درس 4: سفر به اعماق زمین

سفری که با زیردریایی انجام نمی‌شودگفت‌وگوصفحه ۲۶ کتاب درسی

آیا واقعاً می‌توان به درون زمین سفر کرد؟ دانشمندان چگونه درباره‌ی درون زمین اطّلاعات به دست می‌آورند؟ کتاب پاسخ را از همان اوّل می‌گوید: ما در این سفر از زیردریایی و سفینه استفاده نمی‌کنیم، بلکه به‌وسیله‌ی امواج لرزه‌ای به درون زمین خواهیم رفت.

از معلّم خود بخواهید تلفن همراهش را در حالت لرزشی روی میز بگذارد و از تلفن دیگری با آن تماس بگیرد. پس از شماره‌گیری چه اتّفاقی می‌افتد؟

در اثر شکستن ناگهانی سنگ‌های درون زمین، زمین‌لرزه ایجاد می‌شود و انرژی آزادشده به‌صورت امواجی به سطح زمین می‌رسد که به آن امواج لرزه‌ای می‌گویند. به محلّ آزاد شدن انرژی، کانون زمین‌لرزه می‌گویند.

ضربه به میزآزمایش کنیدصفحه ۲۷ کتاب درسی

از یک سر میز آهنی به آن ضربه‌ای بزنید، به‌طوری که هم‌کلاسی شما در طرف دیگر میز با دست خود لرزش‌های ایجادشده را حس کند. همین آزمایش را برای میزهای چوبی و پلاستیکی نیز تکرار و نتیجه‌ها را با هم مقایسه کنید.

امواج لرزه‌ای درون زمین از سنگ‌های سخت و متراکم تندتر و از سنگ‌های نرم و کم‌تراکم کندتر عبور می‌کند. دانشمندان با استفاده از تغییرات سرعت امواج لرزه‌ای در بخش‌های مختلف درون زمین، به ویژگی‌های لایه‌های درونی آن پی می‌برند.

این‌جاست که میزِ کلاس مدل زمین می‌شود: جنسِ چیزی که موج از آن رد می‌شود، سرعت موج را عوض می‌کند — و از روی سرعت می‌شود جنس را حدس زد.

سه لایه از نظر ترکیب شیمیاییصفحه ۲۸ کتاب درسی

کره‌ی زمین بر اساس ترکیب شیمیایی و جنس موادّ تشکیل‌دهنده، به سه لایه‌ی پوسته، گوشته و هسته تقسیم‌بندی می‌شود.

• پوسته: لایه‌ای که ما روی آن زندگی می‌کنیم. ذخایر نفت، گاز، زغال‌سنگ، معادن فلزّی و غیرفلزّی و سفره‌های آب زیرزمینی همه در داخل پوسته واقع شده‌اند.
• گوشته: لایه‌ی میانی زمین که از زیر پوسته آغاز می‌شود و تا هسته ادامه دارد. جنس سنگ‌های گوشته با سنگ‌های پوسته و هسته متفاوت است.
• هسته: لایه‌ای که در مرکز زمین واقع شده است. هسته بیشتر از آهن و نیکل تشکیل شده است.

مرکز زمین در عمق ۶۴۰۰ کیلومتری است.

پنج بخش از نظر حالت موادصفحه ۲۹ کتاب درسی

بر اساس حالت موادّ تشکیل‌دهنده — جامد، مذاب و خمیری — لایه‌های درونی زمین به پنج بخش تقسیم می‌شوند.

1. الف) حرکت قطعات سنگ‌کره روی خمیرکره باعث پیدایش کدام پدیده‌ها می‌شود؟

   پاسخ: زمین‌لرزه، آتش‌فشان، و ساخته شدن کوه‌ها.

سنگ‌کره روی خمیرکره حرکت می‌کند. منشأ بیشتر آتش‌فشان‌ها و زمین‌لرزه‌ها به خمیرکره مربوط است. به خمیرکره و بخش جامد بالای گوشته، مجموعاً گوشته‌ی بالایی گفته می‌شود.

مدلِ کره‌ی زمین بسازیدفعّالیتصفحه ۳۰ کتاب درسی

وسایل و موادّ مورد نیاز: توپ پینگ‌پُنگ، براده‌ی آهن، کاسه، مقداری ماسه‌ی ریز، پارافین ژله‌ای، چسب، خاک رس به مقدار لازم و گواش.

1. ۱با گِل رس یک کاسه درست کنید و بگذارید تا خشک شود.
2. ۲پارافین ژله‌ای را داخل یک ظرف درون آب گرم قرار دهید تا ذوب شود؛ سپس آن را درون کاسه‌ی خشک‌شده بریزید.
3. ۳پیش از سفت شدن پارافین، یک توپ پینگ‌پنگ بردارید و به سطح خارجی آن مقداری از مخلوط ماسه‌ی ریز و براده‌ی آهن بچسبانید. سپس آن را در وسط پارافین ژله‌ای ثابت نگه‌دارید تا پارافین سفت شود، به‌طوری که قسمتی از توپ از ژله خارج باشد.
4. ۴مانند شکل، آن را رنگ‌آمیزی کنید.

شگفتی‌های آفرینش: دانشمندان با استفاده از اختلاف سرعت امواج لرزه‌ای دریافتند که هسته‌ی خارجی زمین حالت مایع دارد؛ امّا هسته‌ی داخلی با اینکه در عمق بیشتری واقع شده است، حالت جامد دارد.