Plate Tectonic

1. بسم الله الرحمن الرحیم

2. مقدمه 1/24 هر کسي که با زمین شناسي سر و کار داشته باشد، تشخیص ميدهد که پوسته زمین درطي تاريخ زمین شناسي يک واحد ثابت نبوده است بلکه به کرات در برابر عوامل داخلي و خارجي در آن تغییر شکل ايجاد شده است. شاهد اين مدعي وجود نواحي عظیم چین خورده يعني سلسله کوه هاست که در آن رسوبات و سنگهاي ديگر فشرده شده و فرم آنها تغییر کرده است. عامل ديگر رسوبات دريايي است که اينک در قلل مرتفع کوه ها ديده مي شود و در برخي موارد هزاران متر از سطح دريا بالاتر قرار گرفته است و اين خود ناپايداري قشر زمین را نشان ميدهد. از جمله نظریاتی که در رابطه با تکامل پوسته زمین مطرح می شود: نظریه بزرگ ناودیس یا ژئوسنکلینال نظریه پلیت تکتونیک یا زمین ساخت صفحه ای

3. نظریه بزرگ ناودیس GEOSYNCLINAL THEORY 2/24

4. تاریخچه مفهوم ژئوسنکلینال برای اولین بار به وسیله زمین شناس آمریکایی جیمز هال(James Hall) در سال 1859 به کار برده شد. جیمز هالتوالی فراوان و بسیار ضخیمی از لایه های رسوبی دگرشکل شده دوران پالئوزویک در شمال آپالش که ضخامتی حدود 10 برابر نواحی مجاور را داشتندتشخیص داد و نکته جالبه توجه این بود که بیشتر این سنگ ها در دریا های کم ژرف تشکیل شده اندوی ضخامت این رسوبات را در طول رسوبگذاری به فرو نشینی نسبت داد و تصور نمود که چین خوردگی و دگرگونی آنها نیز ناشی از نیروهای حاصل از فرونشینی خصوصا وزن و سنگینی آنها با توجه به ضخامت آنهاست که موجب پیدایش این کوهها گردیده اند. در سال 1873 دانا (Dana) اعتقاد داشت که انباشتگی و سوبسیدانس رسوبات علت اصلی کوهزایی نیستند ودلیل فرونشینی حوضه را خمیده شدن پوسته در زیر زمین ناودیس دانست که به علت فشارهای جانبی حاصل از حرکات کف اقیانوس به طرف قاره می باشد. واظهار کرد: به دلیل پدیده ایزوستازی، چگالی کمتر این رسوبات نسبت به پوسته زیرین نمی تواند عامل فرونشینی حوضه باشد.و به همین دلیل ﮊئوسنکلینالها در نزدیکی حاشیه قاره ها تشکیل میگردند و گسترش می یابند. دانا اولین کسی بود که واژه ژئوسنکلینال را برای این گونه حوضه های در حال پرشدن و فرو نشینی استفاده کرد. جورج مارشال کی (George Marshall Kay) مفهوم ژئوسنکلینال را برای درک مشاهدات زمین شناسان درکمربندهای کوهزایی تکمیل کرد به این صورت که هر ژئوسنکلینال به دو بخش ائوژئوسنکلینال ومیوژئوسنکلینال تقسیم می گردد که توسط یک بالا آمدگی پوسته (ژئوآنتیکلینال) از هم تفکیک می شود. 3/24

5. 4/24

6. انواع ﮊئوسنکلینال میوﮊئوسنکلینال Miogeosynclinal در طول یک مرز قاره ای یا پوسته قاره ای ایجاد می شود وشامل رسوبات با سنگ آهک ، ماسه سنگ وشیل است و به ندرت سنگهای آذرین نفوذی یا آتشفشانی ممکن است دیده شود. یوﮊئوسنکلینال Eugeosynclinalتوالی های رسوبی یوژئوسنکلینال ها که در آب های ژرف تر تشکیل شده و دگرگون شده اند دارای پلوتون های نفوزی کوچک و بزرگتر آذرین هستند بنابراین از سنگهای رسوبی و آتشفشانی به طور متناوب تشکیل شده اندو ضخامت آنها به مراتب بیشتر از نوع قبل است.یوژئوسنکلینال ها اغلب شامل رسوبات فلیشی و ملانژهای نابرجا هستند. 5/24

7. مراحل تکامل مراحل تشکیل یک ژئوسنکلینال توسط خایین عضو آکادمی علوم شوروی سابق: 1. ورود رسوب در حوضه ی رسوبی, بزرگ ناودیس رسوبات تجمع می کنند. 2.مرحله فرونشست اولیه با افزایش ورود رسوبات به حوضه باعث افزایش دامنه فرونشینی که به تدریج موجب گسترش کلی منطقه فرورفته میشود و بخشهای تازهترخشکیهای مجاور به درون شکستگیها کشیده میشوند. در آخر این مرحله فرورفتگیهای عمیقتر و برجستگیهای به نام ژئوآنتیکلینال در حال شکل گرفتن هستند. 3.مرحله پیش کوهستانی در این مرحله ساختمان دستگاه ﮊئوسنکلینال پیچیده تر می گردد. برجستگیهای داخلی جدیدی پدید می آیند که اینتراﮊئوآنتیکلینال نامیده میشودو فرورفتگیهای باریک و باریکتر نیز شکل می گیرند. آخر این مرحله با آغاز مرحله جنبشهای کلی زمین ساختی همراه است. 6/24

8. 4.مرحله کوهزایی اولیههمزمان با بالا آمدن کلی دستگاه ﮊئوسنکلینال برجستگیهای داخل به صورت چین خوردگیهای واحدی که شامل دسته چینهای تاقدیس و ناودیس است تشکیل میشود. 5.مرحله کوهزاییدر نهایت با افزایش سرعت حرکات بالارونده رشته کوههای بلند با دره های عمیق بین ارتفاعات در محل دستگاه ﮊئوسنکلینال شکل می گیرد. در این حالت دستگاه ﮊئوسنکلینال خیلی پیچیده شده و با شکستگیهای متعدد مشخص شده است. در امتداد شکستگیها توده های جداگانه ای از پوسته زمین ارتفاعات غیر یکنواختی را بوجود می آورند که در اثر حرکات بالارونده تشکیل شده اند. 7/24

9. 8/24

10. زمین ساخت صحفه ای Plate Tectonics 9/24

11. تاریخچه آلفرد لوتار وگنر(1930-1880) که یک هواشناس آلمانی بود,فرضیه اشتقاق قاره ها را در کتابی که در سال 1915 منتشر کرد بیان کرد. زمانی که وی در کتابخانه دانشگاه مشغول مطالعه بود پی به شباهت فسیل های شناخته شده در لایه های زمین شناسی قسمت هایی شد که در حال حاضر توسط اقیانوس از یکدیگر جدا شده اند. وی به شباهت مرز قاره ها به یکدیگر توجه کرد و بیان داشت به نظر می رسد که قاره ای بزرگ توسط یک اره مویی در طول مرز کنونی بریده شده است. اما برای اثبات این ادعا وگنر باید به جمع آوری شواهدی می پرداخت تا فرضیه خود را ثابت کند. وی پیشنهاد کرد که قاره هایی که امروز توسط اقیانوس آتلانتیک از هم جدا شده اند, در گذشته به هم متصل بوده اند و خشکی بزرگی به نام پانگه آ را تشکیل می داده اند. 10/24

12. شواهد فرضیه وگنر 1 . انطباق حاشیه ی قاره هاوگنر، شباهت زیادی را میان دو حاشیه ی شرقی آمریکای جنوبی و غربی آفریقا یافته بود، و همین شباهت ظاهری می توانست دلیل بر این موضوع باشد که در گذشته، این دو قاره به هم متصل بوده و بعدها از هم جدا شده اند.(البته فرانسیس بکن اولین نفری بود که به شباهت مرز قاره های آفریقا و آمریکای جنوبی پی برده بود) 2. سنگواره ها بعضی از سنگواره هایی که امروزه در روی دو قاره مجاور هم پیدا می شوند، حاکی از آنند که در گذشته آن قاره ها یک پارچه بوده اند. از جمله ی آنها سینوگناتوس که هم در آفریقا و هم در آمریکای جنوبی مشاهده شده است.که یک نوع خزنده ای در دوره ی تریاس زندگی می کرده بسیاری از دانشمندان با او موافق بودن که این جاندار نمی توانسته با شنا از اقیانس اطلس عبور کند.ویا فسیل های گیاهی گلوسوپتریس در جنوب آمریکا, آفریقا, هند, استرالیا و قطب جنوب یافت شده است.فسیل دیگری که در هر دو قاره آفریقا و آمریکا پیدا شد مزوزاروس بود که یک خزنده ی آبهای شیرین است و همچنین فسیلهای لیستروزاروس در آفریقا, هند وقطب جنوب پیدا شده بودند که این جانور هم خزنده بوده و نمی توانسته سراسر اقیانوس را شنا کرده باشد. 11/24

13. 12/24

14. 3 . اقسام سنگ ها و شباهت های ساختاری اگر قاره ها در گذشته به هم متصل بوده اند، قاعدتاً باید سنگ هایی مربوط به زمانهای گذشته که امروز در آنها دریافت می شود، از لحاظ سن و جنس مشابه باشند. وجود چنین شباهتی میان سنگ های شمال غرب آفریقا و شرق برزیل به اثبات رسیده است. در این مناطق ، سنگهای متعلق به 550 میلیون سال پیش ، در کنار سنگ های قدیمی و دو میلیارد ساله هستند، تشابه سنگها طوری است که فقط با فرض متصل بودن قاره ها به هم در گذشته های بسیار دور قابل توجیه است. 4 . آب و هوا ‌ وقتی ثابت شد که در قسمتهایی از قاره های واقع در نیم کره ی جنوبی که امروزه در حدود منطقه استوا قرار دارند، آثار یخچالی مشاهده شده است وگنر نتیجه گرفت که در گذشته، همه ی آن مناطق در محل قطب و در کنار همدیگر واقع بوده اند 13/24

15. مشکل اصلی فرضیه وگنر بر این بود که او هیچ مدلی برای توجیه چگونگی حرکت قاره ها نداشت.او فقط توضیح داد که قاره ها در بستر اقیانوس ها به آرامی حرکت می کرده اند. فرضیه وگنر توسط زمین شناسان آن زمان به تمسخر گرفته شد و حتی انجمن زمین شناسان نفت امریکا (AAPG)کنفرانسی را در مخالفت با فرضیه اشتقاق قاره ای ترتیب دادند. در دهه 1930 فرضیه وگنر به کلی مردود و برای 30 سال محجور گردید. گسترش بستر اقيانوس ها هری هاموند هس (1969-1906) یک زمین شناس امریکایی بود که در نیویورک متولد شد.هس در خلال جنگ جهانی دوم به نیروی دریایی امریکا پیوست و به عنوان کاپیتان کشتی ترابری جانسون انتخاب شد. این کشتی مجهز به یک تکنولوژی جدید یعنی سیستم ردیابی زیردریایی ها بوسیله امواج صوتی بود. وی در اوقاتی که جنگی در کار نبود به دقت مسیر رفت و آمد کشتی ها را در اقیانوس آرام از گودال ماریانا تا فیلیپین و جزیره آیوجیما با استفاده از عمق یاب صوتی مورد بررسی و مطالعه علمی قرار می داد. همین فرصت بعدا به توسعه انگاره گسترش بستر اقیانوس ها به هس کمک شایانی نمود. در سال 1960 وی یکی از مهم ترین مشاهدات و یافته هایش را به دفتر مطالعات دریایی ارائه داد وی اظهار داشت که پوسته زمین در طرفین پشته های اقیانوسی که از نظر آتشفشانی فعال هستند در حال حرکت و دور شدن از یکدیگر است، وی بعدها نام این فرایند را گسترش بستر اقیانوس ها گذاشت. با خروج مواد از گوشته، بستر اقيانوس به دو طرف رانده مي شود، پس مواد مذاب جايي براي بيرون آمدن و پخش شدن پيدا مي كنند. در اين صورت، پوسته ي جديدي در محل شكاف تشكيل مي شود، هس ، همچنين اعلام داشت كه به جبران اين افزوده شدن بر پوسته اقيانوسي، در محل گودالهاي عميق كه در حاشيه ي بعضي از اقيانوسها قرار دارند، پوسته ي اقيانوسي قديمي تر دوباره به درون گوشته كشانده و كم هضم مي شود. پس ، پوسته ي اقيانوسي گذشته از جوان بودن، دائماً در حال تجديد شدن است. 14/24

16. 15/24

17. وارونه شدن ميدان مغناطيسي زمين در همان زمان كه هس فرضيه ي خود را ارائه داد، عده اي ژئو فيزيك دان دريافته بودند كه جهت ميدان مغناطيسي زمين در گذشته، چندين بار وارونه شده، يعني قطب شمال مبدل به قطب جنوب و بالعكس شده است. شواهد اين تغيير جهت ميدان مغناطيسي، از مطالعه روي گدازه ها و رسوبات بستر دريا در نقاط مختلف جهان حاصل آمد. 16/24

18. 17/24

19. بنابراین در سال 1968، از نظريه هاي جابه جايي قاره ها و گسترش بستر اقيانوس ها، نظريه ي كامل تري به نام زمين ساخت ورقي (تكتونيك ورقه اي) ارائه شد. اين تئوري چنان جامع است كه بيشتر فرايندهاي زمين شناسي را به كمك آن مي توان تعبير كرد. بر اساس نظريه ي زمين ساخت ورقه اي ، سنگ كره ( ليتوسفر) خارجي و جامد شامل 7 ورقه ي بزرگ و تعدادي ورقه كوچك تر است حركت ورقه ها نسبت به هم ، به سه شكل مختلف مي تواند صورت بگيرد 1 . ورقه هاي دور شونده (واگرا) درچنين محل هايي، ورقه ها از خط مركزي رشته كوهي كه در بستر دريا پديد مي آيد، فاصله مي گيرند اما فاصله ي ايجاد شده را مواد مذابي كه از درون زمين و سس كره ي داغ بالا مي آيند، پر مي كنند. با اين ترتيب، پس از سرد شدن آن مواد، پوسته ي اقيانوسي جديدي (ليتوسفر) در بين دو ورقه ي دور شونده پديد مي آيد. 18/24

20. 19/24

21. 2 .ورقه هاي نزديك شونده (همگرا) بسته به اين كه صفحات نزديك شونده از چه نوعي باشند، پديده ي حاصل به يكي از صورت هاي زير خواهد بود: الف) در محل برخورد ورقه ي اقيانوسي با ورقه ي قاره اي ، ورقه ي اقيانوسي خم مي شود و به زير مي رود و به تدريج در گوشته هضم مي شود كه اين فرآيند را اصطلاحاً فرو رانش مي گويند. در اين حال ، مقداري از رسوبات را نيز همراه خود به پايين مي كشاند. وقتي اين مواد به عمق در حدود يكصد كيلومتر مي رسند، حالت ذوب بخشي مي يابند، كه حاصل آن، ايجاد ماگمايي با تركيب بازالتي و آندزيتي است. چنين ماگماهايي از سنگ هاي اطراف محل خود سبك ترند. بنابراين، وقتي مقدارشان به اندازه اي كافي زياد شد، حركتي آرام را به سمت بالا در پيش مي گيرند و در ميان لايه ها، منجمد و متبلور مي شوند. مقداري از اين ماگما هم ممكن است به سطح زمين برسد و آتش فشانيهاي از نوع انفجاري را باعث شود ب) وقتي دو ورقه ي اقيانوسي به هم برخورد كنند، يكي به زير ديگر فرو مي نشيند و پديده ي آتش فشاني مشابه حالت قبل رخ مي دهد. اما اين بار، محل آتش فشانها در بستر دريا است نه در روي خشكي . اگر اين آتش فشاني ها ادامه يابد، ممكن است بعد از مدتي جزاير آتش فشاني در دريا پديد آيند كه به قوس جزاير معروفند. ج) هنگامي كه دو ورقه ي قاره اي به هم برخورد كنند، هيچ يك ، به داخل گوشته فرو نمي رود زيرا چگالي هر دوكم است. نتيجه چنين برخوردي ، ايجاد كوه است. رشته كوه هاي بزرگ اورال، آلپ و آپالاش نيز نتيجه چنين برخوردهايي هستند. كوه هاي زاگرس نيز بايد حاصل برخورد ورقه ي عربستان به قاره آسيا باشد. فشار حاصل از برخورد دو ورقه، آن رسوبات را چين داده و به صورت كوه درآورده است. 20/24

22. 21/24

23. 3 .ورقه هاي امتداد لغز در اين نوع حركت، پوسته جديد ايجاد يا تخريب نمي شود، زيرا دو ورقه ي مجاور، در كنار هم مي لغزند، بنابراين ، عملاً در اين محل ها گسل هاي متعددي وجود دارد و زلزله هاي مكرري رخ مي دهد. 22/24

24. 23/24

25. منابع کتاب زمین‌ساخت جهانی(Global Tectonics) Basic principles of the geosynclinaltheory-H.S. GNIH~ENKO and KS. SHASHKIN The geosynclinals theory-ADOLPH KNOPF Developments in geotectonics-JEAN AUBOUIN Analysis of some recent geosynclinals theory-ADOLPH KNOPF سایت وکی پدیا (wikipedia.org) 24/24