درجة حرارة الغلاف الصخري للأرض

تعلم نظرية الصفائح التكتونية أن الأرض مقسمة إلى طبقات تسمى القشرة والوشاح واللب ، مع القارات وأحواض المحيطات المصنوعة من أنواع مختلفة من القشرة. يتكون السطح من صفائح عملاقة تتحرك ببطء شديد. ومع ذلك ، فإن هذه الحركة لا تتوقف عند قاع القشرة. بدلاً من ذلك ، يتوقف عند منطقة داخل الوشاح. تسمى الصخور الموجودة فوق هذه المنطقة ، بما في ذلك القشرة والجزء العلوي من الوشاح ، بالغلاف الصخري.

تتكون الأرض من أربع طبقات رئيسية. توجد على السطح طبقة رقيقة وباردة من الصخور المتنوعة للغاية التي تتكون منها القشرة ، ويبلغ متوسط ​​سمكها حوالي 30 كيلومترًا (18.6 ميلاً). يشكل الوشاح طبقة من معادن السيليكات بسمك حوالي 2900 كيلومتر (1800 ميل) تحت القشرة. في المركز يوجد اللب ، وهو في الواقع طبقتان: لب خارجي من المعدن المنصهر حوالي 2250 يبلغ سمكها 1400 ميل (1400 ميل) ولها قلب معدني صلب نصف قطره حوالي 1220 كيلومترًا (800 اميال). يتكون كل من اللب الصلب والسائل في الغالب من الحديد بالإضافة إلى النيكل والكبريت وكميات صغيرة من العناصر الأخرى.

يمثل الوشاح حوالي 84 في المائة من حجم الأرض ، وتشكل القشرة 1 في المائة أخرى. يحتل اللب نسبة 15 بالمائة المتبقية.

يقسم علماء الأرض الوشاح إلى الوشاح العلوي والسفلي ، مما يضع الحدود على عمق حوالي 670 كيلومترًا (416 ميلًا). إنهم يقسمون عشرات الكيلومترات العلوية من الوشاح إلى جزأين بناءً على كيفية تصرف الصخور عند الضغط عليها ، أي عندما يتم دفعها أو سحبها. تميل الطبقة العليا من الوشاح إلى الانكسار عند الضغط عليها ، بينما تكون الطبقة الموجودة تحتها ناعمة بدرجة كافية للانحناء. الكسر يسمى التشوه "الهش": قلم الرصاص هو تشوه هش. تتفاعل الطبقة السفلية مع الإجهاد بتشوه "مطيل" أو "بلاستيكي" ، مثل أنبوب من معجون الأسنان أو كتلة من طين النمذجة.

يطلق العلماء على جزء من الوشاح العلوي الذي يظهر تشوهًا بلاستيكيًا الغلاف الموري ويسمي مزيجًا من القشرة والعباءة السطحية الأكثر هشاشة الغلاف الصخري. تتراوح الحدود بين الطبقتين من بضعة كيلومترات تحت السطح في مراكز الانتشار المحيطية إلى حوالي 70 كيلومترًا (44 ميلًا) تحت مراكز القارات.

يقدر العلماء أن سبيكة النيكل والحديد الصلبة الموجودة في مركز الأرض تتراوح درجة حرارتها بين 5000 إلى 7000 درجة مئوية (حوالي 9000 إلى 13000 درجة فهرنهايت). اللب الخارجي السائل أكثر برودة ؛ لكن الجزء السفلي من الوشاح لا يزال يخضع لدرجات حرارة تتراوح من 4000 إلى 5000 درجة مئوية (7200 إلى 9000 درجة فهرنهايت). درجة الحرارة هذه أكثر من كافية لإذابة صخور الوشاح ، لكن الضغوط العالية جدًا تمنعهم من التحول إلى سائل. بدلاً من ذلك ، ترتفع صخور الوشاح الأكثر سخونة ببطء شديد نحو السطح. في نفس الوقت ، تنخفض أروع الصخور في الوشاح العلوي نحو القلب. هذه الحركة المستمرة تخلق تيارات بطيئة للغاية تدور داخل الوشاح.

تظل الصخور في الغلاف الصخري صلبة ، تطفو فوق الصخور الطرية أو الذائبة جزئيًا في الغلاف الموري. تقع قيعان الصفائح التكتونية على الحدود بين الغلاف الموري والغلاف الصخري ، وليس في قاع القشرة ، والطبيعة البلاستيكية للغلاف الموري هي التي تسمح للصفائح التكتونية بذلك يتحرك.

ليس للغلاف الصخري درجة حرارة معينة. بدلاً من ذلك ، تختلف درجة الحرارة حسب العمق والموقع. على السطح ، تكون درجة الحرارة مماثلة لمتوسط ​​درجة حرارة الهواء في الموقع. تزداد درجة الحرارة مع العمق وصولاً إلى الجزء العلوي من الغلاف الموري ، حيث تبلغ درجة الحرارة حوالي 1280 درجة مئوية (2336 درجة فهرنهايت).

معدل التغير في درجة الحرارة مع العمق يسمى التدرج الحراري الأرضي. يكون التدرج أعلى - تزداد درجة الحرارة بسرعة أكبر مع العمق - في أحواض المحيط حيث الغلاف الصخري رقيق. فوق القارات ، يكون التدرج منخفضًا لأن القشرة والغلاف الصخري سميكان.