الاكتشافات العلمية وراء فهم التكتون

إن سطح الأرض ليس ثابتاً، فالتغيرات في المحيطات وقربها، وكسرت القوى الهائلة القشرة إلى نباتات مسلية تترنح عبر طبقات الكوكب الأعمق، ونظرية التكتون هي أحد أهم الإنجازات الفكرية في العلوم الحديثة، وتركت معاً الملاحظات من الجيولوجيا، وعلم المحيطات، وعلم النسيج الثابت، والفيزياء الأرضية.

"مُتجرّد مُتجرّد أرض مُتنقلة"

قبل القرن العشرين، لاحظ صناع الخرائط والطبيعيون وجود تماثل بين السواحل في أفريقيا وأمريكا الجنوبية، وفي القرن السادس عشر، كان إبراهيم أورتيليوس، وهو الكارتوغرافي الفلمندي الذي نشر أول أزهار حديثة، يُخمّن أن القارات قد مزقتها الزلازل والفيضانات، غير أن اقتراحه كان آلية فلسفية واحدة دون تصور قارات أكثر.

The figure mostknownly associated with the continental drift hypothesis is Alfred Wegener, a German meteorologist and polar researcher. In 1912, Wegener presented his theory that the continents once joined in a supercontinent he called Pangaea, which began to break apart roughly 200 million years ago.[ marshaled an impressive range of evidence that went well beyond the jigsaw-puzzle fit of coastlines]

رفض (ويغنر) و (كوست) لآلية

وعلى الرغم من قوة الأدلة، فإن أفكار ويغنر قد قوت بمعارضة شديدة من المؤسسة الجيولوجية، ولا سيما في أمريكا الشمالية، وقد أظهر الأطباء بسرعة أن القوات التي اقترحها كانت ضعيفة جدا لنقل القارات، ولم يكن بوسع الجيولوجيين تصور كيف يمكن للصخرة القارية أن تجتاز الحدود البرية الصلبة للمحيط دون تحطم، وبدون آلية قيادة ذات مصداقية، فقد رُفضت الانجراف القاري كبشخاش، وزا.

غير أن البذور التي تسود آلية ما كانت تزدهر بالفعل، فخلال العشرينات و ٣٠٩١، اقترح عالم الجيولوجي البريطاني آرثر هولمز أن الحرارة من التحلل الإشعاعي داخل الأرض يمكن أن تدفع تيارات الوصل في المعبد، وهي طبقة من الأرضيات المتدهورة ببطء تحت القشرة، وقد توخى ظهور خامات من نوع هولث في دورة حيث ترتفع فيها الصخور الساخنة الأقل انتشارا.

Paleomagnetism: The Magnetic Proof of Drift

وقد جاء أول تأكيد قوي على أن القارات قد انتقلت من ربع غير متوقع: دراسة المغناطيسية القديمة المقفلة في الصخور، وفي الخمسينات، كان بإمكان علماء الجيوفيزيائيين في بريطانيا، ولا سيما ستانلي كيث رانكورن وباتريك بلاكيت، أن يقيّدوا التوجهات المغناطيسية في تدفقات الحمم المبردة والصخور الرسوبية، وعندما تكون المعادن التي تُجمّدة مثل البلورة مغناطيسية، متوافق مع توجه الأرض المغنطيسية.

وكانت النتائج مبتذلة، فبدلا من أن يكون هناك عمود مغناطيسي ثابت، حصل الباحثون على مواقع مختلفة للعمود بالنسبة للصخور ذات العمر في قارات مختلفة، مثلا، تشير الصخور البرمية المتحركة في أوروبا إلى عمود شاحب يقع بعيدا عن التاريخ الذي أشارت إليه صخور أمريكا الشمالية المعاصرة، وإذا بقيت القارات ثابتة، فإن هذه الأعمدة تتزامن مع ذلك.

سطح البحر: المحرك تحت المحيطات

وفي حين أن الهالات الشحيحة قد أعادت تأكيد الاهتمام بالانجراف، فإن الآلية المادية ظلت بعيدة المنال حتى تحفز الحرب العالمية الثانية ثورة في استكشاف المحيطات، وقد كشفت السونار، والمغنطيسي، وجهود السبر في أعماق البحار عن وجود طبوغرافيا مجهولة على قاع البحر، وبدلا من وجود سهل لا مثيل له، فإن قاع المحيط قد قطع بسلسلة جبلية مستمرة تتدفق عبر جميع أحواض المحيط في العالم.

وفي عام ١٩٦٠، قام عالم الجيولوجي في برنستون هاري هيس، استنادا إلى خريطة السونار السابقة، بنشر مقالة ستصبح كلاسيكية، واقترح أن تكون الحواف الوسطى هي المواقع التي ترتفع فيها الماجستير من المحيطات، وتخلق قشرة بحرية جديدة، ثم تنتقل هذه القشرة الجديدة بعيدا عن الحافة، وتتوسع في حوض المحيط.

لقد وصف نفسه مقالته بأنها مقالة في الجيوموتري وما زالت مضاربة إلى حد كبير، و تفتقر إلى الأدلة الجادّة لتمييزها عن الخدعة، و جاءت تلك الأدلة بسرعة من حقل المغناطيس

قطاعي المغنطيسي وضفاف الفين - ماثيوز - مورلي

وخلال الخمسينات والستينات، سجل علماء المحيطات الذين يطوفون على المغنطيسيات خلف السفن أنماطا فضولية في التوقيع المغناطيسي لقاع البحار، وكانت هذه السلسلة المتوازية من التصفيقات المغنطية الأقوى والضعيفة بعيدة عن التلال الوسطى، مما أدى إلى ظهور نمط ثابت من الزمارة المغنطية المغنطيسة، وكانت هذه الشظايا المغنطية المغنطية في عام ١٩٦٣.

غير معروف لهم، قدم عالم الجيولوجي الكندي لورانس مورلي نفس الفكرة بشكل مستقل، ولكن ورقته رُفضت في البداية، وعندما نشرت ورقة فيني وماثيوز، قدمت الاختبار النهائي، وإذا كان انتشار قاع البحر حقيقيا، فإن الشرائط المغناطيسية على جانبي الحوض ستعكس بعضها البعض تماما، وسيتطابق النمط مع الجدول الزمني المعروف للبرامج العالمية المغناطيسية التي تُجرى على الأرض من البركان.

مسارات وولادة مفهوم التكتون

ونظراً إلى أن نموذج انتشار قاع البحر قد حظي بقبول، فقد برزت قطعة أخرى. وقد لاحظ جي. توزو ويلسون، وهو عالم جيوفيزيائي كندي، أن التلالات في وسط المحيط ليست مستمرة، بل إنها تخترق أجزاء من عدة كسور من العمود الفقري، وفي ورقة عام 1965، عرض فكرة " الارتداد الجغرافي " () عن أخطاء في الحركة غير الثابتة.

وذهب ويلسون إلى ربط مختلف الملاحظات بمفهوم يضخ ] - نوافذ صلبة تشمل القشرة القارية والقشرية وتتحرك كوحدات متماسكة، واعترف بأن سطح الأرض هو شعار من هذه الصفائح المثبتة بثلاث أنواع من الواجهات البينية: الحوافات، والخنادق، والتحولات الشكلية.

التخييط التكتروني

وفي أواخر الستينات، قام عدة باحثين بتشييد الإطار المواضيعي والعالمي لتركات الصفائح، ونشر دان ماكينزي وروبرت باركر ورقة في عام 1967 استخدمت فيها أجهزة الفرز الزلازلية والجيوميتري لتبين كيف يمكن وصف حركة قفص المحيط الهادئ وغيرها بالتناوب الجامد على نطاق ما، وفي نفس العام اقترح جيسون مورغان نموذجا لـ 12 لوحة رئيسية يمكن حسابها من خلال عرضها.

وبحلول عام 1968، أصبح نموذج التكتونات هو النموذج السائد، فمصطلح " التكتونيات المزروعة " نفسه يؤكد على العنصرين الأساسيين: فاللوحات السطحية الصلبة (المحيط الأرضي) والطريقة التي يتم بها إنشاءها والتحرك وإعادة تدويرها (التشكيلات من الأحواض اليونانية tekton[FLT: زلزال]، أي أنها تولد القوة الكهربائية).

بنية الأرض العميقة والمنطقة الفرعية

وقد أثار قبول الصفائح الكزازية تساؤلات أعمق عن مدى اتساع لوحاتها الصلبة وما يحدث لها أثناء هبوطها، وقد وفر علم الزلازل في منطقة الزلازل اليابانية التي تمتد إلى منطقة كيو واديتي وهيغو الأمريكية بصورة مستقلة، في الثلاثينات، أن الرغاوي القريبة من قاع البحر تزداد عمقاً تدريجياً في طائرة زلزالية تمتد إلى مئات الكيلومترات.

وهذه الهياكل العميقة تؤكد إعادة تدوير الغلاف الجوي البعيد الأجل وتساعد على شرح أنماط التدفق الحراري والفولكان التي شوهدت في هوامش متجانسة، وتشكل المناطق الفرعية المحرك الرئيسي لحركة الصفائح، حيث أن البهجة السلبية للغسل البارد تمارس قوة سحب قوية، وهي آلية معروفة بسحب السائل المتحرك.

تحديث الجيوديسيا وقياس حركة الطوابق

ومن أبرز تأكيدات التكتونات التي تحمل اللوحات قياسا مباشرا للحركة القارية باستخدام الجيوديسيا الفضائية، وتتتبع شبكات النظام العالمي لتحديد المواقع ومحطات لازر الساتل الآن مواقع آلاف النقاط الثابتة على سطح الأرض مع ختان نصف قطري، وتبين هذه القياسات أن اللوحات تتحرك بمعدلات تتفق مع المعدلات التي يتوقعها وجود شذوذ تسارعي مغناطيسي في السنة.

ولا تكتفي البيانات الجيوديسية بتثبيت النظرية فحسب، بل تكشف أيضا عن الأنماط المعقدة لتشوهات اللوحات في مناطق مثل نظام الخزنة في سان أندرياس، تبين محطات النظام العالمي لتحديد المواقع تماما كيف تتراكم الضائقة وتطلق بصورة دورية في الزلازل، وفي الهيمالايا، تحدد البيانات الساتلية كمية الاصطدام المستمر بين الهند وEurasia التي تواصل رفع لوحة الترسيمات، بل وتكشف عن بعض الحالات.

The Unifying Impact of Plate Tectonics

وقد أدى تطور علماء الصفائح إلى إعادة تشكيل علوم الأرض، حيث أنه يرتبط بمجالات مختلفة فيما يبدو: يمكن أن يفسر علماء النخيل التوزيعات المتقطعة للمراسيم في أستراليا وأمريكا الجنوبية؛ كما يمكن للأخصائيين الجيولوجيين الاقتصاديين التنبؤ بحدوث ركاز معدني مرتبط بمناطق فرعية وبوادر خلل؛ ويفهم علماء المناخ كيف يؤثر ترتيب القارات على تعميم المحيطات على الصعيد العالمي وعلى أنماط المناخ الطويلة الأجل، بما في ذلك تقييمها.

إن الرحلة من تعليقات أورتيليوس المضاربة إلى عصر الرصد الساتلي في الوقت الحقيقي ليست خطية ولا حتمية، بل تتطلب تراكماً عنيداً للأدلة من قبل العلماء الذين يرغبون في تحدي الأرثوذكسية، وتطوير التكنولوجيا التي يمكن أن تستكشف قاع المحيط الخفي، وتوليف الملاحظات من الظواهر المغنطية والزلزالية والجيوديسية.

اليوم، لا تزال تتطور التكتونية في الميدان، ويحقق الباحثون في بدء مناطق التخضّص، ودورة المياه العميقة من خلال النظارات، والتفاعل بين حركة الصفائح والأعمدة التي تشكل سلاسل بقعة ساخنة مثل هاواي، مع الأجيال الجديدة من السايزموم المحيطي، والتغطية الساتلية التي ترتجل باستمرار، فإن العمل الداخلي للمحرك اللاهوسفيري أصبح أكثر وضوحا.