الأرض (أغلفة-)

ارض (اغلفه)

Earth Spheres - Sphères de la Terre

الأرض (أغلفة )

 فلاح أبو نقطة

شكل الكرة الأرضية

أغلفة الكرة الأرضية

الأغلفة الصلبة للأرض

شكل الكرة الأرضية

إن شكل الكرة الأرضية ليس كرويا ًهندسياً منتظماً وإنما هو كروي مفلطح عند القطبين، ويدعى المجسم الأرضي geoid، إذ يزيد طول القطر الاستوائي على القطر القطبي بنحو 42 كم، يبلغ الأول 12756  كم والثاني 12714 كم.

دلّت الدراسات الحديثة على أن شكل الأرض ليس شبه كروي هندسياً spheroid، وهذا يرجع إلى وجود انهدامات وأغوار سحيقة في المحيطات وجبال شاهقة على اليابسة. يبلغ محيط الأرض الاستوائي 40077 كم، ومحيطها عبر القطبين 40088 كم، ويبلغ متوسط كثافتها 5.517، وكتلتها 5.975×2110 طن وحجمها 1083×910 كم3. مساحة الأرض 510.1 مليون كم2؛ تؤلف اليابسة منها نحو 29.2 % وتشغل المياه 70.8 % أو نحو 316 مليون كم2.

أغلفة الكرة الأرضية

تفترض النظرية الحديثة في تكوين الأرض أن هذا الكوكب - مثل الكواكب الأخرى والكويكبات - ناتج من تجمع مادة الغبار السديمي الأولي، لكن الأرض تختلف عن الكويكبات بأنها جرم سماوي كبير جداً، ولذلك فإنها قد تعرضت في أثناء تكوينها لعمليات أدت إلى فصل محتويات المادة الأساسية المكونة لها إلى عدة طبقات متباينة في تراكيبها الكيميائية وخصائصها الفيزيائية.

وقد أصبح معروفاً أن الأرض مكونة من عدة أغلفة، بعضها غازي (الغلاف الجوي) أو سائل (الغلاف المائي) وبعضها صلب (الأغلفة الصلبة للأرض).

 -1 الغلاف الجوي:

يشكل هذا الغلاف الغازي النطاق الخارجي للكرة الأرضية، ويبين الجدول (1) محتويات هذا الغلاف من الغازات مقدرة بنسبة مئوية من الحجم.

ويُعتقد أن هذا الغلاف تكوَّن نتيجة انطلاق محتويات الشهب الغازية إضافة إلى جذب بعض الغازات الثقيلة نحو الأرض بفعل الجاذبية، علماً أن التركيب الأساسي للغلاف الجوي الأولي للأرض كان مختلفاً عن تركيبه الحالي المبين في الجدول (1).

يمكن أن تتحول المواد العضوية الموجودة في الكوندريت  chondrites العضوية بفعل الحرارة وفي وسط إرجاعي خالٍ من الأكسجين إلى غازات الميتان والنشادر وربما الآزوت. أما المحتويات غير العضوية لهذا الكوندريت فيمكنها أن تساهم في إطلاق بخار الماء وثنائي أكسيد الكربون نتيجة تفاعلات معقدة. والكوندريت هو أحد أنواع النيازك وأكثرها انتشاراً، يتكون من حبيبات صغيرة كروية متفاوتة الحجوم، ويُظَّن أن هذا النوع يمثل ما تبقى من المادة الغبارية الأصلية التي كانت موجودة في السديم الأولي الذي تكونت منه المجموعة الشمسية.

إن معظم تلك الغازات المذكورة موجودة في الغلاف الجوي للكواكب الخارجية للمجموعة الشمسية التي تتميز بكتل هائلة وبجاذبيات قوية. أما الكواكب الداخلية فهي صغيرة، وقوى جاذبيتها ضعيفة، فهي لا تستطيع أن تحافظ على الغازات الخفيفة مثل الميتان والنشادر، وتمثل الأرض شذوذاً لهذه القاعدة، فغلافها الجوي يحتوي على القليل من ثنائي أكسيد الكربون ونسبة عاليةٍ من الآزوت والأكسجين. ويظن العلماء أن الأكسجين المكوِّن لنسبة كبيرة من غلاف الأرض الجوي الحالي ناتج من تأثير النباتات وذلك بفعل التمثيل الضوئي الذي يحول ثنائي أكسيد الكربون إلى أكسجين، إذ كان الغلاف الجوي الأولي للأرض قبل ظهور الحياة عليها شبيهاً جداً بأغلفة الكواكب الداخلية الأخرى مثل المريخ والزهرة. ويظن العلماء أن معظم الأرغون الموجود في الغلاف الجوي هذا ناتج من التفتت الذري للبوتاسيوم المشع المنتشر في كثير من المعادن المكونة للقشرة الأرضية.

يمكن تقسيم الغلاف الجوي للأرض إلى عدة نطاقات من الأسفل إلى الأعلى كما يلي:

- التروبوسفير Troposphere: يرتفع هذا النطاق إلى نحو عشرة كيلومترات. وهو الجزء الأسفل للغلاف الجوي، وفيه تهب الرياح وينحصر فيه وجود السحب فقط ويتساقط الهطل.

- الاستراتوسفير Stratosphere: ويمتد هذا النطاق فوق السابق ليصل إلى خمسين كيلومتراً، وهو لا يحوي سحباً، ولكن يظن العلماء أن العواصف والزوابع تنشأ فيه، وأنه في هذه الحالات يؤثر في النطاق السابق. تتناقص درجة الحرارة عند الارتفاع في الاستراتوسفير حتى تصل إلى -55س ْ، وبعد ذلك تتزايد الحرارة فيه حتى تصل إلى نحو عشر درجات على ارتفاع خمسين كيلو متراً.

- الميزوسفير Mesosphere: يقع على ارتفاع من 50 إلى 80 كم فوق سطح الأرض، تتناقص فيه الحرارة من 10  س ْ في أسفله لتصل – 60  س ْ في أعلاه. ويبلغ الضغط الجوي فيه 0.0001 جو أي أقل بعشرة آلاف مرة من ضغط الغلاف الجوي فوق سطح البحر.

- الترموسفير Thermosphere: أو الغلاف الحراري، يقع على ارتفاعات ما بين 80 إلى 600 كيلو متر، إذ ترتفع درجات الحرارة حتى تصل إلى نحو 1000 درجة مئوية. وهنا يحدث تغير جذري في صفات الغلاف الجوي، فتزداد نسبة الإيونات (أي جزيئات الغازات المشحونة كهربائياً)، ولذلك يسمى النرموسفير أحياناً بالإيونوسفير Ionosphere. يوجد في هذا النطاق عدة طبقات من الغازات المتأينة تستطيع أن تعكس موجات الراديو.

- الإكزوسفير Exosphere: أو النطاق الخارجي للغلاف الجوي، يتضاءل فيه الغلاف الجوي للأرض تدريجياً حتى يصل إلى الفضاء الخارجي الخالي من كميات ملحوظة من الغازات، ويستمر الإكزوسفير إلى ارتفاعات بعيدة جداً.

والجدير بالذكر أن هناك غلافاً غنياً بغاز الأوزون يمتد بين الأجزاء العلوية للاستراتوسفير والأجزاء السفلى للميزوسفير. والأوزون نوع من الأكسجين يتألف الجزيء الواحد منه من ثلاث ذرات من الأكسجين، يتكون نتيجة لتأثير الموجات فوق البنفسجية ultra violet waves  في الأكسجين، وتصل هذه الموجات إلى الأرض مع باقي الأشعة القادمة من الشمس. ولطبقة الأوزون في الغلاف الجوي أثر مهم جداً في الحفاظ على الحياة على سطح الأرض، ولاسيما على اليابسة، إذ تحجب هذه الطبقة الموجات فوق البنفسجية القصيرة تماماً، وهذه الموجات قاتلة لمعظم الكائنات الحية، ولولا وجود طبقة الأوزون في الغلاف الجوي لما أمكن للحياة أن تنتشر خارج البحار، فمياه البحار تستطيع أيضاً أن تحجب هذه الأشعة القاتلة.

-2 الغلاف المائي  Hydrosphere:

يضم مياه المحيطات والبحار والبحيرات والأنهار والمياه الجوفية وكذلك الجليديات القارية.

تتوضع المياه في منخفضات القشرة الأرضية عادة مشكلة الغلاف أو الكرة المائية، وهي تغطي نحو 70.8 % من سطح الكرة الأرضية أي نحو 361 مليون كم2، كما تؤلف قرابة 6.9 % من وزن القشرة الأرضية.

تحتوي المحيطات والبحار على القسم الأعظم من المياه، ولا تؤلف مياه القارات إلا 0.3 % من الغلاف المائي. يبلغ حجم المياه في هذا الغلاف نحو 1.4 مليار كم3 ، إذا وزع هذا الحجم على سطح الكرة الأرضية بانتظام لشكل طبقة مائية سمكها نحو 2.0 كم. أقصى عمق للمياه 11034م هو في المحيط الهادي، قرب الفيليبين، ويؤدي الغلاف المائي دوراً مهماً جداً في تجوية الصخور وتكوين الترب وديمومة الحياة على الأرض.

تحتوي مياه المحيطات على 3 % من الغازات الذائبة، منها الآزوت والأكسجين إلى جانب غازات أخرى بتراكيز قليلة. كما تحتوي على نسبة من الأملاح الذائبة تكوّن نحو 3.5 % من وزن هذا الماء في البحار والمحيطات المعتدلة الملوحة، يمكن أن تزداد هذه النسبة أو تقل من موقع لآخر، ويحتوي الراسب الصلب عند تبخر ماء البحر على نسب ثابتة من الأملاح الأساسية حسب الجدول (2):

يعتقد العلماء أن مصدر الأملاح الذائبة في ماء البحار هو صخور القشرة الأرضية، وأن عمليات التجوية تؤدي إلى إذابة بعض محتويات هذه الصخور التي تحملها مياه الأنهار إلى المحيطات. ويشارك في هذه الملوحة النشاط البركاني الذي يتم على سطح القارات وفي قاع المحيطات الذي تصحبه في العادة انطلاقات من الغازات والمحاليل المائية الحارة المحملة بالأملاح الذائبة.

 وقد تبين أن التركيب الكيميائي للأملاح الذائبة في مياه الأنهار يختلف من مكان إلى آخر، ومن نهر إلى آخر، وأنه يختلف دائماً عن التركيب الكيميائي للأملاح الذائبة في البحار.

-3 الغلاف الحيوي  Biosphere:

 الغلاف الحيوي هو المنطقة التي توجد فيها الحياة على الكرة الأرضية، ويشغل الغلاف الحيوي أجزاء من الأغلفة الترابية والصخرية والمائية والجوية. ويمكن أن يصل ارتفاع الحدود العليا للغلاف الحيوي إلى 5 كم في الجو أو أكثر من ذلك حيث توجد بعض أبواغ الأحياء الدقيقة.

يعيش كثير من الأحياء المائية في الغلاف المائي على أعماق سحيقة مؤدياً إلى تكوين طبقات ضخمة من الصخور الرسوبية. كما يمكن أن توجد الأحياء في القشرة الأرضية على أعماق تصل إلى 3-4 كم على الرغم من أن الميكروبات الهوائية لا تتعمق أكثر من 500 م داخل هذه القشرة.

تؤلف الكتلة الحية نحو 0.001 % من وزن القشرة الأرضية. ويدخل في تركيب الأحياء أكثر من 60 عنصراً كيميائياً، كما تتصف بعض أنواع الأحياء بمقدرتها على تجميع بعض العناصر مثل الكربون والفسفور والآزوت والكلسيوم والكبريت وغيرها.

الأغلفة الصلبة للأرض

الشكل (1)

يدل التركيب الغلافي للكرة الأرضية على أن الأرض تعرضت حين تكوينها لانفصال المواد المكونة لها إلى أغلفة تبعاً لكثافتها، إذ توضعت المواد الثقيلة في اللب أو النواة في حين طفت المواد قليلة الكثافة على السطح، لذلك فإن كل المشاهدات تؤكد أن الأرض تتكون من عدة أغلفة رئيسة هي الغلاف الصخري والوشاح واللب الخارجي الذي يحيط باللب الداخلي (الشكل 1).

تختلف هذه التسميات من مرجع لآخر في اللغات الحية كالإنكليزية أو الفرنسية وبالتالي ستتباين أيضاً باللغة العربية فبحسب فرضية سويس Suisse مثلاً فإن الكرة الأرضية تتكون من غلاف صخري، وغلاف ناري pyrosphere وكرة ثقيلة barysphere ، أو من غلاف صخري وغلاف متوسط ونواة.

-1 الغلاف الصخري  Lithosphere: هو الطبقة العلوية المصمتة أو الجامدة من الأرض التي تتوضع تحت القارات والمحيطات، وتحتل القشرة الأرضية الجزء العلوي منها، وتعد القشرة الأرضية والغلاف الصخري مترادفين في بعض المراجع.

 القشرة الأرضية  Earth crust: هي الغلاف الصلب العلوي للأرض، وهو أكثر عمقاً تحت الجبال العالية والقارات، يصل إلى نحو 60 كيلومتراً في المناطق الجبلية ونحو 20 كيلومتراً في المناطق القارية المنبسطة، أما في أعماق البحار والمحيطات فلا يتعدى عمق هذه الطبقة بضعة كيلومترات.

توجد تحت القشرة الأرضية بقليل منطقة تحيط بالكرة الأرضية على أعماق مختلفة ويقع حدها الأعلى على عمق نحو مئة كيلو متر وحدها الأدنى على عمق نحو 350 كيلو متراً. وتنخفض سرعة الموجات الزلزالية عبر هذه المنطقة، وبذلك يستدل على أن المادة الصخرية في هذه المنطقة تكون بحالة سائلة، وتسمى هذه المنطقة الأستينوسفير  Asthenosphere أو غلاف الانسياب، ويعد العلماء أن الحدود العلوية للأستينوسفير تمثل الحدود السفلى للِّيتوسفير  Lithosphere، وأن القشرة تمثل الجزء العلوي للِّيتوسفير، وفي أعلى القشرة تتوضع الرسوبيات غير المتصخرة، وفوقها تتكون الترب. وتبين دراسة جاذبية الأرض في مناطق مختلفة أن القشرة القارية أقل كثافة من القشرة المحيطية (2.7 مقابل 3). تتكون القشرة القارية عموماً من صخور نارية حمضية (غرانيتية) قليلة الكثافة، ويكثر في هذه الصخور الألمنيوم والسليسيوم، ولذلك تسمى القشرة القارية أحياناً سيال  sial، إشارةً إلى السليسيوم والألمنيوم. أما القشرة المحيطية فتتكون عموماً من صخور نارية قاعدية (بازلتية وغابروية)  ثقيلة الوزن، ولذلك تسمى أحياناً سيما sima إشارةً إلى السليسيوم والمغنزيوم، إذ إن المغنزيوم هو من المكونات الأساسية للصخور القاعدية. ويبين الشكل (2) مقطعاً في جزء من سطح الأرض يمر عبر مناطق تحتوي على قشرة قارية وأخرى محيطية. كما يبين أيضاً الجزء العلوي للوشاح ونطاق موهو  Moho الذي يعني الحد بين القشرة الأرضية والوشاح.

يضم الغلاف الصخري- عدا الصخور النارية التي تؤلف أكبر نسبة فيه- نحو 5 % من الصخور الرسوبية والاستحالية. ويحتوي الغلاف الصخري على المحتويات الصلبة الخفيفة  للكرة الأرضية والتي تتألف بصورة رئيسة من السليسيوم والألمنيوم والمغنيزيوم.

الشكل (2)

يبين الجدول (3) متوسط التركيب الكيميائي للقشرة الأرضية لعمق 16 كم كنسبة مئوية وزنية.

أما بقية العناصر فلا تؤلف سوى 0.5 % من وزن القشرة الأرضية. ويلاحظ من الجدول السابق أن الأكسجين هو العنصر السائد يليه السليسيوم ثم الألمنيوم والحديد وبعدها تأتي القواعد الأرضية، وهي تكوّن أكثر من 98 % من وزن القشرة وتدخل بصورة رئيسة في تركيب السيليكات.

-2  الوشاح  : Mantleيمتد الوشاح (الدثار أو البطانة) من عمق 100 كم إلى 2883 كم، وهو مكون من مادة صخرية صلبة تشبه في تركيبها صخور البريدوتيت (كثافة 3.2). وقد أمكن معرفة مادة الوشاح من خلال دراسة بعض الصخور التي تصل إلى السطح نتيجةَ حركات أرضية عنيفة في قلب بعض الجبال. وقد لاحظ العلماء أن تركيب هذه الصخور شبيه بتركيب بعض النيازك الحجرية التي لا تحوي حبيبات كروية. ويقسم بعضهم الوشاح إلى ثلاث طبقات: علوية وانتقالية وسفلية.

الشكل (3)

 3-  اللب :Core يمتد لب الأرض أو النواة من عمق 2883 كم إلى مركز الكرة الأرضية، ويؤلف نحو 16 %من حجم الأرض و32 % من كتلتها، وتدل الاختلافات في سرعة الموجات الزلزالية التي تمر من خلاله على أن الجزء الخارجي للب سائل، أما الجزء الداخلي فصلب، يبلغ نصف قطره نحو  1220كم. ويقع الحد الفاصل بين اللب الخارجي والداخلي على عمق5140  كم، ويعتقد الكثير من العلماء أن اللب يتكون من نيكل وحديد، وهذا يشبه تركيب النيازك الحديدية، ومما يدعم هذا الظن أن كثافة الكرة الأرضية، كما يحسبها الفيزيائيون هي 5.5، أما كثافة الأغلفة الصلبة العلوية لهذه الكرة فتتغير بين 2.7 و 3.2، ولكي تصل كثافة الأرض إلى 5.5 يجب أن تكون كثافة اللب 12، وهي كثافة مادة النيازك الحديدية كما يقدرها الفيزيائيون تحت ظروف الضغط العالي السائدة في قلب الأرض.

التصنيف : البيئة

النوع : البيئة

المجلد: المجلد الأول

رقم الصفحة ضمن المجلد : 574

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية