زمین ساخت ورقهای
امروزه زمین‌شناسان معتقدند که بخش‌هاى خارجى زمین یکپارچه نیستند و نسبت به هم در حال حرکت‌اند. اگر می‌توانستیم یک میلیارد سال به عقب برگردیم، زمین را سیّاره‌ای بسیارمتفاوت با سیّاره‌‌ی امروزى مى‌یافتیم. در آن صورت کوه‌ها و دریاها به شکل‌هاى امروزى وجود نداشتند و قارهها نیز به شکل‌هاى دیگرى بودند.
در طول چند دهه‌ی گذشته، اطلاعات بسیار زیادى درباره‌ی زمین جمع‌آورى شده که به تحولات زیادى در علم زمین‌شناسى منجر گردیده است، البته نقطه‌ی آغاز این تحولات را باید در اوایل قرن بیستم جست وجو کرد. در آن هنگام، نظریه‌اى به نام جابه‌جایى قارهها توسط آلفرد وگنر، هواشناس و زمین فیزیک‌دان آلمانى عنوان شد که با نظریه‌هاى قبلى در مورد ثابت بودن وضعیت قارهها و اقیانوسها، تضاد داشت. به همین سبب هم، این نظریه در ابتدا با شک و تردید تلقى شد و عده‌اى حتى آن را به مسخره گرفتند! درواقع بیشتر از ۵۰ سال زمان لازم بود تا اطلاعات کافى براى تأیید نظریه‌ی جمع‌آورى شود تا سرانجام آن نظریه‌ی ضعیف جاى خود را به نظریه‌ی زمین ساخت ورقه‌اى بدهد. نظریه‌اى که براى نخستین بار، دید جامعى درباره‌ی فعالیت‌هاى درونى زمین به دانشمندان مى‌داد.
عقیده‌اى پیشرفته در زمان خود
وگنـر، در کتـابى که در سال ۱۹۱۵ منتشرکرد، اصول عقایـد خود را شرح داده است. او معتقد به وجود قاره‌اى عظیـم به نـام پانگه‌آ (به معنـاى همه‌ی خشکى‌ها) است که در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش، شروع بـه قطعه قطعه شدن کرد و سرانجام قـاره‌هاى امـروزى را بـه وجـود آورد (شکل ۱).
این قاره چند میلیون سال بعد به دو قاره‌ی بزرگ لورازیا (Laurasia) و گندوانا (Gondwana) تقسیم شد که اولى شامل امریکاى شمالى، گرینلند و بیشتر قسمت‌هاى آسیا و اروپاى امروزى است و دومى امریکاى جنوبى، افریقا، قطب جنوب، هندوستان و استرالیاى کنونى را شامل مى‌شده است. مساحت لورازیا و گندوانا تقریباً مساوى بوده است.
شکل ۱- بازسازى قارۀ بزرگ پانگه‌آ، به‌شکلى که در حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش بوده است.
فاصله‌ی دو قاره‌ی لورازیا و گندوانا را دریایی به نام تتیس (Tethys) پر مى‌کرده است که امروزه دریاهاى مدیترانه، خزر و سیاه را بازمانده‌هاى آن مى‌دانند.
چیزى از تقسیم شدن پانگه‌آ نگذشته بود که امریکاى جنوبى و افریقا نیز به صورت یک قطعه از گندوانا جدا شدند. بعدها با پدید آمدن اقیانوس اطلس جنوبى، این دو قاره نیز از همدیگر مجزا گشتند. در حدود ۶۵ میلیون سال قبل اقیانوس اطلس توسعه‌ی بیشترى به سمت شمال یافت، استرالیا از قطب جنوب جدا شد و هندوستان نیز شروع به حرکت به سمت شمال و پیوستن به آسیا کرد.
البته، براى اثبات چنین ادعایى، ارائه‌ی شواهد مختلفى لازم مى‌آمد که بعضى از آنها در زمان وگنر و برخى دیگر توسط محققان مختلف، در طول سالیان بعد عنوان شده‌اند. به طورکلى دلایلی که درکتاب وگنر براى درست بودن نظریه‌ی جابه جایى قارهها ارائه شده‌اند عبارت‌اند از:
۱- انطباق حاشیه‌ی قارهها: وگنر، شباهت زیادى را میان دو حاشیه‌ی شرقى امریکاى جنوبى و غربى افریقا یافته بود، و همین شباهت ظاهرى مى‌توانست دلیل بر این موضوع باشد که درگذشته، این دو قاره به هم متصل بوده و بعدها ازهم جدا شده‌اند.
فکر کنید
امروزه، که دلایل بیشتر و دقیق‌ترى برای نظریه‌ی جابه جایى قارهها جمع‌آورى شده، محل انطباق حاشیه‌ی قارهها را در محل شیب قاره در نظر مى‌گیرند، نه خط ساحلى. با توجه به شکل مقابل هم مى‌بینید که قارهها در محل خطوط ساحلى کاملاً بر هم منطبق نیستند. زمین‌شناسان زمان وگنر نیز به همین صورت ادعاى او را نپذیرفتند. به نظر شما آنان چرا این دلیل را سست مى‌شمردند؟ 
۲- سنگواره‌ها: با فرض درست بودن جابه‌جایى قارهها باید گفت در گذشته‌هاى دور، جانوران و گیاهان مشابهى روى قاره‌هاى متصل وجود داشته‌اند. بعضى از سنگواره‌هایى که امروزه در روى دو قاره‌ی مجاور هم پیدا مى‌شوند، حاکى از آن‌اند که در گذشته، آن قارهها یکپارچه بوده‌اند. مثلاً نمونه‌های سنگواره یا فسیل نوعى خزنده‌ی قدیمى در جاهایى چون قاره‌ی قطب جنوب، افریقا، استرالیا و ماداگاسکار یافت شده که مربوط به ۲۰۰ میلیون سال قبل است. فسیل‌هایى از سرخس‌هاى قدیمى (گانگاموپتریس) نیز در این مناطق به دست آمده است. به طورى که مى‌دانید، این قارهها امروزه از هم بسیار دورند و بعسد است که فرایند تکامل در روى آنها به طور مشابه و همزمان رخ داده باشد.
شکل ۲- در قسمت‌هایی از قاره آفریقا و آمریکای جنوبی، سنگواره‌های کاملاً مشابهی می‌توان یافت.
۳- اقسا‌م سنگها و شباهت‌هاى ساختارى: اگر قارهها در گذشته به هم متصل بوده‌اند، قاعدتاً باید سنگ‌هایى مربوط به زمان‌هاى گذشته که امروز در آنها یافت مى‌شود، از لحاظ سن و جنس مشابه باشند. وجود چنین شباهتى میان سنگهاى شمال غرب افریقا و شرق برزیل به اثبات رسیده است. تشابه سنگها طورى است که فقط با فرض متصل بودن قارهها به هم در گذشته‌هاى بسیار دور قابل توجیه است (شکل ۳).
شکل ۳- انطباق سنگهاى منطقه‌اى از حاشیۀ دو قارۀ افریقا و امریکاى‌جنوبى، دلیل دیگری بر اتصال این دو قاره در گذشته است.
۴- آب و هوا: درقسمت‌هایى از قاره‌هاى واقع در نیم کره‌ی جنوبی که امروزه در حدود منطقه‌ی استوا قرار دارند، آثار یخچالى مشاهده شده است وگنر نتیجه گرفت که درگذشته، همه‌ی آن مناطق در محل قطب و درکنار همدیگر واقع بوده‌اند (شکل ۴).
شکل ۴- اگر قارهها براساس نظر وگنر بازسازى شوند، محل قرار گرفتن یخچال‌ها و جهت گسترش آنها معین خواهد بود.
عقاید موافق و مخالف
وگنر، چون از خواص مکانیکى قسمت‌هاى مختلف پوسته‌ی زمین آگاهى نداشت، فقط قارهها را به صورت شنـاور در روى گوشته تصور مى‌کرد. ولى درباره‌ی وضع بستر اقیانوسها تصوری نداشت. با این فرض، نیروى زیادى بـراى به حرکت درآوردن قارهها لازم نبود. وگنر نیروی ناشی از چرخش زمین یا نیروى جزر و مدرا برای به حرکت درآوردن قارهها کافی می‌دانست. اما مسئله به این سادگى‌ها هم نبود؛ زیرا بستر اقیانوسها محکم است و چنین نیست که قارهها به آسانى بتوانند بر روى آنها حرکت کنند. با ایـن ترتیب، مسئله‌ی، بر روى آنها حرکت کنند. با ایـن ترتیب، مسکوت ماند.
اگرچه بیشتر معاصران وگنر، با نظریات او مخالف بودند، ولى هولمز درکتاب زمین‌شناسى فیزیکى خود پیشنهاد کرد که وجود جریان‌هاى کنوکسیون در داخل گوشته‌ی زمین مى‌تواند دلیل احتمالى حرکت قارهها باشد. نظریه‌ی هولمز هنوز هم با آنکه تاکنون زمین شناسان در مورد عوامل حرکت دهنده قارهها به وافق عمومى نرسیده‌اند، از اعتبار برخوردار است.
مغناطیس دیرین
شکل ۵- مقدار زاویۀ میل مغناطیسى، از صفر (در استوا) تا ۹۰ درجه (در قطب) تغییر می‌کند.
مسئله‌ی جابه جا شدن قارهها براى بار دوم وقتى برسر زبان‌ها افتاد که عده‌اى به کاوش در بستر اقیانوسها علاقه‌مند شدند. محققان اولیه‌ی مغناطیس سنگها، مى‌خواستند تغییرات قدیمى میدان مغناطیسى زمین را تعیین کنند تا بلکه به ماهیت امروزى این میدان، بهترپى ببرند. زمین علاوه بر دو قطب شمال و جنوب جغرافیایى، دو قطب شمال و جنوب مغناطیسى نیز دارد، اما این قطبین جغرافیایى و مغناطیسى، برهم منطبق نیستند. روشى که در مطالعه‌ی دیرین به کار م‌رود، بر پذیرش این واقعیت استوار است که در بعضى از سنگها، کانى‌هایى وجود دارند که به عنوان قطب نماهاى فسیل عمل مى‌کنند. این نوع کانى‌ها (مثلاً مانیتیت) در گدازه‌هاى بازالتى فراوان‌اند. بعد از آن که گدازه سرد و دماى آن از «نقطه‌ی کوری» پایین‌تر رفت، کانى‌هاى یاد شده تحت تأثیر میدان مغناطیسی زمین قرار می‌گیرند و در جهت میدان مغناطیسى زمین، خاصیت مغناطیسى پیدا مى‌کنند (شکل ۶)، که اگر دوباره تا دماى کوری گرم نشوند، به طور دائم وضعیت جهت یافتگى مغناطیسى خود را حفظ مى‌کنند. بنابراین، مغناطیس موجود در این کانى‌ها مى‌تواند وضعیت میدان مغناطىسى گذشته‌ی زمىن را روشن کند و به اصطلاح، موقعیت قطبینِ مغناطیسى زمین را در لحظه‌ی انجماد سنگ، «به یاد خواهدآورد».
شکل ۶- کانی‌های آهنربایى موجود در گدازه‌ها چگونه می‌توانند جهت میدان مغناطیسی گذشته‌هاى دور زمین را مشخص کنند؟
فکر کنید
نکته‌ی مهم دیگر در مغناطیس سنگها، گذشته از مشخص کردن محل قطبین (مانند قطب نما) نشان دادن عرض جغرافیایى مربوطه است (چگونه؟)
مطالعه‌اى که در دهه‌ی ۱۹۵۰، در اروپا روى مغناطیس دیرین انجام گرفت، به کشف ارزنده‌اى منجر شد. به این معنا که آرایش دانه‌هاى مانیتیت موجود در گدازه‌هاى زمان‌هاى مختلف، کاملاً با هم تفاوت داشت. هنگام ترسیم نقشه‌اى براى تعیین محل قطب شمال مغناطیسى در طول ۵۰۰ میلیون سال گذشته، معلوم شد که محل قطب تدریجاً از نزدیک جزایر هاوایى به سمت شمال حرکت کرده و از شرق سیبرى گذشته و سرانجام به محل امروزى خود رسیده است. با این ترتیب، معلوم بود که یا نوعى سرگردانى قطبى در طول زمان وجود داشته، یا آنکه قارهها جابه جا شده اند. با آنکه قطبین مغناطیسى جاى خود را عوض مى‌کنند، مطالعه بر روى میدان مغناطیسى زمین نشان مى‌دهد که قطبین مغناطیسى تقریباً همیشه در نزدیکى قطبین جغرافیایى قرار مى‌گیرند (به همین سبب هم هست که احتمال مى‌دهند خاصیت مغناطیسى زمین،حاصل چرخش آن به دور محورش باشد). اگر قطب‌هاى جغرافیایى سرگردانى قابل ملاحظه‌اى نداشته باشند ــ که ما نیز به این واقعیت معتقدیم ــ قطب‌هاى مغناطیسى هم نباید زیاد جابه جا شوند. در این صورت، تنها دلیل سرگردانى قطبى را مى‌توان به جابه‌جا شدن قارهها نسبت داد. شواهد بهترى براى سرگردانى قطبى زمانى حاصل شد که زمین‌شناسان امریکایی نیز در صدد برآمدند مطالعه‌ای در این مورد انجام دهند (شکل ۷). با کمال تعجب، میان منحنى حاصل از مطالعات اروپائیان و امریکا‌ى‌ها شباهت زیادى وجود داشت به طورى که بین آن دو فقط معادل ۳۰ درجه طول جغرافیایى فاصله بود. آیا در گذشته دو قطب شمال مغناطیسى وجود داشته است؟ این احتمال، بسیار ضعیف است و این پدیده را تنها در صورتى مى‌توان درست توجیه کرد که دو قاره را نزدیک همدیگر قرار بدهیم.
شکل ۷- طرح ساده شده‌ی سرگردانى قطبى که حاصل دو اندازه‌گیرى جداگانه در سنگهاى اروپا و آمریکا بوده است.(الف). موقعیت سنگها بعد از انطباق دو قاره (ب). از مقایسۀ دو شکل، چه نتیجه‌اى می‌گیرید؟
با این همه، یافته‌هاى مغناطیس دیرین هم نتوانست کمک چندانى به اثبات نظریه جابه‌جایى قارهها کند؛ زیرا مغناطیس‌سنجى روشى جدید بود و هنوز مورد تأیید قرار نداشت. گذشته از آن ، خاصیت مغناطیسى سنگها بـه مرور ضعیف مى‌شود یا سنگها مى‌توانند مجدداً مغناطیسى شوند.
سرآغاز یک تحول فکرى
درطول دو دهه‌ی ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰، اطلاعات زیادى درباره‌ی جزئیات ساختمانى بستر اقیانوسها به دست آمد. از جمله، معلوم شد که:
۱- رشته کوه‌هاى بسیار طویل در اقیانوسها وجود دارد. بررسى این رشته کوه در وسط اقیانوس اطلس، موازى بودن آن را با ساحل دو طرف آشکار کرد.
۲- جریان گدازه‌ها و فعالیت‌هاى آتشفشانى در محل رشته کوه میان اقیانوس مشاهده شد.
۳- مطالعات لرزه‌شناسى نشان داد که در اعماق پوسته‌ی اقیانوسى، فعالیت‌هایى درکار است.
۴- نمونه‌بردارى از سنگهاى بستر اقیانوس، در هیچ نقطه سنگ‌هایی قدیمی‌تر از ۲۰۰میلیون سال را نشان نداد. در این صورت، آیا مى‌توان گفت بستر اقیانوسها مى‌توانند از لحاظ زمین‌شناسى پدیده‌هاى جوانى باشند؟
گسترش بستر اقیانوسها: در اوایل دهه‌ی ۱۹۶۰، هرى‌هس، زمین‌شناس امریکایى، این واقعیت‌ها را کنار هم گذاشت و از مجموعه‌ی آنها فرضیه‌ی گسترش بستر اقیانوسها را ارائه داد.
فرضیه‌ی هس این بودکه، بستر اقیانوسها در محل جریان‌هاى کنوکسیونى ویژه‌اى که در گوشته رخ مى‌دهند پدید مى‌آید (شکل۸). با خروج مواد از گوشته، بستر اقیانوس به دو طرف رانده مى‌شود، پس مواد مذاب جایى براى بیرون آمدن و پخش شدن پیدا مى‌کنند. در این صورت، پوسته‌ی جدیدى در محل شکاف تشکیل مى‌شود. هس، همچنین اعلام داشت که به جبران این افزوده شدن بر پوسته‌ی اقیانوسی، در محل گودال‌هاى عمیقى که در حاشیه‌ی بعضى از اقیانوسها قرار دارند و دراز گودال نامیده می‌شوند، پوسته‌ی اقیانوسى قدیمى‌تر به درون گوشته کشانده و کم‌کم هضم مى‌شود. پس، پوسته‌ی اقیانوسى گذشته از جوان بودن، دائماً در حال تجدید شدن است.
شکل ۸- گسترش بستر اقیانوس (فرضیۀ هری‌هس) براساس این مدل، فرضیه را تفسیر کنید.
همزمان با هس، عده‌ای ژئوفیزیک‌دان نظریه‌ی وارونه شدن میدان مغناطیسی زمین را ارائه دادند آنها دریافته بودند که جهت میدان مغناطیسى زمین در گذشته، چندین باروارونه شده، یعنى قطب شمال مبدل به قطب جنوب و بالعکس شده است. شواهد این تغییر جهت میدان مغناطیسى، از مطالعه روى گدازه‌ها و رسوبات بستر دریا در نقاط مختلف جهان حاصل آمد. بعد از تأیید این پدیده، دانشمندان به فکر افتادند تا نوعى مقیاس زمانى بـراى آن تدوین کنند. در این میان، فقط کافى بود که جهت میدان در گدازه‌هاى مربوط به اعصار مختلف، تعیین شود (شکل ۹).
شکل ۹- با توجه به این شکلها، آیا می‌توان گفت که شواهد مغناطیسی، فرضیۀ گسترش بستر اقیانوسها را تأیید می‌کند؟
نظریه زمین ساخت ورقه‌اى
درسال ۱۹۶۸، از نظریه‌هاى جابه‌جایى قارهها و گسترش بستر اقیانوسها، نظریه‌ی کامل‌ترى به نام زمین ساخت ورقه‌اى (تکتونیک ورقه‌اى) ارائه شد. این تئورى چنان جامع است که بیشتر فرایندهاى زمین‌شناسى را به کمک آن مى‌توان تعبیر کرد.
براساس نظریه‌ی زمین ساخت ورقه‌اى، سنگ کره (لیتوسفر) خارجى و جامد شامل ۷ ورقه‌ی بزرگ و تعداد ورقه‌ی کوچک‌تر است (شکل ۱۰). در این میان، بزرگ‌ترین ورقه را ورقه‌ی اقیانوس آرام تشکیل مى‌دهد که در همه جا از آب پوشیده شده است. بقیه‌ی ورقه‌هاى بزرگ، قسمت‌هایى از خشکى و دریارا با هم شامل‌اند. با این ترتیب، دیگر نمى‌توان به نظریه‌ی قدیمى جابه‌جا شدن قارهها به تنهایى فکر کرد، بلکه بایدگفت که بستر اقیانوس نیز همراه قارهها در حرکت است.
شکل ۱۰- لیتوسفر از تعدادى ورقه تشکیل شده است که نسبت به‌هم حرکت می‌کنند.(مرز ورقه‌ها با خطوط رنگى و سیاه مشخص شده و پیکانها جهت حرکات ورقه‌ها را نشان می‌دهند. ورقۀ افریقا ثابت فرض شده است).
ضخامت ورقه‌ها در محل اقیانوسها اندک است و بین ۸ تا ۱۲ کیلومتر (در محل حوضه‌هاى عمیق اقیانوسى) تغییر مى‌کند. در مقابل، ورقه‌ها در زیر قارهها بین ۷۰ تا ۱۰۰ کیلومتر و گاهى بیشتر، ضخامت دارند. ماهیت روان بودن نسبى سست کره، امکان حرکت سنگ کره‌ی جامدرا فراهم مى‌آورد.
حرکت ورقه‌ها نسبت به هم، به سه شکل مختلف زیر مى‌تواند صورت بگیرد:
۱- حرکت دورشونده (واگرا): در چنین محل‌هایى، ورقه‌ها از خط مرکزى رشته کوهى که در بستر دریا پدید مى‌آید، فاصله مى‌گیرند. فاصله‌ی ایجاد شده را مواد مذابى که از درون زمین و سست کره‌ی داغ بالا مى‌آیند، پر مى‌کنند. با این ترتیب، پس از سرد شدن آن مواد، پوسته‌ی اقیانوسى جدیدى (لیتوسفر) در بین دو ورقه دور شونده پدید مى‌آید.
بستر اقیانوس اطلس، در فاصله‌ی ۱۶۰ میلیون سال گذشته به همین ترتیب، شکل گرفته است (گسترش بستر اقیانوسها). سرعت متوسط باز شدن بستر دریاها، حدود ۵ سانتى‌متر در سال است. همین سرعت اندک باعث شده است که بستر اقیانوسها درطول ۲۰۰ میلیون سال اخیر ایجاد شود.
در امتداد حاشیه‌هاى دور شونده، برآمدگى‌هایى ایجاد شده است که طول مجموعه‌ی آنها در اقیانوس‌هاى جهان، به حدود ۶۰ هزارکیلومتر مى‌رسد (شکل۱۱).
شکل ۱۱- طرز تشکیل اقیانوس جدید در محل دور شدن ورقه‌ها
مراکز گسترش، فقط محدود به وسط اقیانوسها نیستند. دریای سرخ، دریای جوانی است که قدمت چندانی ندارد و بر اثر جدا شدن شبه جزیره‌ی عربستان از افریقا پدید آمده است. اگر عمل باز شدن در روی قارهها صورت بگیرد، قاره از همه می شکافد و محل شکاف، ماگمای داغ بیرون می ریزد و در آنجا، قله‌های آتشفشانی تشکیل می‌شود. در شرق آفریقا، هم اکنون، پدیده‌ی باز شدن پوسته‌ی قاره‌ای مشهود است و کوههای آتشفشانی کلیمانجارو در کنیا نیز حاصل همان فعالیت‌ها هستند. اگر این محل همچنان فعال بماند، شرق آفریقا از این قاره جدا خواهد شد. گفته می‌شود که شبه جزیره‌ی عربستان نیز در چند میلیون سال پیش، به همین ترتیب از آفریقا جدا شده است.
در محل ورقه‌های دور شونده، مرتباً سنگ کره‌ی جدید تشکیل می‌شود. اگر پدیده‌ی جبرانی وجود نداشته باشد، باید بر وسعت زمین همچنان افزوده شود. حال آنکه سطح زمین مقداری ثابت است؛ یعنی در مناطقی باید قسمتی از سنگ کره از بین برود. محل برخورد و ورقه‌های نزدیک شونده، از این جمله است.
شکل ۱۲- چگونگی دور شدن تدریجی دو قاره و وسیع شدن اقیانوس، که در بین آنها تشکیل می‌شود. عامل ایجاد این پدیده چیست؟
شکل ۱۳- حالت‌هاى مختلف حرکت ورقه‌هاى سازندۀ پوستۀ زمین نسبت به‌هم. مثال‌ها را در متن جست‌وجو کنید.
۲- حرکت نزدیک شونده (همگرا): در این محل‌ها، معمولاً یک ورقه به زیر ورقه دیگر رانده می‌شود، این نوع مرزها، در محل گودال‌های عمیق اقیانوسی قرار دارند.
بسته به اینکه ورقه‌های نزدیک شونده از چه نوعی باشد، پدیده‌ی حاصل به یکی از صورت‌های زیر خواهد بود:
الف) همگرایی ورقه‌ی اقیانوسی با ورقه‌ی قاره‌ای، ورقه‌ی اقیانوسی خم می‌شود و به زیر می‌رود و به تدریج در گوشته هضم می‌شود که این فرآیند را اصطلاح فرورانش می‌گویند. در این حال، مقداری از رسوبات را نیز همراه خود را به پایین می‌کشاند. وقتی این مواد به عمقی در حدود یکصد کیلومتر می‌رسند، دچار ذوب بخشی می‌شوند که حاصل آن، ایجاد ماگمای با ترکیب بازالتی و آندرزیتی است. چنین ماگماهایی از سنگهای اطراف خود سبک‌ترند. بنابراین، وقتی مقدارشان به اندازه‌ی کافی زیاد شد، حرکتی آرام را به سمت بالا در پیش می‌گیرند و در میان لایه‌ها، منجمد و متبلور می‌شوند (سنگهای آذرین درونی). مقداری از این ماگما هم ممکن است به صد هزارمین برسد و آتشفشان هایی از نوع انفجاری را باعث شود (شکل ۱۴).
شکل ۱۴- مناطق برخورد دو ورقه، الف) اقیانوسى، قاره‌اى ــ ب) اقیانوسى، اقیانوسى ج) قاره‌اى، قاره‌اى. پدیده‌هاى حاصل از هر برخورد چیست؟
ب) همگرایی دو ورقه‌ی اقیانوسی، یکی به زیر دیگری می‌رود و پدیده‌ی آتشفشانی مشابه حالت قبل رخ می‌دهد اما این بار، محل آتشفشان‌ها در بستر دریاست نه در روی خشکی. اگر فوران این آتشفشانی‌ها ادامه یابد، ممکن است بعد از مدتی جزایر آتشفشانی در دریا پدید آیند که به جزایر قوسی معروف‌اند (در کنار جزایر قوسی امروز هم گودال‌های اقیانوسی مشاهده می‌شود) (شکل ۱۴- ب).
ج) همگرایی دو ورقه‌ی قاره‌ای، هیچ یک، به داخل گوشته فرو نمی‌رود؛ زیرا چگالی هر دو، کم و تقریباً یکسان است. نتیجه‌ی چنین برخوردی، ایجاد کوه است. تصور می‌رود که سرزمین هندوستان، در گذشته‌های دور از قاره‌ی آسیا جدا بوده و در حین حرکت از نوع نزدیک شونده، به آن برخورد کرده و رشته کوه هیمالیا را به وجود آورده است. رشته کوههای بزرگ اورال، آلپ و آپالاش نیز نتیجه‌ی چنین برخوردهایی هستند. رشته کوه زاگرس نیز باید حاصل برخورد ورقه‌ی عربستان به قاره آسیا باشد. البته، در محل همه‌ی رشته کوههای گفته شده، قبل از برخورد، دریای وجود داشته و رسوباتی در آنجا ته نشین می‌شده است. فشار حاصل از برخورد حدو ورقه، آن رسوبات را چین داده و به صورت کوه در آورده است (شکل ۱۴- ج).
۳- حرکت امتداد لغز: در این نوع حرکت، پوسته‌ی جدید ایجاد یا تخریب نمی‌شود؛ زیرا دو ورقه‌ی مجاور، در کنار هم می‌لغزند، بنابراین، عملاً در این محل‌ها گسل‌های متعددی وجود دارد و زلزله‌های مکرری رخ می‌دهد.
در سال ۱۹۶۵، توزو ویلسون، زمین‌شناسی کانادایی با مطالعه این گسل‌های امتداد لغز و بزرگ، کمربندهای فعال زمین را به هم ارتباط داد و برای نخستین بار، ایده‌ی وجود ورقه‌های تشکیل دهنده‌ی لیتوسفر زمین و مرز آنها را ارائه داد.
آزمون مدل نظریه‌ی زمین ساخت ورقهای
با ارائه فرضیه زمین ساخت ورقهای، محققان شاخه‌های گوناگون علمی زمین‌شناسی، شروع به آزمون این فرضیه کردند. در نتیجه‌ی این رویکرد علاوه بر دلایلی که در ابتدای این فصل برای جابجا شدن قارهها آورده شد، شواهد زیادتری مبنی بر درست بودن آن نظری یافت شد.
زمین ساخت ورقهای و پراکندگی زمین لرزه‌ها: در سال ۱۹۶۸، یعنی در همان زمان که نظریه‌ی زمین ساخت ورقه ای ارائه شد، سه لرزه‌شناس، مقاله‌ای منتشر کردند که نشان می‌داد چگونه نظریه‌ی مذکور با توزیع نقاط لرزه خیز جهان هماهنگی دارد (شکل ۱۵). شما نیز نقشه‌ی توزیع زمین لرزه‌ها را دقیقاً با الگوی ورقه‌ها (شکل ۱۰) مقایسه کنید. جالب آن است که در نزدیکی دراز گودال‌های عمیق اقیانوسی، فراوانی زمین لرزه‌ها زیادتر از نقاط دیگر است (چرا؟). نظیر چنین حالتی را در کنار ژاپن و حاشیه‌ی غربی آمریکای جنوبی می‌توان ملاحظه کرد.
حفاری در بستر اقیانوس: در فاصله‌ی سال‌های ۱۹۶۸ تا ۱۹۸۳، حفاری‌های در ۱۰۹۲ نقطه، در میان رسوبات بستر اقیانوسها صورت گرفته است. هدف از این فعالیت‌ها، دستیابی به اطلاعاتی درباره‌ی سن حوضه‌های اقیانوسی بود. محققان، با دستیابی مستقیم به نمونه‌ی رسوبات نواحی عمیق اقیانوسها توانستند درست بودن فرضیه‌ی گسترش بستر اقیانوسها را بیازمایند. در هنگام تعیین سن رسوبات، نمونه‌ها نشان دادند که هرچه از محل رشته کوههای میان اقیانوسی دورتر می‌شویم، عمر رسوبات زیادتر می‌شود (این یافته را چگونه تفسیر می‌کنید؟). حداکثر عمری که برای رسوبات قدیمی تعیین شد، ۲۰۰ میلیون سال بود، حال آنکه سن بعضی از سنگهای روی قارهها به ۴ میلیارد سال نزدیک است. ضمناً، در محل رشته کوههای میان اقیانوسی، رسوبی یافت نشد.
شکل ۱۵- مراکز ۳۰۰۰۰ زلزله‌اى که در فاصلۀ سالیان ۱۹۶۱ تا ۱۹۶۷ در روى زمین رخ داده‌اند، در این نقشه پیداست. چه استنباطى در مورد آنها می‌کنید؟
اندازه‌گیری های انجام شده در اقیانوسها، نشان داد که سرعت رسوب‌گذاری، چیزی در حدود یک سانتیمتر در هزار سال است. قرار بود که بستر اقیانوسها بسیار قدیمی می‌باشد، بایستی رسوباتی به ضخامت چندین کیلومتر در آنها یافت می‌شد، حال آنکه حداکثر ضخامت رسوبات بیشتر از چند صد متر نشان داده نشد.
نقاط داغ: نقشه‌برداری از برآمدگی‌های زیر دریا در اقیانوس، رشته‌های از جزایر آتشفشان را از جزایر هاوایی تا محل گودال الئوشین (نزدیک آلاسکا) نشان داد.
پس از تعیین سن آتشفشان‌ها معلوم شد که هرچه از هاوایی دور شویم، سن کوههای آتشفشانی به ترتیب بیشتر افزایش می‌یابد. مثلاً، ترین کوه ۶۵ میلیون سال قدمت دارد و بعد به کوهی ۲۷ میلیون ساله و سرانجام به کوه های آتشفشان هاوایی می‌رسیم که کمتر از یک میلیون سال عمر دارند.
محققان عقیده دارند که نوعی مخزن در حال بالا آمدن از مواد گوشته، در زیر جزایر هاوایی قرار دارد. زوبین مواد در هنگام رسیدن به اعماق و کم و کاسته شدن از مقدار فشار، باعث پدید آمدن نوعی نقطه‌ی داغ می‌شود. با فرض اینکه صفحه اقیانوس آرام از روی این نقطه عبور می‌کند، به ترتیب، ساختار‌های آتشفشانی حاصل می‌آیند. عمر این آتشفشان نیز نشان دهنده‌ی زمانی است که آن کوه، در نزدیک نقطه‌ی داغ قرار داشته است. ۵ میلیون سال پیش، کائوایی یعنی قدیمی ترین جزایر هاوایی در روی نقطه‌ی داغ واقع بود. بنابراین، فقط همان یک آتشفشان که امروزه خاموش است در این محل تشکیل شد (شکل ۱۶). اما امروزه، در جزایر هاوایی، ناظر بیرون آمدن گدازه‌های جدید از کوههای مونالوآ و کیلوا هستیم. جالب آنکه در نقطه‌ای جنوبی‌تر واقع در ۳۵ کیلومتری هوایی، یک جزیره‌ی دیگر در آینده به جمع جزایرهاوایی افزوده خواهد شد. در نقاط دیگر اقیانوس آرام هم نظیر همین رشته جزایر وجود دارد.
شکل ۱۶- رابطه میان نقطۀ داغ و رشته جزایر هاوایى در ورقۀ اقیانوس آرام
نقاط داغ نیز دلیلی دیگر بر حرکت ورقه‌ها و حتی جهت آن هستند. البته هنوز در مورد چگونگی تشکیل نقاط داغ و نقش آنها در زمین ساخت ورقی بحث وجود دارد. تعداد نقاط داغ، حدود ۵۰ تا ۱۲۰ مورد تعیین شده است. محل یکی از این نقاط در زیر جزیره‌ی ایسلند در شمال اروپاست.
عامل‌های حرکت دهنده
تئوری زمین ساخت ورقهای، فقط از حرکت ورقه‌ها و آثار این حرکت بحث می‌کند بدون آنکه از نیرو یا نیروهای دست‌اندرکار در این فرآیند صحبتی به میان آورد. در این باره البته، هنوز دلیل قانع‌کننده‌ای ارائه نشده است، اما به احتمال زیاد، توزیع نامساوی گرما در درون زمین باید عامل این حرکت باشد. مثلاً، چنانکه گفته شد، هولمز عامل حرکات را وجود جریان‌های کنوکسیونی در داخل گوشته می‌داند در حالی که زمین‌شناسان امروزی، چگونگی انجام این حرکات را بسیار پیچیده‌تر از آن می‌دانند که بتوان با جریان ساده‌ی کنوکسیونی نشان داد.
