطقة توجد فى حالة مصهورة ، بسبب الحرارة العالية . أما اللب المركزى أو قلب الأرض فيعتقد أنه يتكون من كرة مركزية قطرها 1216 كم تتكون من عناصر فلزية ثقيلة ، أهمها الحديد والنيكل كما يعتقد أن صخور اللب الداخلى توجد فى الحالة الصلبة على الرغم من الحرارة العالية لمركز الأرض ، والتى تقدر بحوالى 6000 درجة سيليزية وذلك نتيجة للضغط الهائل الواقع عليها من ثقل ما يعلوها من صخور ويبلغ متوسط كثافة مكونات اللب الداخلى بين 14.5-18 جم/ سم3 .

إعداد : د مصطفى يعقوب