גיאולוגיה

מבנה כדור-הארץ

בפרק זה נסקור את מבנהו הפנימי של כוכב הלכת שלנו. הבנת המבנה הפנימי של כדור-הארץ חשובה מאוד להבנת התהליכים הפנימיים המתרחשים בתוכו, ולהבנת מראה פני השטח הטופוגרפיים שנוצרו ועדיין נוצרים.

כדור-הארץ אינו צורת כדור עגול מושלם, הוא פחוס באזורי הקטבים. צורה זו קרויה גאואיד. רדיוס כדור-הארץ הנו מרבי בקו-המשווה וערכו כ- 6,300 ק"מ. כדור-הארץ בנוי משלוש שכבות שונות: גלעין, מעטפת וקרום. הגלעין והמעטפת תופסים כל אחד כמחצית מנפחו של כדור-הארץ. הקרום הוא דק ביותר לעומתם וזניח בעוביו. ניתן לדמות את מבנה כדור-הארץ למבנה של ביצת תרנגולת. הגלעין הוא החלמון הצהוב הנמצא במרכז ותופס כמחצית מנפחה. המעטפת היא החלבון הלבן והיא עוטפת את הגלעין. קליפת הביצה הנה דקה ביותר ושברירית כמו קרום כדור-הארץ.

מבנה כדור-הארץ

הגלעין

עד למרחק של כ- 3,400 ק"מ, קצת יותר ממחצית מרדיוס כדור-הארץ, נמצא הגלעין. הגלעין מכיל כשליש מהמסה של כל כדור-הארץ וצפיפות החומר שבו נעה בין 10-13 גרם לסמ"ק. את הגלעין עצמו ניתן לחלק לשני חלקים שונים בהתאם למצב הצבירה של החומר בתוכם. חלקו הפנימי של הגלעין, הנקרא הליבה הפנימית, הנו במצב צבירה מוצק ואילו חלקו החיצוני של הגלעין, הנקרא הליבה החיצונית הנו במצב צבירה נוזלי. משוער כי הגלעין עצמו בנוי מיסודות ברזל כבדים: ברזל, ניקל וקובלט. סיבה אחת להשערה זו היא העובדה כי הברזל נפוץ במערכת השמש אך לא נמצא בשתי השכבות האחרות של כדור-הארץ, לכן מניחים כי רוב הברזל שבכדור-הארץ נמצא בגלעינו. סיבה שנייה להנחה זו היא עדות המגיעה מתוך מטאוריטים המגיעים מן החלל. חקר מבנה המטאוריטים יכול להעיד על מבנם של גופים גדולים יותר כמו כדור-הארץ. בליבם של המטאוריטים נמצאו כמויות גדולות של ברזל וניקל. סיבה שלישית המעידה על גלעין המכיל ברזל היא השדה המגנטי של כדור-הארץ. כדי ששדה מגנטי זה יתקיים חייב להימצא חומר מוליך חשמל בגלעין.

המעטפת

השכבה השנייה במבנה כדור-הארץ עוטפת את הגלעין וקרויה לכן המעטפת. שכבה זו משתרעת מהגרעין ועד לקרום, מרחק של כ- 2,900 ק"מ. גם את המעטפת ניתן לחלק לאזורים שונים. חלוקה זו נובעת מצפיפות החומר המשתנה בין כל אזור. להלן החלוקה של שכבת המעטפת לתת שכבותיה:

      מעטפת תחתונה – זו שכבה שמשתרעת בתחום רדיוס שבין 650 ל- 2,900 ק"מ. שכבה זו מכילה כמות גדולה מאוד של ברזל. הברזל הוא יסוד כבד ולכן שוקע לעומק רב יותר משאר היסודות.

      מעטפת המעבר – זו שכבה שמשתרעת בתחום רדיוס שבין 400 ל- 650 ק"מ. בסביבה זו עדיין קיים לחץ רב מאוד. עקב לחץ זה המינרלים הנמצאים בשכבה זו משנים את הרכבם ונדחסים מעבר למצבם הטבעי.

      מעטפת עליונה – זו שכבה שמשתרעת בתחום רדיוס שבין 30 ל- 400 ק"מ. בשכבה זו סבורים כי נמצא חומר פלסטי במצב צבירה הקרוב לנוזלי. חומר זה מסוגל לזרום בזרימה איטית. על גבי חומר גמיש וזורם זה סבורים כי מונחים הלוחות הטקטוניים, וכך מאפשר את תנועתם שעליה נלמד בהמשך.

הקרום

קרום כדור-הארץ הנו דק ביותר ולכן גם שברירי מאוד. עוביו של קרום כדור-הארץ נע בין 5-70 ק"מ. הקרום מהווה בנפחו רק 1% מנפח כדור-הארץ.
הקרום מתחלק לשני סוגים: קרום יבשתי וקרום ימי.

הקרום היבשתי מרכיב את כל היבשות שעל פני כדור-הארץ. עוביו של קרום זה 25-70 ק"מ. הקרום היבשתי ברובו עשוי סלע יסוד בשם גרניט. הגרניט הוא יסוד קל יחסית ולכן הקרום היבשתי פחות צפוף ויותר קל מהקרום הימי (העשוי בזלת).

הקרום הימי מצוי מתחת לאוקיינוסים. עוביו של קרום זה 5-15 ק"מ. הקרום הימי ברובו עשוי מבזלת שהיא כבדה וצפופה יותר מהגרניט. סיבה זו נעוצה בהבדל בין זמן ההתקררות של חומר הלבה (מאגמה) הנפלטת בזמן התפרצות געשית. על פני היבשה הלבה מתקרר לאט באוויר וכך נוצר הגרניט. במעמקי האוקיינוסים הלבה מתקררת מהר יותר בתוך המים וכך נוצרת הבזלת. בתהליך התקררות איטית באוויר החומר לוכד בועות אוויר בתוכו ולכן הוא צפוף פחות ויותר קל. בתהליך התקררות מהיר בים החומר נדחס, מתקשה כשהוא דחוס יותר ויותר כבד.

על גבי קרומים אלו נמצאים הלוחות הטקטוניים. ההבדל בין שני סוגי קרומים אלו גורם לכך שהלוחות הנישאים על גביהם יתנהגו באופן שונה בזמן התנגשות בין הלוחות. נניח כי לוח טקטוני המונח על גבי קרום יבשתי ולוח טקטוני המונח על גבי קרום ימי מתנגשים. ההבדל בין משקלי הקרומים יגרום לכך שבזמן ההתנגשות ינוע הלוח הטקטוני הנישא על גבי הקרום הימי הכבד מתחת ללוח הטקטוני הנישא על גבי הקרום היבשתי הקל יותר. בדרך זו נוצרו חלק מן ההרים והרמות הגדולות הבולטים מפני כדור-הארץ. עוד נרחיב על כך בהמשך.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - גיאוגרפיה | גיאולוגיה: מבוא | החלל ומערכת השמש | מבנה כדור-הארץ | מינרלים וסלעים | תיאוריית נדידת היבשות | טקטוניקת הלוחות | רעידות אדמה ופעילות געשית | תהליכים בקרום כדור-הארץ | הזמן הגיאולוגי ]