از آنجايي كه بخش عمده‌ي منابع و مخازن طبيعي مورد استفاده‌ي انسان مانند نفت، گاز، زغال سنگ، آب‌هاي زيرزميني و ساير معادن فلزي و غيرفلزي در لايه‌هاي دروني زمين واقع شده‌اند، ضروري است كه ساختمان دروني زمين مورد مطالعه قرار گيرد.
دانشمندان، ساختمان دروني زمين را به كمك امواج لرزه‌اي مورد مطالعه قرار مي‌دهند. آنها با استفاده از ويژگي‌هاي شيميايي و فيزيكي مواد سازنده‌ي زمين، لايه‌هاي مختلف را نامگذاري مي‌كنند.
براساس خواص شيميايي، لايه‌هاي زمين به سه لايه‌ي: پوسته، گوشته و هسته تقسيم‌بندي مي‌شوند.
براساس خواص فيزيكي، لايه‌هاي زمين به پنج لايه‌ي: سنگ كره، خمير كره، گوشته‌ي زيرين، هسته‌ي خارجي و هسته‌ي داخلي تقسيم‌بندي مي‌شوند.
اهداف/ پيامد
در پايان اين درس انتظار مي‌رود دانشآموزان بتوانند:
سطح 1: لايه‌هاي مختلف زمين را از طريق نقاشي، ساخت ماكت و مدل نشان دهند.
سطح2: برخي از ويژگي‌هاي لايه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي زمين را از روي مدل توضيح دهند.
سطح 3: براساس مدل ساخته‌شده، تفاوت‌هاي لايه هاي مختلف و اهميت هر لايه را توضيح دهند.
مواد و وسايل آموزشي
- يك ميز آهني، چوبي و پلاستيكي
- پارافين ژله‌اي
- توپ پينگ‌پنگ
- خاك رُس
- بادكنك
- نخ كاموا
- ماسه ي ريز
دانستني‌ها براي معلم
براساس مطالعات مستقيم (حفاري چاه، نمونه‌برداري از مواد خروجي از دهانه‌ي آتشفشانها و...) و غيرمستقيم (امواج لرزه‌اي و...) زمين‌شناسان، ساختمان دروني زمين را به صورت‌هاي زير معرفي كرده‌اند:
شكل برشي از لايه‌هاي زمين
الف) از ديدگاه شيميايي: در اين ديدگاه، تركيب شيميايي و كاني‌شناسي مواد سازنده‌ي لايه‌هاي دروني زمين مورد بررسي قرار مي‌گيرندكه بر اين اساس به سه لايه: پوسته (Crust)، گوشته (Mantel) و هسته (Core) تقسيم‌بندي مي‌شوند.
پوسته:
نمودار نشان‌دهنده‌ي تغييرات سرعت امواج
به بالاترين لايه‌ي كره‌ي زمين كه به‌صورت قشر نسبتاً نازكي گوشته‌ي زمين را دربر گرفته است، پوسته مي‌گويند. پوستهي زمين به دو بخش قارهاي و اقيانوسي تقسيم مي‌شود.
پوستهي قارهاي، خشكيها را شامل مي‌شود و ضخامت آن حدوداً بين 20 تا 70 كيلومتر متغير است و پوستهي اقيانوسي بستر اقيانوس‌ها را شامل مي‌شود و ضخامت آن حدوداً بين 8 تا 12 كيلومتر متغير مي‌باشد.
تراكم و چگالي پوستهي اقيانوسي بيشتر از پوستهي قارهاي مي‌باشد، به‌طوري كه چگالي پوستهي قارهاي gr/cm3 8/2 و پوستهي اقيانوسي gr/cm3 3 مي‌باشد.
از نظر تركيب سنگ‌شناسي، پوستهي قارهاي بيشتر از سنگ آذرين اسيدي تا حد واسط مانند گرانيت و آندزيت تشكيل شده است.
سن پوستهي اقيانوسي جوانتر از پوستهي قارهاي است؛ به‌طوري كه سن پوستهي اقيانوسي حداكثر 200 ميليون سال است در حالي كه سن پوستهي قارهاي تا حدود 8/3 ميليارد سال مي‌رسد.
گوشته:
اين لايه در زير پوسته قرار گرفته است كه از طريق ناپيوستگي موهو از پوسته جدا مي‌شودو تا عمق حدود 2900 كيلومتري ادامه دارد. چگالي گوشته از پوسته بيشتر است به‌طوري كه مقدار آن در گوشته‌ي بالايي حدود
gr/cm3 3/3 است و در گوشته‌ي زيرين به حدود gr/cm3 5/5 مي‌رسد.
تركيب سنگ‌شناسي گوشته عمدتاً شامل سنگ‌هاي آذرين فوق بازي مانند پريدوتيت، پيروكسنيت و... مي‌باشد.
هسته:
اين لايه، داخلي‌ترين لايه‌ي زمين است كه از طريق ناپيوستگي گوتنبرگ از گوشته جدا مي‌شود و تا مركز زمين (عمق Km6368) ادامه دارد. چگالي آن بيشتر از گوشته است به‌طوري كه مقدار آن از حدود gr/cm3 5/5 شروع و در قسمت‌هاي مركز زمين به حدود gr/cm3 11 مي رسد.
تركيب شيميايي آن بيشتر از عناصر فلزي و سنگين مانند آهن و نيكل تشكيل شده است.
شكل برشي از لايه‌هاي زمين
ب) از ديدگاه فيزيكي: در اين ديدگاه، خواص فيزيكي مانند حالت مواد (جامد، خميري و مايع) و تراكم لايه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي زمين مورد بررسي قرار مي‌گيرد كه بر اين اساس به پنج لايه: سنگ كره (Lithosphere)، خمير كره (Astenosphere)، گوشته‌ي زيرين (Lower Mantel)، هسته‌ي خارجي (Outer Core) و هسته‌ي داخلي (Inner Core) تقسيم‌بندي مي‌شوند
سنگ كره (Lithosphere):
سنگ كره، شامل پوسته به‌علاوه‌ي بخش جامد و فوقاني گوشته مي‌باشد كه حالت فيزيكي آن جامد است و ضخامت آن حدود 100 كيلومتر مي‌باشد. اين لايه بر روي قسمت خميري گوشته (نرم كره) واقع شده است كه در برخي از قسمت‌ها داراي حركت مي‌باشد. در برخي از منابع، اين بخش از زمين، سخت كره نيز ذكر شده است.
خمير كره (Astenosphere):
اين بخش از كره‌ي زمين حالت خميري دارد و از سنگ كره (عمق حدود 100 كيلومتر) شروع مي‌شود و تا عمق حدود 350 كيلومتر ادامه مي‌يابد. منشأ بيشتر زمين‌لرزه‌ها و آتشفشانها مربوط به اين لايه مي‌باشد. در برخي از منابع اين لايه را با نام‌هاي «نرم كره» و «سست كره» ذكر كرده‌اند.
گوشته‌ي زيرين (Lower Mantel):
اين قسمت از زمين كه حالت جامد دارد از زير آستنوسفر (عمق حدود 350 كيلومتر) شروع و تا مرز گوتنبرگ (عمق حدود 2900 كيلومتر) ادامه دارد.
هسته‌ي خارجي (Outer Core):
اين لايه از زمين كه حالت مايع دارد از مرز گوتنبرگ (عمق حدود 2900 كيلومتر) شروع و تا مرز لِمان (عمق حدود 5100 كيلومتر) ادامه دارد. تركيب شيميايي آن عمدتاً از عناصر فلزي مانند آهن و نيكل تشكيل شده است. اين لايه در ايجاد ميدان مغناطيسي زمين مؤثر است.
هسته‌ي داخلي (Inner Core):
اين لايه حالت جامد دارد و از مرز لمان شروع و تا مركز زمين (عمق حدود 6400 كيلومتر) ادامه دارد. تركيب شيميايي اين لايه نيز همانند هسته‌ي خارجي مي‌باشد اما چگالي (وزن مخصوص) آن بيشتر از هسته‌ي خارجي است.
هسته‌ي داخلي با آنكه در قسمت عميق‌تر از هسته‌ي خارجي قرار دارد، حالت فيزيكي آن جامد است. علت اين امر مربوط به فشار زياد در هسته‌ي داخلي مي‌باشد. به عبارت ديگر در اين بخش (هسته‌ي داخلي)، تأثير فشار بيشتر از دما مي‌باشد.
به نظر شما دانشمندان چگونه به اطلاعات فوق دست يافتند؟
زمين‌شناسان براي مطالعه‌ي ساختمان دروني زمين به دو طريق عمل مي‌كنند:
الف) روش مستقيم: در اين روش، به‌طور مستقيم از قسمت‌هاي دروني زمين نمونه‌برداري مي‌كنند؛ مانند:
1- حفاري در پوستهي زمين و برداشت نمونه از عمق‌هاي مختلف جهت مطالعه. البته عميق ترين حفاري انجام‌شده در حدود Km 13 عمق دارد.
2- استفاده از مواد مذاب آتشفشاني كه اين مواد گاهي به همراه خود قطعاتي از بخش‌هاي عميق پوسته را به سطح زمين مي‌آورند و از طريق بررسي آنها به خصوصيات بخش‌هاي دروني زمين (گوشته‌ي فوقاني و پوسته) پي مي‌برند.
ب) روش غيرمستقيم: در اين روش از امواج لرزه‌اي استفاده مي‌شود؛ به‌طوري كه سرعت اين امواج در بخش‌هاي مختلف زمين متفاوت است. يعني در قسمت پرتراكم و چگال، سرعت امواج زياد (بيش از Km/s 10) و در بخش‌هاي كم‌تراكم، سرعت اين امواج، كم (كمتر از Km/s 6) است.
امواج لرزه‌اي، انواع متفاوتي دارند كه دو نوع مهم آن كه در مطالعه‌ي ساختمان دروني زمين كاربرد دارند عبارتند از: امواج اوليه (طولي P) و امواج ثانويه (عرضي S).
امواج P از تمام حالت‌هاي مواد (جامد، مايع و خميري) عبور مي‌كنند اما امواج S فقط از جامدات عبور مي‌كنند؛ به‌طوري كه در هنگام آزادشدن امواج لرزه‌اي، موج P از تمام بخش‌هاي زمين عبور مي‌كند در حالي كه سرعت آن در بخش‌هاي مختلف، متفاوت است؛ به‌عنوان مثال، در پوسته، سرعت كم است و به‌تدريج كه به بخش‌هاي عميق گوشته و در نهايت هسته مي‌رسد، سرعت آن نيز افزايش مي‌يابد.
امواج S كه فقط از جامدات عبور مي‌كنند، در مسير حركت خود از سطح زمين به سمت مركز زمين، ابتدا در پوسته با سرعت معين، حركت نموده، در هنگام رسيدن به بخش خميري (آستنوسفر) سرعت آن كاهش مي‌يابد، پس از عبور از آستنوسفر مجدداً سرعت آنها افزايش مي‌يابد و در نهايت در مرز گوتنبرگ، متوقف مي‌گردد كه علت اين امر، مايع‌بودن هسته‌ي خارجي مي‌باشد.
نکات آموزشي
در صورت امكان، معلم فيلم سفر به اعماق زمين را تهيه كرده و براي دانشآموزان نمايش دهد و ار آنها بخواهد كه در گروه‌هاي خود در مورد آن بحث كنند. در صورت عدم دسترسي به فيلم، درباره‌ي داستان ژول‌ورن، گفت‌وگو كنند. سپس سؤالات زير مطرح شود:
1- آيا به راستي سفر به اعماق زمين امكان‌پذير است؟
2- دانشمندان اطلاعات مربوط به ساختمان دروني زمين را چگونه به‌دست مي‌آورند؟
3- به نظر شما چگونه مي‌توانيم به مطالعه‌ي ساختمان دروني زمين بپردازيم؟
4- ضرورت مطالعه‌ي ساختمان دروني زمين چيست؟
براي پاسخ به سؤالات بالا لازم است كه فعاليت‌هاي زير را انجام دهيم:
فعاليت مربوط به نشان دادن امواج لرزه‌اي (به‌وسيله‌ي تلفن همراه).
معلم گوشي خود را در حالت لرزشي (ويبره) قرار مي‌دهد و از دانشآموزان مي‌خواهد كه از تلفن ديگري به اين گوشي زنگ بزنند و در هنگام لرزش گوشي، از دانشآموزان بخواهيد كه‌آن را مشاهده نمايند. در هنگام مشاهده سعي شود دانشآموزان از تمام خواس خود استفاده نمايند. توجه به تأثير گوشي بر ميز و لمس گوشي ضروري است (توجه كنيد دانشآموزان تلفن همراه به مدرسه نياورند و از گوشي معلمشان استفاده كنند). از آنان خواسته شود كه مشاهدات خود را بيان كنند و موارد ديگري از لرزش اجسام را نام ببرند.
تأكيد بر لرزش و انتقال لرزش به ميز دانشآموزان براي فهم انتقال امواج لرزه در داخل اجسام كه جزء اهداف درسي است مورد توجه قرار گيرد.
در فعاليت مربوط به «آزمايش كنيد» از دانشآموزان خواسته شود چگونگي انتقال لرزش (امواج لرزه‌اي) را در موارد مختلف مقايسه كنند و به اين نتيجه برسند كه سرعت انتقال امواج لرزه در داخل مواد متراكم بيشتر از مواد كم‌تراكم است.
پس از انجام آزمايش، اين سؤال مجدداً مطرح شود كه به نظر شما دانشمندان چگونه ساختمان دروني زمين را مطالعه مي‌كنند. آنان توسط معلم راهنمايي شوند تا اين كه به چگونگي مطالعه‌ي زمين تويط امواج لرزه بپردازند و درباره‌ي لايه‌هاي زمين و تراكم آنها با توجه به دانسته‌هاي قبلي خود بحث كنند. دانشآموزان براي كمك به بحث مي‌توانند از تصاوير داخل كتاب نيز استفاده نمايند.
همان‌طوركه مي‌دانيد پوستهي زمين به دو نوع قارهاي و اقيانوسي تقسيم مي‌شود كه دانشآموزان مي‌توانند اين دو نوع پوسته را از روي شكل با هم مقايسه كنند. پس از آنكه لايه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي زمين ارائه شد، در يك جلسه يا زنگ علوم از دانش‌آاموزان خواسته شود كه مدل ساختمان دروني زمين را بسازند و پس از تهيه‌ي مدل، لايه‌ها را با هم مقايسه كنند. در بررسي مدل، دانشآموزان بايد به تفاوت ضخامت، تراكم (مثل نرم بودن بخشي از گوشته) اشاره كنند.
اهميت لايه‌هاي زمين
نام لايه
اهميت
پوسته
خاك، رشد گياهان، ساختمان‌سازي، آب‌هاي سطحي و زيرزميني، منابع نفت و گاز، معادن فلزي و غيرفلزي
گوشته
منشأ گدازه‌هاي آتشفشاني و منشأ بعضي زمين‌لرزه‌ها در گوشته است.
هسته
تعادل كره‌ي زمين در منظومه
خاصيت مغناطيسي
جدول ارزشيابي ملاکها و سطوح عملکرد
ملاکها
سطح 1
سطح 2
سطح 3
لايه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي زمين
لايه‌هاي مختلف زمين را با نمايش و ساخت مدل نشان دهند.
برخي از ويژگي‌هاي لايه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي زمين را از روي مدل توضيح دهند.
لايه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي زمين را با هم مقايسه كنند.
اهميت و كاربرد لايه‌هاي تشكيل‌دهنده‌ي زمين
مواردي از ارزش و اهميت پوستهي زمين در زندگي جانداران را بيان نمايند.
به منابع و معادن موجود در پوستهي زمين اشاره كنند.
به نقش و تأثير لايه‌هاي دروني زمين در بروز پديده‌هاي طبيعي مانند آتشفشان، مغناطيس زمين، زمين‌لرزه و... اشاره نمايند.
روش و ابزار ارزشيابي
ارزشيابي مستمر: از ارزشيابي مستمر مي‌توان بيشتر به‌صورت كيفي (ارزيابي عملكردي) و استفاده نمود. براي اين منظور، در انجام فعاليت‌هاي درسي مهارت‌هاي مختلف فرايند ياددهي و يادگيري به همراه دانش و نگرش از روش تهيه‌ي سياهه رفتار (چك‌ليست) استفاده شود. به اين ترتيب، معلم مي‌تواند براساس بازخوردي كه دريافت مي‌كند فرايند ياددهي-يادگيري را هدايت نمايد.
ارزشيابي پاياني: اين ارزشيابي معمولاً به‌صورت كمي صورت مي‌گيرد و مي‌توان در اين ارزشيابي علاوه بر سؤالاتي كه براساس دانستني مطرح مي‌شوند موارد مربوط به اهداف مهارتي و نگرشي را نيز ارزشيابي نمود.
ذخار ومعادن زمین
با توجه به پیشرفت تکنولوژی در عصر حاضر ، استفاده ازذخایر و منابع طبیعی رو به افزایش است. این امر در کشورهای پیشرفته که قبل از ما این راه را پیموده اند با گستردگی زیادی به چشم می خورد . ولی تفاوت در این است که در این کشورها استفاده از این منابع با توجه به محیط زیست و در نظر گرفتن عواقب و نتایج استفاده از منابع انجام می شود .
نظر به اینکه کشور ما جزو کشورهایی است که ذخایر و منابع غنی دارد و درآغاز راه توسعه می باشد ؛ باید نسبت به ذخایر و منابع آن توجه بیشتری گردد . هر چند که کشورهای دیگر در امر شناخت و بهره برداری از ذخایر از ما پیشی گرفته اند ، ولی بر عهده ی ما است که با بالا بردن آگاهی و شناخت بیشتر این عوامل علاوه بر جلوگیری از مصرف منابع توسط دیگران ، خود به فکر حفظ ذخایر و منابع کشورمان باشیم که پشتوانه ی اقتصادی مهمی برای ما و نسل های آینده این سرزمین است .
منابع طبیعی :گنج مدفون !
این عبارت ما را به یاد طلا و یا سنگ های قیمتی می اندازد ، در حالی که ذخایر ارزشمند دیگری نیز در زمین وجود دارد که از میلیون ها سال پیش در این سیاره ذخیره شده اند ، مانند نفت ، گاز ، آهن ، نقره ، ماسه ، آلومینیوم ، مس و ...
امروزه نحوه ی استفاده ازاین ذخایر به شکل تاسف آوری باعث رو به اتمام گذاشتن این ذخایرواستفاده ی بی رویه از این کره خاکی می شود . استفاده مجدد از موادی که برای ساخت یک محصول یا وسیله مصرف می گردد ، می تواند ما را در کاهش استخراج منابع طبیعی یاری دهد . در واقع باید به نحوه ی استفاده از ذخایر زمین بیشتر فکر کنیم .گنجینه های کره ی زمین متعلق به تمام افراد کره ی زمین و همچنین نسل های آینده می باشد نه فقط ما . بنابراین باید در حفظ آن ها بکوشیم .
عوامل و تاثیرات آن ها به همراه معرفی راه کار های عملی :
تمام وسایلی که در اطراف ما وجود دارند از موادی ساخته شده اندکه به نوعی منشا آن ها از ذخایر زمین می باشد . مواد پلاستیکی ( که مصرف آن در کشور ما بسیار زیاد و بی رویه می باشد ) چه به صورت کیسه های نایلونی که مصرف بالایی توسط افراد دارد و بیشتر هنگام خرید مورد استفاده قرار می گیرد و چه به صورت مواد پلاستیکی مورد استفاده در منازل و چه به صورت اسباب بازی هایی که در دسترس کودکانمان قرار می دهیم ؛ همه و همه از ماده ی بسیار ارزشمندی به نام نفت تهیه می گردند که میلیون ها سال طول کشیده تا ساخته شود و ما در چند صد سال ( و حتی به طور غیر قابل تصوری در صده ی اخیر ) به طور بی رویه از آن مصرف کرده ایم . مواد دیگری نیز مانند شیشه و آلومینیوم که در ساخت شیشه ها و قوطی های نوشابه که مصرف روزانه ی بی شماری دارند ، از طریق بهره برداری از ذخایر زمین تهیه می شوند .
استفاده ی بی رویه از این گونه مواد و تبدیل آن ها به زباله ی صرف ، صدمات جبران ناپذیری به محیط زیست و در نهایت به کره ی زمین وارد می آورد . افزایش استفاده از ظروف یک بار مصرف و پلاستیکی نامرغوب که دوام زیادی ندارند ، تولید شانه های تخم مرغ پلاستیکی ، قوطی های نوشابه ی آلومینیومی و یا نوشابه های خانواده و غیره از جمله استفاده های بی رویه ی ما می باشد . البته این بدان معنی نیست که برای کاهش این امر راهی وجود نداشته باشد.
استفاده ی مجدد از موادی که در ساخت این محصول به کار رفته است ، تولید زباله ی کمتر و استفاده ی مجدد از آن ها در دیگر بخش های زندگی و خانه ، خرید اجناسی که از مواد بازیافتی درست شده اند و اجناسی که دوام زیادتری دارند ، همه به کاهش استفاده از ذخایر و نیز کاهش تولید زباله کمک می کند . با دادن وسایل مصرف شده ی سالم وتمیز خود به افراد دیگر ( به جای دور ریختن آن ها )و دادن وسایل به مراکز خیریه و یا دادن اسباب بازی های سالم به مهد کودک ها به جای دور ریختن آن ها ، می توان کمک موثری در حل این مسئله نمود.
شستن و استفاده ی مجدد کیسه های نایلونی یا فویل های آلومینیومی غذاهای آماده و یا تحویل دادن قوطی های آلومینیومی و یا ظرف های نوشابه به مراکز بازیابی، جدا سازی زباله ها از یکدیگر و حتی در مواردی که امکان باشد تولید کمپوست (کودسازی) از مواد غذایی اضافه نیز از جمله کارهایی است که ما با انجام آن ها می توانیم کمک موثری در کاهش مصرف و تولید آلودگی نماییم .
اطلاعات عمومی درباره زمین
بزرگترین زمین لرزه ثبت شده در ایران، زمین لرزه طبس با بزرگای 6 /7 ریشتر می باشد. شرح کامل این زمین لرزه در گزارش52 سازمان زمین شناسی ایران آمده است.
2) بزرگترین زمین لرزه ثبت شده در جهان با بزرگای نه ونیم ریشتر (Mw) در شیلی و به تاریخ 22 می 1960 روی داد.
3) مشخصات کشنده ترین زمین لرزه رخ داده در ایران به شرح زیر است:
زمین لرزه منطقه قومس و ناحیه خراسان باختری،توابع نیشابور،را ویران کرد.
200000
9/7
36.2N-54.3E
دامغان،ایران
22 دسامبر 856
4) قل از اینکه این امکان فراهم باشد تا زمین لرزه های بزرگ به وسیله تجهیزات الکتریکی ثبت شوند. دانشمندان لرزه نگاشتهای فنری- پاندولی را ساختند تا حرکات با دوره تناوب طولانی را که به وسیله این لرزه ها ایجاد می شود، ثبت کنند. که بزرگترین انها حدود 15 تن وزن داشت، و یکی از انواع متوسط آن در مکزیکو سیتی است که هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد.
5) میانگین نرخ حرکت در عرض پهنه گسلی سان آندریاس در طول 3 میلیون سال گذشته 56 میلیمتر بر سال ( 2 اینچ بر سال) بوده است. نرخ این حرکت مانند رشد ناخنهای دستتان است. دانشمندان با فرض تداوم این حرکت مطرح می کنند که لس آنجلس و سانفرانسیسکو در حدود 15 میلیون سال دیگر به هم برخورد می کنند.
6) سامانه کافتی شرق افریقا پهنه ای با عرض 60-50 کیلومتر (37-31 مایل) است که از آتشفشانها و گسله های فعالی که در راستای شمالی جنوبی در شرق افریقا و به طول بیش از 3000 کیلومتر (1864مایل) از اتیوپی در شمال تا زامبیا در جنوب وجود دارد، تشکیل شده است. این سامانه یک نمونه کمیاب از پهنه های کافتی فعال قاره ای است، که در آن ورقه های قاره ای سعی می کنند به دو ورقه مجزا شکسته شده و از یکدیگر دور شوند.
7) اولین لرزه نمای پاندولی تکانهای زمین ناشی از زمین لرزه سال 1751 میلادی را اندازه گیری کرد. البته تا سال 1855 گسلها به عنوان عوامل ایجاد زمین لرزه شناخته نشده بودند.
8) ماه لرزه یا زلزله در ماه نیز اتفاق می افتد اما فرکانس کمتر و بزرگای کوچکتر یاز زمین لرزه های روی داده در زمین دارند. این لرزه ها در ارتباط با تنشهای ناشی از جزر و مد که با تغییر فاصله بین ماه و زمین ایجاد می شود، رخ می دهند. ماه لرزه ها همچنین در اعماق زیاد بین سطح تا مرکز ماه نیز به وقوع می پیوندند.
9) اگر چه سونامی و امواج مدی هردو مربوط به امواج دریایی می شوند ولی این دو عارضه دو پدیده طبیعی متفاوت از یکدیگر هستند. موج مدی یک موج بزرگ دریایی است که بوسیله وزش بادهای قوی ایجاد می شود و سونامی موج دریایی است که در اثر زمین لرزه ها و یا زمین لغزشهای زیر آبی که در اقیانوسها رخ می دهد، ایجاد می شود.
10)کانون زمین لرزه مکانی زیر سطح زمین است که گسیختگی ناشی از گسلش در آنجا رخ می دهد.
11) بزرگترین رشته کوه پشته میان اقیانوسی است که 64374 کیلومتر (40000 مایل) گسترش دارد، و از اقیانوس منجمد شمالی نا اقیانوس اطلس، دورتادور افریقا، آسیا و استرالیا و اقیانوس آرام تا ساحل غربی امریکای شمالی امتداد دارد. بیشترین ارتفاع این رشته کوه 4207 متر (13800 فوت) از سطح اقیانوس است.
12) بزرگترین رشته کوه قاره ای در جهان، رشته کوه قراقورم- هیمالیا است. این رشته کوه شامل 96 قله مرتفع از مجموع 109 قله مرتفع جهان است که بیش از 7317 متر (24000 فوت) بلندی دارد. طویل ترین رشته کوه هم کوههای آند در امریکای جنوبی است که 7564 کیلومتر (4700مایل) درازا دارد. هر دوی این رشته کوهها در اثر حرکات زمین ساختی ورقه ها ایجاد شده اند. بزرگترین رشته کوه ایران رشته کوه البرز است که بلندترین قله آن قله دماوند می باشد
13) هر سال حدود500،000 زمین لرزه قابل کشف در جهان برآورد می شود. 100،000 زمین لرزه از آن قابل احساس اند و 100 تای آن خسارت بار هستند.
14) بیشترین خسارات ناشی از زمین لرزه در ایران، مربوط به زمین لرزه 5 دی ماه 1382 شهر بم می باشد که با بزرگای 5/6 ریشتر، باعث کشته شدن 50000 نفرو تخریب ارگ تاریخی بم شد.
15) یک سایش (Saysh) در استخرهای شنا در کالیفرنیا به هنگام وقوع زمین لرزه و بعد از آن روی داد. این پدیده یک موج اولیه نوسانی است که در حجمی از آب ایجاد می شود. به عبارت دیگر نوسانات آب در استخر شنای شما یا هر حجم دیگری از آب است که به وسیله تکانهای زمین در یک زمین لرزه به وجود می آید. این نوساناتممکن است برای چند ساعت ادامه داشته باشند. سایش همچنینمیتواند در اثر وزش باد و یا اعمال جزر و مد نیز ایجاد شود.
16) هرساله در مناطق مختلفی از ایران حدود 10000 زمین لرزه رخ می دهد. اکثر آنها آنقدر کوچکند که احساس نمی شوند. در این بین تنها چند صد زمین لرزه با بزرگای بیشتر از 3 و 20-15 زمین لرزه با بزرگای بیشتر از 4 دیده می شود. اگر یک زمین لرزه رخ دهد، توالی از پس لرزه های ناشی ازآن با بزرگاهای متغیر تا چند ماه دیده می شود.
17) بزرگای یک زمین لرزه مقدار اندازه گیری شده از اندازه آن می باشد. بزرگای زمین لرزه مربوط به مکانی که شما در آن هستید و یا چگونگی ضعف و قدرت تکانها درمکانهای مختلف نیست. شدت زمین لرزه
18) رشته کوه واستاک با منطق جالب اسکی بازی، در راستای شمال – جنوب یوتا وجود دارد و همانند سایر رشته کوهها به وسیله یک سری از زمین لرزه ها به وجود آمده است. گسل وستاک با 386 کیلومتر(240 مایل) از چند قطعه تشکیل شده است، که هرکدام توانایی ایجاد زمین لرزه ای با بزرگای 5/7 را دارند. در طول 6000 سال گذشته هر 350 سال یک زمین لرزه با بزرگای 5/6 در این منطقه روی داده است و حدود 150 سال از آخرین زمین لرزه قوی می گذرد.
19) در واقع چیزی تحت عنوان زمین لرزه های آب و هوایی وجود ندارد، از نظر آماری پراکندگی یکسانی از زمین لرزه ها در آب و هوای گرم، سرد، بارانی و غیره وجود دارد. بنابراین توجیه فیزیکی برای این مساله که آب و هوا بتواند بر نیروهایی که چندین مایل زیر سطح زمین عمل می کنند، تاثیر گذار باشد وجود ندارد. نوسانات فشار بارومتریک در اتمسفر د رمقایسه با نیروهای موجود در پوسته زمین بسیارکوچکترند و تاثیرات فشار بارومتری نمی تواند به زیر خاک نفوذ داشته باشد.
20) هسته زمین اولین لایه ساختاری درونی زمین است که در سال 1906 شناخته شده است. الدهام اولین باراین بخش را به وسیله زمین لرزه های ثبت شده شناسایی و مطالعه کرد. هسته به دو بخش مجزا تقسیم می شود هسته داخلی که جامد است و هسته خارجی که مایع بوده و بنابراین نمی تواند امواج برشی را انتقال دهد.
21) استخر شنایی در دانشگاه آریزونا در توسکوف در اثر اعمال سایشها با کاهش آب مواجه شد، که به علت زمین لرزه سال 1985 میشیگان- مکزیکو با بزرگای 1/8 در فاصله 2000 کیلومتری (1240 مایلی) از آن روی داد.
23) بیشتر زمین لرزه ها در اعماق کمتر از 80 کیلومتر(50مایلی) از سطح زمین روی می دهند.
24( گسل سان آندریاس، گسلی منفرد و پیوسته نیست و در واقع یک پهنه گسلی است که از قطعات زیادی تشکیل شده است. حرکت در هر قطعه گسلی از این پهنه و در هر زمانی ممکن است رخ دهد. سامانه گسلی سان آندریاس بیش از 1300 کیلومتر(800مایل) درازا داشته، و در برخی نقاط بیش از 16 کیلومتر(10مایل) عمق دارد
25 ) کشنده ترین زمین لرزه ثبت شده در جهان در سال 1557در چین مرکزی رخ داد. این زمین لرزه در ناحیه ای رخ داد که بیشتر مردم آن در غارهای حفر شده در سنگهای نرم زندگی می کردند. منازل آنها در طول زمین لرزه فروریخت و حدود 830000نفر کشته شدند. در سال 1976 ،زلزله مرگبار دیگری در تانگ شان چین رخ داد که 250000نفر کشته داشت.
27) عمیق ترین زمین لرزه ها مشخصا در مرز صفحات روی می دهند که پوسته زمین به درون گوشته فرو رانده می شود. این رخداد، درعمق 750کیلومتری(400مایلی) زیر سطح زمین حادث می شود.
82) آلاسکا مهمترین ایالت لرزه خیز و یکی از مهمترین نواحی لرزه ای فعال در جهان است. در آلاسکا هر سال یک زمین لرزه با بزرگای 7 به وقوع می پیوندد و در هر میانگین 14 ساله یک زمین لرزه با بزرگای 8 و یا بیشتر رخ می دهد.
29)فورانهای آتشفشانی و زمین لرزه های اصلی در طول مرز ورقه ها، نظیر مرزهای بین ورقه آرام و آمریکای جنوبی رخ می دهند. یکی از مهمترین مرزهای فعال ورقه ای محلی است که فورانها و زمین لرزه ها مکررا در آن روی می دهد. برا ی مثال از ورقه متراکم آرام،معمولا به عنوان حلقه آتشین اقیانوس آرام یاد می شود.
30)اولین گواه ثبت شده از زمین لرزه در سال 1831قبل از میلاد و در ایالت شانگ دونگ چین ثبت شده است اما از زمین لرزه 780قبل از میلاد در ژودیناستی چین هم شواهد کاملی ثبت شده است.
31)دانشمند یونانی،آریستوتل، در سال 350 قبل از میلاد متوجه شد که به هنگام زمین لرزه، زمینهای نرم بیشتراز سنگهای سخت می لرزند.
32)نخستین بار، مهندس انگلیسی، جان میشل، که پدر علم لرزه شناسی است، علت زمین لرزه را به درستی بیان کرد. او نوشته که زمین لرزه ها و امواج انرژی ناشی از آنها هستند که با انتقال توده هایی از سنگ در زیر زمین، باعث رخداد زمین لرزه می شوند.
34) انسان می تواند صداهای با محدوده بسامد 10000-20هرتز را تشخیص دهد. اگر موج Pسطح سنگ را بشکند و به هوا برسد، و بسامدی در محدوده شنوایی ایجاد نماید، همانند صدای غرش شنیده می شود. بیشتر امواج زمین لرزه، بسامدی کمتر از 20هرتز دارند بنابراین، معمولا امواج آنها شنیده نمی شود. بیشتر صداهای غرش مانندی که در طول زمین لرزه به گوش می رسند، در ارتباط با حرکات زمین لرزه ایجاد می شوند.
35) هنگامی که زمین لرزه چیلان در سال 1960رخ داد،لرزه نگارها امواج لرزه ای را ثبت کردند که تمام زمین را طی کرده بودند. این امواج لرزه ای تمام زمین را برای چند روز لرزاندند. این پدیده، جنبش(نوسان) آزاد زمین نامیده شد.
36) گسل سان آندریاس در سال 1895 توسط زمین شناسی به نام آ.س.لاوسون نام گذاری شد. او، این نام را از روی دریاچه سان آندریاس گرفته است، دریاچه سان آندریاس، آبگیری است که در 20مایلی جنوب سانفرانسیسکو قرار دارد و گسل سان آندریاس از درون آنعبور می کند. احتمالا، وی در آن زمان نمی دانسته که این گسل ازتمام کالفرنیا عبور می کند.
هرچه می گذرد تصور ما از داخل کره خاکی به واقعیت نزدیک تر می شودخیلی قدیم تر می گفتندکه زمین روی شاخ گاو قرار گرفته است. حالا بیایید تصور کنیم که سیاره ما یک پیاز عظیم است و کسی دارد آن را می برد تا با چاقوی بزرگش آن را برای سوپ پیاز خرد کند. چون این موضوع یک تصور است، نیازی نیست نگران نصف شدن زمین باشید اما شاید دلتان بخواهد بدانید که وقتی آن شخص زمین را می برد با چه تصویری مواجه می شود. حتماً بارها در کتاب های درسی خوانده اید که زمین ما از لایه های مختلفی تشکیل شده است؛ هسته، گوشته و پوسته. خب این موضوع تا حدودی درست است اما نه کاملاً. در این سفر به اعماق زمین ما یاد می گیریم که زمین خیلی بیشتر از آن چیزی که قبلاً تصور می شد شبیه پیاز است؛ یعنی لایه های بیشتری دارد.
حالا ما می دانیم که زمین حداقل یک لایه جدید دارد که از موادی با چگالی زیاد تشکیل شده است. این مواد در پایین ترین قسمت گوشته جا خوش کرده اند، یعنی جایی برای هسته و گوشته اسم لایه جدید هم مثل خودش کمی عجیب است؛ «پست پروف اسکیت». (یعنی کانیی که نسل بعدی پروف اسکیت است.) تا قبل از این همه جا گفته و نوشته می شد که هسته زمین از آهن تشکیل شده است، اما حالا باید در این موضوع تجدید نظر کرد. در حقیقت پروف اسکیت یک کانی خاص است که از سیلیکات منیزیم تشکیل شده است. حالا در عمق زیاد بر اثر فشار، پروف اسکیت به میزان زیاد فشرده شده و لایه متفاوتی به وجود می آید. به همین دلیل به آن پست پروف اسکیت می گویند. این مواد چگال علاوه بر آن که وجود یک لایه دیگر را تأیید می کنند باعث می شوند که تکه گم شده ای از یک پازل را تأیید می کنند باعث می شوند تکه گم شده ای از یک پازل هم کشف شود. با وجود این لایه، سفر امواج لرزه ای در داخل زمین به سادگی توضیح داده می شود.
عمق در سطح
با فرستاده شدن امواج و غلط از آب درآمدن حدس ها باید تئوری های جدید جایگزین آن ها می شد. به این ترتیب محققان تئوری پست پروف اسکیت را پیش کشیدند. اما برای اثبات آن لازم بود که آزمایش ها صحت آن را تأیید کنند. برای این کار باید شرایط عمقی که حدس می زدند این مواد در آن جا خوش کرده اند روی سطح زمین بازسازی شود و این یعنی؛ بیشتر از 3 هزار درجه حرارت و فشاری بیشتر از 1/4 میلیون برابر فشار هوا. شاید تا چند سال قبل این موضوع خنده دار به نظر می رسید اما حالا به کمک سندانی از جنس الماس می شود این شرایط را به وجود آورد، البته فقط برای یک ملکول پروف اسکیت، اما این هم برای خودش غنیمت است. نتایج تحقیقات نشان دادند که لایه مورد نظر باید همان باشد که زمین شناسان حدس می زدند و تئوری جدید از این آزمایش سربلند بیرون آمد. حالا بهتر می شود رفتار لایه های اعماق زمین را پیش بینی کرد. اما این که این پیش بینی ها به چه دردی می خورند هم جالب است. با کشف جدید خیلی راحت می شود حرکت پوسته زمین را پیش بینی کرد، موضوعی که ممکن است گامی بلند در پیش بینی زلزله باشد. شناسایی رفتار داخلی زمین به ما کمک می کند تا نحوه تشکیل سیاره مان را بهتر درک کنیم و تغییرات میدان مغناطیسی آن را پیش بینی کنیم.
در اعماق
درست است که به وسیله امواج و مطالعه روی آن ها می شود اطلاعات باارزشی از ساختار داخلی زمین به دست آورد اما از قدیم گفته اند که شنیدن کسی بود مانند دیدن. به همین دلیل در سال 2009 طرحی برای حفاری پوسته اقیانوسی تا رسیدن به گوشته ارائه شده است. پایه این طرح در ابتدا روشی برای حفاری گاز و نفت در آب ها کم عمق بود اما قرار است در تابستان 2011 برای حفاری عمیق آماده شود. به این ترتیب و با این حفاری اطلاعات دقیق و باارزشی درباره ساختار دقیق گوشته و کانی های تشکیل دهنده آن به دست می آوریم. این حفاری قرار است در مناطقی انجام شود که پوسته اقیانوسی کم ترین ضخامت را دارد. این محل شاید جایی در نزدیکی جزایر هاوایی باشد. قدیمی ترین حفاری های انجام شده در اعماق اقیانوس به عمق 1/4 کیلومتری رسیده بودند. اما حالا قرار است که عمقی بین هفت تا ده کیلومتر در پوسته و گوشته حفاری شود. شاید خنده دار به نظر برسد اما رؤیای دوردست محققان این است که به نحوی بتوانند تا هسته زمین را حفاری کنند. این موضوع طرحی است برای آینده اما با توجه به پیشرفت های جدید مهندسی گفته می شود که احتمالاً در آینده ای نزدیک امکان پذیر خواهد بود. حتی گفته می شود اگر برای تأمین منابع مالی آن همه کشورهای جهان مشارکت کنند، آن وقت تا قبل از سال 2050 می شود یک سفر درست و حسابی به اعماق زمین ترتیب داد.
برخی ازسوالات درس
الف ) گزینه درست را با علامت ضربدر مشخص کنید .
1 )کدام قسمت زمین حالت جامد نیست ؟
□د) پوسته □ ج ) هسته داخلی □ ب ) خمیرکره □ الف ) سنگ کره
2 ) حجم کدام لایه بیشتر از بقیه لایه ها است ؟
□د ) گوشته □ ج ) سنگ کره □ ب ) هسته خارجی □ الف ) هسته داخلی
3 )کدام لایه از بقیه متراکم تر است ؟
□د ) هسته داخلی □ ج ) گوشته زیرین □ ب ) سنگ کره □ الف ) خمیرکره
4 )بعد از سنگ کره چه لایه ای قرار دارد ؟
□د ) گوشته زیرین □ ج ) هسته خارجی □ ب ) خمیرکره □ الف ) هسته داخلی
5 ) کدام لایه نقش مهمی در ایجاد زلزله دارد ؟
□د ) پوسته □ ج ) هسته داخلی □ ب ) خمیرکره □ الف ) سنگ کره
6 ) سرعت امواج لرزه ای در کدام لایه کمتر است ؟
□د ) هسته داخلی □ ج ) گوشته زیرین □ ب ) سنگ کره □ الف ) خمیرکره
ب ) در جاهای خالی کلمه های مناسب قرار دهید .
1 ) مواد مذابی که از مخروط آتشفشان فوران می کند مربوط به لایه ی .........است .
2 ) دانشمندان معتقدند ............... وسیله ای هستند که سفر واقعی به درون زمین را می توانند انجام دهند .
3 ) امواج لرزه ای درون زمین، از سنگ های سخت و متراکم، ............. عبور می کنند.
4 ) لایه سنگ کره روی لایه ........................ حرکت دارد .
5) عمیق ترین چاهی که تا کنون دانشمندان حفر کرده اند ................ کیلومتر است .
6 ) امواج لرزه ای درون زمین، از سنگ های نرم و کم تراکم، ....................... عبور می کنند .
ج ) جمله درست را باعلامت ضربدرمشخص کنید.
1 ) امواج لرزه ای، وسیله ای هستند که سفر واقعی به درون زمین را می توانند انجام دهند و از سنگ های مختلف عبور کنند .
2 ) به دلیل گرم بودن بیش از حد مرکز زمین سفر به درون آن غیرممکن است .
3 ) خمیرکره بر روی سنگ کره حرکت می کند .
4 ) فاصله سطح زمین تا مرکز زمین حدود 4600 کیلومتر است .
5 ) دانشمندان به وسیله امواج لرزه ای بیشترین اطّلاعات را درباره ی درون زمین به دست می آورند .
6 ) هسته ی داخلی مایع و هسته ی خارجی جامد است .
د ) به سوال های زیر پاسخ کامل دهید .
1 )امواج لرزه ای را تعریف کنید .
2)به امواجی که در اثر شکستن ناگهانی سنگ های درون زمین در اثر زمین لرزه ایجاد می شوند چه می گویند؟
3)دانشمندان با استفاده از چه امکاناتی ، به ویژگی های لایه های درونی زمین پی می برند ؟
4 )ساختمان درونی زمین، براساس ترکیب شیمیایی و جنس موادتشکیل دهنده به چند لایه تقسیم می شود ؟
5)ساختمان درونی زمین، براساس ترکیب فیزیکی حالت مواد تشکیل دهنده ( جامد . مایع . خمیری ) به چندلایه تقسیم می شود ؟
6 )منشأ بیش تر آتش فشان ها و زمین لرزه ها مربوط به کدام لایه می باشد و این لایه تا چه عمقی از زمین قرار دارد ؟
7 )گوشته ی زیرین کجا قرار دارد و چه حالتی دارد ؟
8 )هسته ی خارجی کجا قرار دارد و چه حالتی دارد ؟
9 )هسته ی داخلی کجا قرار دارد و چه حالتی دارد ؟
10 )دانشمندان چطور دریافتند که هسته ی داخلی زمین جامد و هسته ی خارجی ، حالت مایع دارد ؟
11 )چرا در مواد متراکم مثل آهن امواج سریعتر عبور می کند ولی در موادی مثل پلاستیک یا چوب که تراکم کمتری دارند امواج دیرتر عبور می کنند ؟
12)حرکات قطعات سنگ کره بر روی خمیرکره باعث پیدایش کدام پدیده ها می شوند ؟
13)تراکم مواد در مرکز زمین بیشتر است یا در سطح آن ؟ دلیل بیاورید .
14 )دانشمندان با چه ابزاری بیشترین اطّلاعات را درباره ی درون زمین به دست می آورند؟
15 )جنس هسته از چیست و سبب چه خاصیتی در زمین شده است ؟
16 )به غیر از لرزش موبایل در حالت ویبره ، جند نمونه از لرزش اجسام را در محیط اطرافتان نام ببرید .
|
امتیاز مطلب : 5
|
تعداد امتیازدهندگان : 1
|
مجموع امتیاز : 1
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
