كيف اكتشف العلماء أعماق الأرض وطبقاتها باستخدام الموجات الزلزالية!

لطالما تساءل العلماء عما يوجد في باطن الأرض، ولكن حفر أعماق الأرض لم يكن ممكنًا على الإطلاق للوصول إلى لبّها. لهذا، تم اللجوء إلى الموجات الزلزالية الصادرة عن الزلازل لفهم الطبقات الداخلية للأرض. هذه الموجات تتحرك عبر الأرض وتغير سرعتها بشكل مفاجئ في أعماق معينة، ما يدل على الانتقال من طبقة لأخرى تختلف من حيث الكثافة والتركيب، وسُميت هذه المناطق انقطاعات.

كيف تعمل الموجات الزلزالية؟

عند وقوع زلزال، تنتقل الموجات الزلزالية في الأرض بنوعين أساسيين:

الموجات P (الأولية): تتحرك بسرعة وتستطيع الانتقال عبر المواد الصلبة والسائلة.

الموجات S (الثانوية): تتحرك ببطء نسبيًا، ولا يمكنها الانتقال إلا عبر المواد الصلبة، وتتعطل في السوائل.

عندما تنتقل هذه الموجات عبر باطن الأرض، تتغير سرعتها فجأة عند بعض الأعماق، مما يدل على الانتقال من طبقة لأخرى ذات كثافة وتركيب مختلفين. بناءً على هذه التغيرات، تم تحديد ثلاثة انقطاعات رئيسية في الأرض.

الانقطاعات الرئيسية:

1. انقطاع موهو (Moho)

العمق: يتراوح بين 5 إلى 70 كيلومترًا تحت سطح الأرض.

الموقع: بين القشرة الأرضية والرداء العلوي.

التسمية: سمي هذا الانقطاع نسبة للعالم أندريا موهوروفيتشيتش، ويقال إنه أول من لاحظ هذا التغير المفاجئ في سرعة الموجات، مما كشف الفرق بين القشرة الأرضية والرداء.

2. انقطاع غوتنبرغ (Gutenberg)

العمق: حوالي 2900 كيلومتر تحت سطح الأرض.

الموقع: بين الرداء السفلي والنواة الخارجية.

التسمية: سمي هذا الانقطاع نسبة للعالم بنو غوتنبرغ، الذي يقال إنه لاحظ أن الموجات S لا تمر بعد هذا العمق، فيما تتباطأ الموجات P، مما يشير إلى أن النواة الخارجية سائلة.

3. انقطاع ليهمان (Lehmann)

العمق: حوالي 5100 كيلومتر تحت سطح الأرض.

الموقع: بين النواة الخارجية السائلة والنواة الداخلية الصلبة.

التسمية: سمي هذا الانقطاع نسبة للعالمة إنجي ليمان، التي يقال إنها لاحظت تغيرًا في سرعة الموجات P عند هذا العمق، مما يوحي بأن النواة الداخلية صلبة محاطة بطبقة سائلة.

ملخص:

ساعدتنا دراسة تغيرات سرعة الموجات الزلزالية عبر أعماق الأرض في كشف حدود الطبقات الرئيسية، وهي القشرة، والرداء، والنواة الخارجية والداخلية. ورغم أن هذه هي المعلومات المتاحة حاليًا عن بنية الأرض، فقد تكشف اكتشافات مستقبلية عن تفاصيل جديدة قد تغير فهمنا الحالي لهذه الطبقات العميقة.

رسومات توضيحية :

رسم 1 : طبقات الأرض مع الانقطاعات الرئيسية (موهو، غوتنبرغ، ليهمان).