شرح الموضوع
تتوسَّع قيعان المحيطات بصورة مستمرة عند ظَهْر المحيط، ما يؤدي إلى بناء قشرة محيطيّة جديدة فيها.
نتاجات التعلّم:
- أناقش فرضيّة توسُّع قاع المحيط بديلًا عن فرضيّة انجراف القارّات.
- أحدّد الأدلّة الداعمة لفرضيّة توسُّع قاع المحيط.
- أربط توسُّع قاع المحيط بنشوء قشرة محيطيّة جديدة عند ظهور المحيطات، واستهلاك قشرة محيطيّة قديمة عند أطرافها.
- أناقش سبب ثبات حجم الأرض وكتلتها على الرغم من توسُّع قيعان المحيطات.
الفكرة الرئيسة:
هس: قاع المحيط يُبنى ويُستهلك
تتوسّع قيعان المحيطات بصورة مستمرة عند ظَهْر المحيط، ما يؤدي إلى بناء قشرة محيطيّة جديدة فيها.
استكشاف قاع المحيط
كيف رسم العلماء قاع المحيط؟
في الخمسيّنيّات من القرن الماضي أرسلت العديد من الدّول بعثاتٍ استكشافيّةً لدراسة تضاريس قيعان المحيطات
- تقنية السَّبر الصّوتي: بأجهزة السونار (Sonar) قيس عُمق المحيط، ثم رُسمت خريطة لتضاريس قاع المحيط.
- الوادي المتصدّع (Rift Valley): وادٍ عميق ضيق يوجد في وسط ظَهْر المحيط.
- أخدود ماريانا في المحيط الهادي أعمق الأخاديد البحرية في العالم، وعمقه أكثر من (11 km).
- وقد قاد اكتشاف ظَهْر المحيط والأخاديد البحريّة العلماء إلى التفكير في كيفيّة تشكّلهما وما القُوى التي أدّت إلى ذلك
الربط بالتكنولوجيا
فرضية توسع قاع المحيط
- هاري هس (Harry Hess): وضع الفرضية في بداية الستينيات من القرن الماضي، بناءً على بيانات تضاريس قيعان المحيطات ومكوناتها.
- عند ظَهْر المحيط:
- تندفع الماغما الأقل كثافة من منطقة الستار إلى الأعلى عبر وسط ظهر المحيط
- وعند وصولها إلى السطح عبر القشرة المحيطية تتصلب مكونة قشرة محيطية جديدة على طول ظهر المحيط
- ثم تتحرك هذه القشرة بعيدًا عن منطقة ظهر المحيط، ما يؤدي إلى اندفاع ماغما جديدة في منطقة وسط ظهر المحيط وتصلبها
- وباستمرار هذه العملية يحدث توسع لقاع المحيط بشكل دائم ومتماثل على جانبي ظهر المحيط
- عند الأخدود البحري:
- تنزلق الحافة البعيدة من القشرة المحيطية عن منطقة ظهر المحيط أسفل القشرة القارية مشكلةً أخدودًا بحريًا
- ويؤدي انزلاق القشرة المحيطية إلى ارتفاع درجة حرارتها وانصهارها داخل الستار، وإنتاج ماغما تندفع نحو الأعلى وتتصلب، وتصبح جزءًا من القشرة القارية
ماذا غيّرت هذه الفرضية؟
- وترجع أهمية هذه الفرضية إلى أنها فسرت طريقة حركة القارات التي لم تتمكن فرضية انجراف القارات من تفسيرها
- فبدلًا 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
هل قُبلت الفرضية فورًا؟
- واجهت فرضية توسع قاع المحيط اعتراضات عديدة من العلماء، وخاصة أن هس لم يستطع توضيح سبب توسع قاع المحيط
- ومع ذلك حظيت باهتمام علماء آخرين؛ لأنها توضح طريقة تشكّل القشرة الأرضية واستهلاكها، وكيفية توسع قيعان المحيطات.
- الأدلة المرتبطة بها: أعمار صخور قاع المحيط، والأشرطة المغناطيسية، وتركيب صخور قاع المحيط.
أي صخور القاع أقدم؟
- يُعدّ عُمر صخور قاع المحيط من أفضل الأدلة التي دعمت فرضية توسع قاع المحيط
- سفينة غلومار شالنجر (Glomar Challenger): جمعت منذ عام 1968م عيّنات صخرية من وسط ظهر المحيط ومن جانبيه.
- ما وجده العلماء:
- العينات الصخرية التي أُخذت من المناطق البعيدة عن ظهر المحيط هي الأقدم عُمرًا
- العينات الصخرية التي أُخذت من وسط ظهر المحيط كانت الأحدث عمرًا
- عُمر الصخور يزداد كلما ابتعدنا عن منطقة وسط ظَهْر المحيط باتجاه حواف القارات أو مناطق الأخاديد البحرية وتتماثل أعمارها على جانبي ظَهْر المحيط
- الحدّ الأقصى للعمر: لا يزيد أقدم عُمر لصخور قشرة محيطية على تقريبًا، في حين يزيد أقدم عُمر لصخور قشرة قارية على .
أستنتج العلاقة بين الصخور المتناظرة على جانبي ظَهْر المحيط التي تقع بالقرب من القارات.
لماذا لا يزيد عُمر صخور قاع المحيط على في حين يزيد عُمر صخور القشرة القارية على ؟
الأشرطة المغناطيسية
كيف سجّلت الصخور المجال المغناطيسي؟
- يتكون لبّ الأرض من عنصري الحديد والنيكل
- وينقسم إلى جزأين: لُبّ خارجي يوجد في الحالة السائلة، ولُبّ داخلي يوجد في الحالة الصلبة
- وينشأ عن حركة صهير الحديد والنيكل في اللبّ الخارجي تيار كهربائي ينشأ عنه المجال المغناطيسي الأرضي
- اكتشف العلماء أن المجال المغناطيسي الأرضي قد عكس اتجاهه في مُدد زمنية مختلفة عبر التاريخ الجيولوجي
- بسبب تغيّر اتجاه حركة صهير الحديد والنيكل في اللبّ الخارجي
- أظهرت الدراسات التي قام بها العلماء باستخدام أجهزة قياس الشدّة المغناطيسية Magnetometers لصخور قاع المحيط أن هناك نمطًا معيّنًا يظهر في تعاقُب الصخور على جانبي ظَهْر المحيط
- أشرطة مغناطيسية ذات شدّة مغناطيسية عالية، وأشرطة مغناطيسية ذات شدّة مغناطيسية منخفضة بصورة متعاقبة وموازية لظَهْر المحيط
- كل شريطين متناظرين على جانبي ظَهْر المحيط لهما الشدّة المغناطيسية نفسها، والعمر والعرض أنفسهما
- وقد فسّر العلماء ذلك بأن صخور القشرة المحيطية المكوّنة لهذه الأشرطة عندما تتكوّن في وسط ظَهْر المحيط تتمغنط معادنها المغناطيسية بحسب المجال المغناطيسي السائد في ذلك الوقت
| الأشرطة ذات الشدّة المغناطيسية العالية | الأشرطة ذات الشدّة المغناطيسية المنخفضة |
|---|---|
| المجال المغناطيسي السائد ذا قطبية عادية | المجال المغناطيسي السائد ذا قطبية مقلوبة |
- وتُعدّ المغناطيسية القديمة للصخور المكوّنة لقاع المحيط والانقلاب المغناطيسي والشدّة المغناطيسية من الأدلة على صحّة فرضيّة توسّع قاع المحيط
أقارن بين الصخور التي عُمرها (m.y 1.6) على جانبي ظَهْر المحيط من حيث: العرض، والشدّة المغناطيسية، ونوع القطبية المغناطيسية.
العمر (m.y)
أجرّب: كيف تتشكّل الانقلابات المغناطيسية؟
ولتعرّف طريقة تشكّل الانقلابات المغناطيسيّة في أثناء توسّع قاع المحيط، أنفّذ التجربة الآتية:
التجربة 2: الانقلابات المغناطيسية وتوسّع قاع المحيط
أحدد: ماذا يمثل الحدّ الفاصل بين طرفي الطاولتين المتجاورتين؟
أقارن بين شريطين متناظرين على جانبي الشقّ من حيث: قطبية الشريط، وعَرْضه.
أفسّر سبب وجود تعاقُب أشرطة ذات قطبية عادية، وقطبية مقلوبة لصخور قاع المحيط.
أستنتج العلاقة بين الأشرطة المغناطيسية المتناظرة على جانبي ظَهْر المحيط.
مكونات صخور قاع المحيط
ماذا وجدت الغوّاصة ألفين في القاع؟
- الغوّاصة ألفين (Alvin): استخدمها العلماء في عام 1964م لدراسة قيعان المحيطات.
- حصل العلماء على عيّنات صخرية متنوّعة تمثّل قيعان المحيطات فوجدوا أنها جميعها مكوّنة من صخور ناريّة ذات تركيب بازلتي
- تغطّيها طبقات رسوبية يقلّ سُمكها بشكل تدريجي كلّما اتجهنا نحو وسط ظَهْر المحيط حتى تختفي عند مركزه
- مثل هذه الصخور يمكن أن تتكوّن فقط بسبب اندفاع الماغما على امتداد وسط ظَهْر المحيط
- إذ تتصلّب الماغما المندفعة من الشقوق الموجودة في وسط ظَهْر المحيط بسرعة، بسبب ملامستها للماء
- أن الماغما قد اندفعت اندفاعًا متكرّرًا من تلك الشقوق على فترات زمنية متعاقبة؛ ما يدل على تشابه آلية تشكّل صخور قاع المحيط
الربط بالتاريخ
أحدد: أين تتكون الصخور الجديدة في قيعان المحيطات، وأين تُستهلك؟
أقارن بين الصخور المتشكّلة على جانبَي وسط ظَهْر المحيط من حيث العمر.
أفسّر: كيف تتكوّن اللّابة الوسائدية؟
أذكر ثلاثة أدلّة تدعم فرضيّة توسّع قاع المحيط.
مراجعة الدرس
أختبر نفسي في توسّع القاع
الفكرة الرئيسة: أوضّح كيف تتشكّل القشرة المحيطيّة بحسب فرضيّة توسُّع قاع المحيط.
أصف ظَهْر المحيط.
أقارن بين القطبيّة المغناطيسيّة العاديّة، والقطبيّة المغناطيسيّة المقلوبة من حيث الشدّة المغناطيسيّة.
أقارن: إذا حصلتُ على عيّنتين من صخور أحد قيعان المحيطات في الموقعين (A) و (B) كما في الشكل الآتي، فأيُّهما الأحدث عُمرًا ؟ لماذا؟
أناقش صحة ما تشير إليه العبارة الآتية: "تُعَدُّ الأشرطة المغناطيسيّة دليلًا يدعم فرضيّة توسُّع قاع المحيط".
أستنتج: لماذا تتكوّن صُخور قيعان المُحيطات جميعها من النوع نفسه من الصخور وهو البازلت؟
أوضّح كيف نشأ المجال المغناطيسي الأرضي.
