ماذا يحدث للضغط عند الانتقال من باطن الارض الى سطحها

ماذا يحدث للضغط عند الانتقال من باطن الارض الى سطحها

الضغط عند الانتقال من باطن الارض الى سطحها ينقص كما قد تزداد درجة الحرارة والضغط بشكلاً تدريجياً كلما تم الاقتراب من قلب الأرض، كما قد تشير الدراسات الأخيرة إلى أن درجة حرارة النواة قد تكون فيما يقرب من 11000 درجة فهرنهايت وهذا يعني أن أنها تزيد بمقدار 2000 درجة أدفأ عن ما كان يقال سابقًا في العلوم حتى أنها أسخن من سطح الشمس، اما بالنسبة للدراسات ،فقد استخدم العلماء بيانات الزلازل والأشعة السينية وهذا إلى جانب بعض التجارب على درجة الحرارة والضغط فوق الحديد وكان هذا بهدف تحديد درجة الحرارة والضغط في باطن الأرض. [1]

مكونات باطن الأرض

القشرة والستار: قشرة الأرض تعتبر هي الطبقة السطحية التي ينعيش عليها كما أن يبلغ عمقها قرابة 10 أميال عند وكان القياس هذا تم من أعلى نقطة في القشرة، كما أن الطبقة الموجودة أسفل القشرة تعرف بالستار وقد يصل عمقها حتى 1800 ميل وهي مكونة من صخور ، ومع تأثير الضغط المتزايد ودرجات الحرارة التي تكون ما بيت 1600 حتى 4000 فهرنهايت ، وهي تخضع للانصهار من خلال تيارات بطيئة الحركة فأن الحركة في طبقة الستار تعتبر هي سبب النشاط البركاني والزلازل.

اللب الخارجي: اللب الخارجي متواجد في أسفل الستار ، وقد يصل سمكه حتى 1400 ميل ، وقد تتراوح درجات الحرارة في اللب الخارجي قرابة من 7200 وحتى 9000 فهرنهايت ، كما يرتفع الضغط داخل اللب الخارجي ويكون ذلك جزئيًا بسبب وزن القشرة والستار فوقه. اللب الخارجي مكون بصورة أساسية من الحديد السائل ، وهذ مع كميات ضحمة لكل من النيكل والكبريت وقد يكون المجال المغناطيسي للأرض من خلال اللب الخارجي.

النواة الداخلية: اللب الداخلي يوقع بمركز الأرض ويتكون معظمه من الحديد وقد يصل سمك هذه الطبقة بأقل تقدري حوالي 800 ميل وبالرغم من أنه يقال حالياً أن درجة حرارة اللب الداخلي أصبحت أسخن من حرارة سطح الشمس ، فإن الضغط القوي في أعماق الأرض يفوق تأثيرات درجة الحرارة ويحد من تسييل الحديد وبدلاً من هذا، يكون الحديد داخل القلب صلبًا وله شكل كروي.

باطن الأرض: هذه هي الطبقة الأعمق من الأرض تكون تحت ضغط ودرجة حرارة مرتفعة، أما الجزء الذي ينتهي عنده الستار ويبدأ اللب مما يسمى توقف غوتنبرغ، كما يكون ينقسم اللب إلى جزأين وهما اللب الخارجي واللب الداخلي كما قد يختلف نسيج المادة من خلال الجزأين، بالنسبة للب الخارجي يكوت سائل واللب الداخلي يكون صلب وهذا ما يؤدي لاختلاف درجة الحرارة والضغط.[3]

ماذا عن هيكل باطن الأرض

باطن الأرض ينقسم إلى عدة طبقات وهذا بحسب الخصائص الفيزيائية المؤثرة والمتمثلة في درجة الحرارة والضغط كما أن الغلاف الصخري يعتبر الطبقة الخارجية من الأرض والتي تشمل كلاً من القشرة والجزء العلوي من الستار.

الغلاف الصخري هو طبقة صلبة وهشة، ومقسمة لصفائح تكتونية متحركة والتي تتفاعل مع بعضها البعض، بالنسبة للغلاف الموري هو عبارة عن طبقة  منصهرة بشكلاً جزئيًا اسفل الغلاف الصخري والذي يعتبر هو المسؤول عن تكتونية صفائح باطن الأرض.

أما طبقة الميزوسفير هي عبارة عن الجزء السفلي من الستار، والتي تتكون من طبقة صلبة، والتي تعرف بالحدود التي ما بين الغلاف الجوي واللب الخارجي كما ذكرنا تعرف بغوتنبرغ والتي تدل على الكثافة الحادة، اللب الخارجي هو سائل ومحمول ، أما اللب الداخلي صلب وله شكل بلوري مميز.[4]

كيف تكون ديناميكية باطن الأرض

باطن الأرض له تدفقات الحمل الحراري للمواد وله كل من القوى الحرارية والجاذبية، تعتبر هذه التدفقات مسؤولة عن الكثير من صفات سطح الأرض ، بما في هذا كل من الجبال وأحواض المحيطات والنشاط البركاني كما يقود الحمل الحراري في الستار حركة الصفائح التكتونية ، التي تعد حركة وتفاعل الصفائح التكتونية للأرض كما يعرض اللب أيضًا الحمل الحراري وهي ما يولد فيها التدفقات الحرارية في المجال المغناطيسي للأرض.

يتم تكوين المجال المغناطيسي للأرض من خلال حركة الحديد السائل داخل اللب الخارجي فحين ينتقل الحديد السائل من خلال الحمل الحراري ، فهذا بدوره يولد تيارات كهربائية ، وهي ما تولد مجالًا مغناطيسيًا فقد يحمي المجال المغناطيسي الأرض من الاشعة الشمسية المضرة والأشعة الكونية ، كما أنه هو مسؤول عن الشفق القطبي الذي يحدث قريب من القطبين.

الفرق بين درجة حرارة وضغط وكثافة باطن الأرض

درجة الحرارة:

يوجد ارتفاع ملحوظ في درجة الحرارة مع كل تعمق أكثر في المناجم وفي الآبار العميقة.

هذه الأدلة هي جنبًا إلى جنب إلى الحمم البركانية المنصهرة التي تحدث في داخل باطن الأرض وهي ما تسبب ارتفاع درجة الحرارة في مركز الأرض.

كما أن يوجد معدل ارتفاع درجة الحرارة غير موحدًا من السطح نحو مركز الأرض يكون أسرع في بعض الأماكن وبطيء في أماكن أخرى.

في البداية قد يكون معدل الارتفاع في درجة الحرارة بقدر درجة مئوية واحدة لكل عمق 32 مترًا.

أما في حالة أن السطح العلوي قد يكون الارتفاع في درجة الحرارة حوالي 12 درجة مئوية في كل كيلومتر  وفي كل 300 كيلومتر الاتية قد تصل 20 درجة مئوية في كل كيلومتر، ولكن عن طريق التعمق كثيراً، فيقل هذا المعدل لمقدار 10 درجات مئوية لكل كيلومتر.

وبالتبعية، من المفترض أن مقدار زيادة درجة الحرارة من تحت السطح يقل نحو المركز ولا يمزج ما بين معدل ارتفاع درجة الحرارة وارتفاع درجة الحرارة فقد تزيد درجة الحرارة دوماً من سطح الأرض نحو مركز الأرض.

حين الوصول لمثل هذه درجات الحرارة المرتفعة فتصبح المواد الموجودة داخل مركز الأرض في حالة صلبة فيؤدي الضغط الثقيل على المواد التي تغطيها.

ضغط في باطن الأرض:

يعتبر بالتمام مثل درجة الحرارة  وقد يرتفع الضغط أيضًا من السطح نحو مركز الأرض، كما أن نتيجة للوزن الضخم للمواد التي تكون فوقها مثل الصخور.

توضح التقديرات إلى أن الضغط بداخل الأجزاء العميقة يصبح مرتفعًا بشكل ضخم والذي سيكون حوالي من 3 إلى 4 ملايين مرة أكثر من ضغط الغلاف الجوي في مستوى سطح البحر.

أما خلال درجات الحرارة المرتفعة فقد تذوب المواد التي تتواجد في الاسفل في اتجاه الجزء المركزي من الأرض وهذا بسبب الضغط الشديد ، وتأخذ هذه المواد المنصهرة خصائص المادة الصلبة وقد تكون في صورة بلاستيكية.

كثافة باطن الأرض:

نتيجة لأرتفاع الضغط وتوفر مواد ثقيلة مثل النيكل والحديد في المركز فقد تزداد كثافة طبقات الأرض أيضًا نحو المركز، كما يرتفع متوسط كثافة الطبقات من القشرة وصولاً للب ويبلغ بقرابة 14.5 جم أو 3 سم داخل المركز.[2]

كيف تكون الحرارة في باطن الأرض

كلما زاد العمق في الأرض ترتفع درجة الحرارة وبداخل الجزء السفلي من الصفائح زداخل عمق قرابة 60 ميلاً (100 كيلومتر) فقد تصل درجة الحرارة لقرابة 2400 درجة فهرنهايت أي 1300 درجة مئوية.

مع مرور الوقت فقد تصل الحرارة حتى الحد الفاصل ما بين الستار واللب الخارجي وهو ما يقل بحوالي 1،800 ميل (2،900 كيلومتر) وقد تكون درجة الحرارة حوالي 5000 فهرنهايت أي 2700 درجة مئوية.

عند الحد الفاصل ما بين النوى الخارجية والداخلية فقد تتضاعف درجة الحرارة حتى تصل إلى 10800 فهرنهايت (أكثر من 6000 درجة مئوية) ويعتبر هو الجزء الساخن المماثل لسطح الشمس.[5]