גיאולוגיה

פרק זה דן במבנה הפיזי של כדור-הארץ. נתחיל בסקירה כללית של החלל ושל מערכת השמש שלנו. כיצד היא נוצרה וממה היא מורכבת. נמשיך בחקירה פנימית של מבנה כדור-הארץ. מבנה כדור-הארץ יסייע בהבנת תיאוריית נדידת היבשות הנשענת על קיומם של הלוחות הטקטוניים. קיומם של הלוחות הטקטוניים מסבירים גם את תופעת רעידות האדמה ואת התפרצויות הרי הגעש. מלבד כל הנושאים האלה נדון גם בתהליכים נוספים המתרחשים בקרום כדור-הארץ, בתקופות הגיאולוגיות השונות ועוד.

החלל ומערכת השמש

בפרק זה נסקור בקצרה את החלל ואת מערכת השמש שלנו.

החלל

היקום הוא מרחב ענק ובלתי נתפס בגודלו העצום. לפי התיאוריה המקובלת היום נולד היקום במאורע המפץ הגדול לפני כ-14.5 מיליארד שנה. החלל כולו הכולל את מושג המרחב-זמן נוצר מאירוע זה. לפני אירוע זה הייתה מרוכזת בנקודה ייחודית אחת (הנקראת בלעז סינגולריות) כל האנרגיה של היקום. המפץ הגדול, שהסיבה להיווצרותו אינה ידועה עד כה, שחרר אנרגיה זו לכל עבר תוך יצירת היקום שאנו חיים בו. האנרגיה האדירה שהשתחררה לכל עבר, הפכה לחומר, בעיקר ליסודות פשוטים ובסיסיים כמו מימן והליום בעלי אטום של אלקטרון אחד או שניים בהתאמה.

גזים אלו ויסודות אחרים שהופיעו במשך הזמן הסתחררו בינם לבין עצמן. ענני חומר אלו היו עצומים מאוד בכמויותיהם. בגלל כוח הכבידה (הוא כוח המשיכה בין חומרים וגופים) הצטופפו ענני חומר אלה עם הזמן ויצרו חומרים מוצקים יותר. מענני גז עצומים אלו החלו להיווצר כוכבי השמיים, כמו השמש שלנו. גלקסיות שלמות של כוכבים נוצרו. בכל גלקסיית כוכבים ישנן מספר רב של כוכבים בוערים כמו השמש שלנו המכלים את הדלק האגור בתוכם ופולטים קרינה (אור וחום) לכל עבר. מסביב לכוכבים אלו מסתובבים לרוב כוכבי הלכת שנוצרו בקרבתם מענני הגז ושנלכדו בלידתם במסלול אליפטי סביבם.

מערכת השמש שלנו היא חלק מגלקסיית שביל החלב שאינה מיוחדת על פני שאר הגלקסיות הפזורות אינספור ברחבי היקום הרחב. גם מערכת השמש שלנו אינה ייחודית בדרך היווצרותה משאר אינספור מערכות השמש הזרועות ברחבי רקיע הלילה.

מערכת השמש

בלילה נקי מעננים נבחין על נקלה בכוכבים רבים. כוכבים זוהרים אלו הם או כוכבי מערכת השמש שלנו עלינו נלמד בהמשך, או שביטים, מטאוריטים או גופים אחרים החולפים במערכת השמש שלנו ומוארים מהשמש או כוכבים (שמשות) רחוקים מאוד מגלקסיות אחרות.

מהי השמש?

בלב מערכת השמש שלנו נמצאת כאמור השמש. השמש עשויה ענן גז לוהט. תהליך יצירתה של השמש משוער ללפני כ-5 מיליארד שנה. מקור הקרינה שהשמש פולטת הוא מתהליכים גרעיניים המתרחשים בתוכה. בתוך ליבת השמש שוררת טמפרטורה של כ- 15 מליון מעלות חום. הטמפרטורה השוררת על פני השמש מגיעה לכ- Cº6,000. השמש מפזרת קרינה רבה לכל עבר כל הזמן. כאשר חומר דלק גרעיני זה יאזל תגיע השמש לסופה ותפסיק להפיץ קרינה בצורת גלי אור וחום.

השמש נוצרה מענן גז לוהט שהחל להסתובב סביב עצמו. סביב השמש נותרו שאריות גז שהצטופפו ונדחסו ויצרו את כוכבי הלכת. כוכבי הלכת לכודים על-ידי כוח המשיכה של השמש הנמצאת במוקד (אחד משניים) של מסלול אליפטי סביבה. ייחודו של כדור הארץ בין כל שאר כוכבי הלכת האחרים המקיפים את השמש הוא במרחקו ממנה. כדור הארץ נוצר ונמצא במרחק מיטבי מן השמש. מרחק זה מאפשר קבלת קרינה מספקת של אנרגיית אור וחום ליצירת תהליכי חיים. הקרינה המגיעה אינה חזקה מידי מצד שני ואינה הורסת ומשמידה כל דבר.

נסקור בקצרה את כוכבי מערכת השמש שלנו, כל המידות הם יחסית לכדור-הארץ:

שם	מרחק השמש	קוטר	מסה	משך שנה	משך יממה	כוח משיכה
כוכבי הלכת הסלעיים:
חמה	0.39	0.38	0.055	0.24	59	0.38
נוגה	0.72	0.95	0.815	0.62	243	0.9
כדוה"א	1	1	1	1	1	1
חגורת אסטרואידים ושביטים
כוכבי הלכת הגזיים:
מאדים	1.52	0.53	0.11	1.9	1.025	0.38
צדק	5.20	11.20	317.90	11.9	0.417	2.34
שבתאי	9.54	9.41	95.17	29.4	0.436	1.16
אוראנוס	19.19	3.98	14.56	83.7	0.717	1.15
נפטון	30.07	3.81	17.24	163.7	0.667	1.19

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.

מינרלים וסלעים

מינרלים

מינרל הוא חומר לא אורגני, טבעי, אחיד ומוצק. מינרל יכול להיות מורכב מיסוד אחד או מתרכובת של מספר יסודות. מבנה המינרל חייב להיות מבנה מסודר ואחיד, צורת סידור מבנה זה מכונה בשם גביש.

את המינרלים ניתן לסווג לפי התכונות הבאות:

      1. צבע – למינרל המכיל ברזל יש צבע כהה.
      2. ברק – למינרל המכיל מתכות יש ברק והוא נוצץ.
      3. מידת שקיפות – ישנם מינרלים שקופים וישנם אטומים.
      4. מידת הקשיות – יהלום הוא המינרל הקשה ביותר.
      5. מגנטיות – ככל שהמינרל מכיל יותר ברזל כך הוא יותר נמשך למגנט.
      6. תגובה לחומצה – חלק מהמינרלים מגיבים במגע עם חומצה.
      7. טעם או ריח – יש מינרלים בעלי טעם או ריח דוחים.

להלן טבלה של 30 מינרלים נפוצים ושימושיהם:

שם עברי	שם בלעז	שימושים למינרל
אבן אש	Pyrite	משמש ביצור גפרית ותכשיטים זולים.
אבץ	Zinc	משמש כשכבת ציפוי המגנה על מתכות, נמצא גם בתעשיות רבות ומגוונות. מהווה פליז יחד עם נחושת.
אורניום	Uranium	בשימוש לייצור אנרגיה גרעינית.
אלומיניום	Aluminum	המתכת הנפוצה ביותר בקרום כדוה"א. נמצאת בשימוש החל מיריעות עטיפה דקות ועד למוצרי בנייה גדולים.
אנטימון	Antimony	מתכת הנמצאת בשימוש ביצירת סוללות, בחשיפת מתכות אחרות, בתעשיית המוליכים למחצה ועוד.
אסבסט	Asbestos	ניתן לייצר ממנו סיבים גמישים, חזקים ועמידים לאש. לכן משמש במגוון מוצרים העמידים לאש. שאיפת הסיבים וכניסתם לריאות מסוכנת ומסרטנת, לכן השימוש בהם מוגבל וחייב להיות תחת תקן מפוקח.
בריום	Barium	משמש כתוסף בתרכובות נייר, גומי ופלסטיק. משמש גם ברפואה בצילומי רדיוגרפיה.
בריליום	Beryllium	מתכת חזקה מאוד הנמצאת במבנה כלי טיס. נמצא גם בנורות פלורוסנט ובשפופרות קרינת רנטגן.
גפרית	Sulfur	נמצא ביצור תחמוצת גפרתית המשמשת לדישון, חומרי-נפץ, צבעים, בתעשיית הכימיה ועוד.
הליט	Halite	סוג של מלח הנמצא בשימוש בתיבול מזון, שימור מזון, ביצירת חומרי ניקוי ועוד.
זהב	Gold	משמש ברפואת השיניים, בתכשיטים ואומנות, במטבעות ומדליות ונסחר כבעל שווה ערך כספי.
זרחן	Phosohate	נמצא בשימוש כתוסף מזון לבעלי-חיים ובתעשיית הכימיה.
טונגסטן	Tungsten	משמש כחוט מילוי נורות להט, כמוליך בתעשיית האלקטרוניקה, בכלי קידוח ועוד.
טיטניום	Titanium	מתכת חזקה הנמצאת בשימוש במבנה מנועי סילון בפרט ובתעשיית החלל בכלל.
כסף	Silver	משמש בתעשיית הצילום, כתכשיט, בתעשיית האלקטרוניקה, בציפויים ועוד.
כרומיט	Chromite	משמש בתעשיית הכימיה והמתכות
ליתיום	Lithium	משמש בשימוש בתעשיית הקרמיקה והזכוכית.
מיקה	Mica	משמש כמבודד בתעשיית האלקטרוניקה, בצבעים, בפלסטיקה, גומי ועוד.
מנגן	Manganese	משמש בתעשיית ייצור הברזל והפלדה.
נחושת	Copper	משמש כמוליך חשמלי, כסליל לייצור חום מחשמל, בתעשיית הבנייה, ליצור תרכובות, ציפויים ועוד.
ניקל	Nickel	משמש בתעשיית הפלדה ליצירת פלדת אל-חלד.
סודה	Sodium Carbonat	משמש בתהליכי יצור בקבוקי זכוכית, בתעשיית הזכוכית בכלל, בחומרי ניקוי, ברפואה, כתוסף מזון, בצילום ועוד.
סיליקה	Silica	משמש בתעשיית המיקרואלקטרוניקה, בקרמיקה, במסנני מים ועוד.
עופרת	Lead	משמש בסוללות עופרת, כתוסף דלק, כחומר הלחמה, כחומר אוטם, כחוסם קרינה ועוד.
עפרת ברזל	Iron Ore	משמש ליצירת סוגים רבים של פלדה.
פלואוריט	Fluorite	משמש בתעשיית הקרמיקה, אופטיקה והפלסטיקה.
פצלת השדה	Feldspar	משמש בתעשיית הקרמיקה והזכוכית.
פרליט	Perlite	משמש ביצור לוחות בידוד לגגות.
קובלט	Cobalt	יסוד כימי מתכתי שביר המשמש ביצירת סגסוגות לבניית מנועי סילון, בתרכובות כימיות לייבוש צבע, בתעשיית המגנטים ועוד.
קוורץ	Quartz	משמש בתעשיית האופטיקה, כתכשיט ועוד.

סלעים

צירוף טבעי של מינרלים יוצר סלע. נהוג למיין את הסלעים לשלוש קבוצות עיקריות:

      1. סלעי יסוד
      2. סלעי משקע
      3. סלעי התמרה

סלעי יסוד נקראים גם סלעים מגמתיים. שם נוסף זה מסגיר את מוצאם של הסלעים – פנים כדור-הארץ. קבוצת סלעים זו ניתנת לחלוקת משנה נוספת של שתי תת-קבוצות: סלעי פרץ – סלעים וולקניים וסלעי תהום - סלעים פלוטונים.

      סלעי פרץ – מקור סלעים אלו במגמה שפרצה ממעמקי האדמה במהירות אל האוויר. המגמה המתפרצת התקררה באוויר והתגבשה לסלע. צורת הסלע הנפוצה ביותר מהתפרצות געשית היא סלע הבזלת. קשה להבחין במבנה הגבישי של המינרלים המרכיבים את הבזלת, זאת מכיוון שההתקררות המהירה של הבזלת באוויר לא הותיר די זמן להיווצרות גבישים גדולים. לפעמים גם לא נוצרים כלל גבישים. הבזלת בעלת מבנה דחוס, צפוף וקשה, ולעיתים מכילה גם בועות אוויר קטנות.

בארץ-ישראל אנו מוצאים סלעי בזלת על פני השטח בעיקר ברמת הגולן ובגליל המזרחי.

      סלעי תהום – מקור סלעים אלו הוא ממעמקי אדמת כדור-הארץ, משכבת הקרום. הסלעים נוצרים באיטיות מהתקררות של מגמה לוהטת בתוך שכבת הקרום. זמן ההתקררות הממושך מאפשר את סידורם של המינרלים המרכיבים את הסלע בגבישים גדולים. סלעים אלו עומדים בבסיסם של יבשות, שרשרות הרים ועוד. צורת הסלע הנפוצה ביותר מקבוצת סלעי התהום הוא הגרניט. כוחות טקטוניים דוחפים מעלה גושי אדמה שלמים שבתוכם סלעי התהום. כך מועלים סלעי התהום מעלה לפני השטח ונחשפים.

לפעמים חודרת המגמה הלוהטת מתחת לסלעים קיימים או חודרת לתוך שכבת סלעים, שם היא מתקררת לאיטה. סלעי תהום שנוצרו בדרך זו נקראים גופי מחדר. גוף מחדר הנפוץ והבולט ביותר הוא הדייק. הדייק חוצה את השכבות אליהן הוא חודר בקו דק וישר.

בארץ-ישראל אנו מוצאים סלעי גרניט על פני השטח באזור שמורת הרי אילת ובאזור מכתש רמון בלבד. דייקים חשופים ניתן למצוא במכתש רמון.

דייק במכתש רמון

סלעי משקע נקראים גם סלעים סדימנטריים (משקע בלעז). סלעים אלו מקורם בשקיעתם של חומרים המצויים על פני כדור-הארץ כמו סלעים שהתפוררו, חומר ממוצא אורגני כמו אלמוגים ועצמות, חומר שעף באוויר כמו חול ואבק וגם משאריות מפליטה געשית כמו אפר ואבני טוף. חומרים אלו שוקעים בכוח המשיכה של כדור הארץ ויוצרים שכבות המונחות אופקית זו על גבי זו. השכבות לוחצות אחת על השנייה ונדחסות. זהו התהליך המייצר את סלעי המשקע ומאפיין רק אותם. את סלע המשקע ניתן לזהות בעזרת מבנה השכבות המונחות אחת על גבי השנייה. נציין גם שרוב סלעי המשקע מכילים מאובנים – שרידים של צמחים ובעלי חיים שנכלאו בין שכבות הסלע והתאבנו בתוכו בתהליך דחיסתו.

להלן דוגמאות של מספר סלעי משקע נפוצים:

      סלעי גיר – סלעים אלו נוצרים באוקיינוסים ובימים גדולים משרידיהם של קונכיות, אלמוגים ושלדי בעלי חיים אחרים. הקונכיות, האלמוגים והשלדים נערמים על פני קרקע הים. בתהליך הנמשך לאורך מיליוני שנים תצטברנה מספר שכבות של שרידים. כל שכבה לוחצת את השכבות שמתחתיה ומשקל המים שמעליהם לוחץ את כולן. כך נוצרות שכבות של סלע גיר.

בארץ-ישראל רוב ההרים עשויים מסלע גיר, לדוגמא: הר הכרמל, הר מירון, הרי יהודה ושומרון הרי הגליל ועוד.

      אבן חול – סלעים אלו נוצרים באזורים נמוכים על פני הקרקע. אבן החול מורכבת בעיקרה מגרגירי קוורץ שמקורם בסלעי גרניט שהתפוררו. גרגירי הקוורץ נישאים ברוח ומצטברים במקום אחד, שם הם מתלכדים ומתגבשים לאבן חול. לעיתים אבן החול מכילה גם תחמוצות ממתכות שונות המעניקות לה כתמי צבע מרהיבים.

בארץ-ישראל נמצא אבני חול באזור שמורת הרי אילת ובאזור מכתש רמון.

איור 22: אבן חול

      סלע צור – אלו הם סלעים המופיעים כשכבה דקה בין שכבות של סלע גיר או סלע קרטון. לא ידוע וודאית כיצד סלעים אלו נוצרו. ידוע כי סלעים אלו נוצרו בים. סלע הצור מורכב ברובו מהמינרל סיליקה. סלע הצור חזק מאוד ואבני צור שמשו את האדם הקדמון בהכנת כלי נשק חדים וביצירת אש.

בארץ-ישראל נמצא את סלעי הצור בראש הנקרה, בהר הכרמל, במעלה הגלבוע ועוד.

      סלעי תמורה – אלו הם סלעים שעברו תהליך התמרה (שינוי, מטמורפוזה בלעז) במעמקי קרום כדור-הארץ. מקור סלעי התמורה הוא בסלעים מכל סוג שהוא, סלעי יסוד, סלעי משקע או סלעי התמרה בעצמם. כתוצאה מפעילות לוחות טקטונית המפעילה לחצים גדולים שיוצרים דחיסה וחום עוברים סלעים אלו תהליך התמרה בו משתנה מבנה הסלע. דוגמא לסלעי תמורה הוא סלע הצפחה. הצפחה בנויה שכבות דקות, מעין לוחות. בגלל מבנה זה הוא משמש במקומות רבים כאריחי ריצוף וכרעפי גגות. דוגמא נוספת לסלע תמורה הוא השיש. השיש מתקבל מסלע עשוי גיר בלבד שעבר תהליך התמרה. השיש משמש כמשטח עבודה במטבחים, כמשטח ציפוי בבניינים, מצבות ובפיסול. השיש הוא יקר ולכן ברוב המקומות הללו נמצא תחליף זול לשיש בצורת סלעים אחרים (כמו גרניט) שעברו תהליך התמרה כלשהו.

בארץ-ישראל נמצא את סלעי הצפחה באזור שמורת הרי אילת, ובעיקר בהר צפחות הסמוך לעיר אילת.

אוצרות האדמה

בתוך סלעי כדור-הארץ חבויים יסודות ומינרלים שונים. משאבים אלו משמשים את האדם בחייו ונחשבים לאוצרות האדמה בעיניו. את אוצרות הטבע ניתן לחלק לארבע קבוצות עיקריות:

      משאבים להפקת מתכות ואבני חן: ברזל, אלומיניום, אבץ, יהלומים ועוד. משאבים אלו נמצאים בתוך הסלעים במרבצים. כדי להפיק את המשאב מתוך הסלע יש להסתייע בתהליך של היתוך.

      משאבים להפקת דשנים: אשלגן, חנקן, זרחן ועוד. משאבים אלו מקורם בעיקר ברקב ורפש של צמחים ובעלי חיים.

      משאבים לבנייה: אבני גיר, בזלת או גרניט אשר מהם ניתן לייצר חומרי בניה שונים. חומרי הבניה הם אבנים, לוחות, חצץ, חול, מלט, גבס, שיש ועוד.

      משאבי אנרגיה: פחם, נפט וגז. הפחם הנו חומר בעירה טוב שנוצר מתהליך התאבנות של צמחים ועצים. הנפט הנו חומר דליק טוב ונוצר מהתפרקותם של בעלי חיים בקרקעית הים. הנפט נלכד בין שכבות האדמה בכיסים. גם הגז נוצר מהתפרקותם של בעלי חיים וגם הוא נלכד בכיסי אוויר במעמקי האדמה. נציין שהגז הנו מקור לא מזהם להפקת אנרגיה בניגוד לפחם ולנפט.

תיאורית נדידת היבשות

גיאו-פיזיקאי גרמני בשם אלפרד ואגנר הגה את תיאורית נדידת היבשות בתחילת המאה ה-20. לפי תיאוריה זו לפני כ-225 מליון שנה הייתה יבשת אחת גדולה בשם פנגיאה (מיוונית: פן- הכל, גיאה – אלת האדמה). במרוצת הזמן התפצלה יבשת זו לשתי יבשות, צפונית ודרומית, שבינם הפריד ים ענק בשם ים טטיס. היבשת הצפונית נקראת לאורסיה וכללה את אסיה, אירופה וצפון-אמריקה. היבשת הדרומית נקראת גונדוונה וכללה את אפריקה, דרום-אמריקה, תת-יבשת הודו, אוסטרליה ואנטרקטיקה. שתי יבשות ענק אלו התפצלו ונדדו במספר שלבים נוספים עד שהגיעו לצורתם ולמקומם המוכרים לנו היום.

העובדות אשר עליהן התבסס ואגנר בפיתוח תיאורית נדידת היבשות הן:

      1. צורת החוף המערבי של יבשת אפריקה מתאימה לצורת החוף המזרחי של יבשת דרום-אמריקה. אם נקרב את שתי היבשות זו לזו הן תתאמנה אחת לשנייה כמו שני חלקי פאזל.

      2. מאובנים של צורות חיים יבשתיות קדמוניות מאותו הסוג ושל צורות חיים החיים במים מתוקים בלבד מאותו הסוג נמצאו ביבשות שונות שכיום אוקיינוס גדול מפריד בינם. האפשרות היחידה שצורות חיים אלו עברו מיבשת ליבשת היא אם היבשות היו מחוברות בעבר הקדום.

      3. סימנים ברורים של שריטות הנגרמות על-ידי תנועה של קרחונים נמצאו בסלעים באזורים שברור שאין בהם קרחונים. למשל, באוסטרליה, בדרום-אמריקה, בדרום יבשת אפריקה ואף בהודו נמצאו סלעים עם סימני שריטות מקרחונים. קרחונים אינם יכולים להימצא בקווי הרוחב בהם נמצאים מקומות גיאוגרפיים אלו כיום. לכן, הסבר אפשרי הוא שמקומות אלו היו בעבר הקדום בקווי רוחב נמוכים יותר באופן משמעותי.

תיאורית נדידת היבשות

טקטוניקת הלוחות

התיאוריה

את תיאורית נדידת היבשות היה קשה לאנשי מדע שונים לקבל בלי הסבר שמנמק כיצד יכולות היבשות הגדולות והכבדות לנוע. אך עם ההתפתחות הטכנולוגיה והאפשרות לראות את מתאר פני השטח של קרקעית האוקיינוסים התגלתה התיאוריה כנכונה. גם קרקעית האוקיינוסים נעה במשך השנים. את פני השטח של קרום כדור-הארץ ניתן לחלק ל-15 לוחות שונים. חלק מהלוחות מכילים קרום ימי בלבד, חלק קרום יבשתי בלבד וחלק גם קרום ימי וגם קרום יבשתי.

חלוקת העולם ללוחות טקטוניים

נזכיר כי קרום כדור-הארץ הוא מוצק. עוד נזכיר כי שכבת המעטפת הנמצאת מתחת לקרום כדור-הארץ מתחלקת לשלושה תתי-שכבות, שהעליונה שבהן היא שכבת המעטפת העליונה. שכבת המעטפת העליונה עצמה מכילה שתי שכבות עליונות השונות בינן במצב הצבירה של החומר. השכבה העליונה ביותר היא מוצקה ואילו השכבה שמתחתיה צמיגית.

את השכבה הכוללת את קרום כדור-הארץ ואת החלק העליון והמוצק של שכבת המעטפת העליונה מכנים בשם שכבת הליתוספרה. את השכבה הכוללת רק את החלק הצמיגי בשכבת המעטפת העליונה מכנים בשם שכבת האסטנוספרה.

מגמה חמה וצמיגית עולה משכבת האסטנוספרה אל שכבת הליתוספרה. בעלייתה לשכבה הקרה יותר מתקררת המגמה ומאבדת מכוח דחיפתה מעלה. אחרי שהתקררה מוסעת המגמה שוב מטה. תנועה מחזורית זו של המגמה במעמקי כדור-הארץ היא זו שגורמת לקיומם של תאי זרימה בפנים כדור-הארץ. תאי זרימה אדירים אלו הם שמסיעים את הלוחות הטקטוניים על פני כדור-הארץ.

סוגי התנועות

את תנועת הלוחות הטקטוניים ניתן לסווג לשלושה סוגי תנועה עיקריים:

      1. תנועת פתיחה והתרחקות – המגמה הרוחשת מתחת לקרום כדור-הארץ פורצת בסופו של דבר החוצה לפני השטח דרך הרי געש. שרשרת של הרי געש פעילים פולטת את הסלעים שלאורכה ומעיפה אותם וגם את האפר וכו' למרחק מה משני צידיה. כך נוצר שקע ארוך לאורך שרשרת הרי הגעש ההולך ומתרחב עם כל סבב של התפרצות געשית. תהליך זה נמשך על פני תקופה ארוכה מאוד. במהלך תקופה זו ממלאים מים רבים את השקע האורך שנוצר ושהולך ומתעמק. כך מתפצלת היבשת לשני חלקים שים גדול, אוקיינוס, מפריד בינם. בשלב יותר מאוחר הופך השקע לרכס הרי געש. לדוגמה, כיום ניתן להבחין ברכס ארוך באמצעו של האוקיינוס האטלנטי. רכס זה נקרא רכס המרכז האוקייני. רכס זה עדיין פעיל וממשיך להגדיל את המרחק בין יבשות אמריקה לבין היבשות אירופה ואפריקה. תהליך דומה התרחש בעבר הקדום וגרם להתפצלות וההתרחקות בין יבשת פנגיאה הקדומה לשתי היבשות הנפרדות, לאורסיה וגונדוונה, אשר בינם נוצר אוקיינוס טטיס.

      2. תנועת התקרבות והתנגשות – לפי תנועת פתיחה והתרחקות שתוארה קודם קרום כדור-הארץ הולך ומתרחק במקומות מסוימים. על מנת לשמור על מבנה ונפח קבוע של כדור-הארץ יש לאזן פעילות התרחבות זו. תנועת ההתקרבות וההתנגשות שומרת על נפח קבוע לכדור-הארץ בכך שבמקומות מסוימים אחרים לוחות מסוימים מתקרבים, מתנגשים ונדחפים מתחת ללוחות אחרים. נבחין בין שלושה סוגי תנועה של התקרבות והתנגשות:

            a. התנגשות בין קרום ימי לקרום יבשתי - הלוח הטקטוני הימי הוא כבד יותר מהלוח הטקטוני היבשתי, לכן בתנועת התקרבות והתנגשות בינם ינוע הלוח הימי מתחת ללוח היבשתי ויגרום לדחיפתו של הלוח היבשתי מעלה. דחיפה זו יוצרת בלוח היבשתי הרים ושרשרות הרים. תנועה זו יוצרת גם את רעידות האדמה ואת התפרצויות הרי הגעש. דוגמה לתנועה זו היא תנועתו של הלוח הימי נאסקה אל מתחת ללוח היבשתי הדרום אמריקאי. תנועה זו יצרה את שרשרת הרי האנדים הגבוהה שבמערבה של יבשת דרום-אמריקה.

            b. התנגשות בין קרום ימי לקרום ימי – הלוח הטקטוני הימי הכבד יותר מהשני יצנח מתחתיו וידחוף את השני כלפי מעלה. כך יוצרו במקום המפגש בין שתי הלוחות הימיים איים, הרי געש ימיים, ויהיו שם מוקדי רעידות אדמה. דוגמא לתנועה זו היא תנועתו של הלוח הימי הפאסיפי אל מתחת ללוח הימי הפיליפיני. תנועה זו יצרה את איי יפן והיא זו שאחראית גם לרעידות האדמה התכופות הפוקדות את האזור.

            c. התנגשות בין קרום יבשתי לקרום יבשתי – בדומה להתנגשות בין קרום ימי לקרום ימי, גם כאן הקרום הכבד יותר יצנח מתחת לשני וידחוף אותו כלפי מעלה. תנועה זו תיצור שרשרת הרים לאורך קו התפר בין שני הקרומים. דוגמה לתנועה זו היא תנועתו של הלוח ההודי אל מתחת ללוח האירו-אסייני. הלוח ההודי הוא בחלקו ימי ובחלקו יבשתי, ולכן הוא כבד יותר מהחלק היחסי של הלוח האירו-אסייני שמתחתיו הוא נדחף. תנועה זו יצרה לאורך מיליוני שנה את שרשרת הרי ההימלאייה הגבוהה, שבהם נמצא גם הר האוורסט, ההר הגבוה ביותר בעולם.

      3. תנועת החלקה – הלוחות לא בהכרח נעים האחד כלפי השני. לפעמים מתרחשת תנועת החלקה בה הלוחות נעים ומתחככים אחד לאורך השני. תנועת התחככות זו גורמת לרעידות אדמה ולהתפרצויות הרי געש. דוגמה לתנועת החלקה גדולה היא השבר סן-אנדראס בקליפורניה. תנועה זו גורמת לרעידות האדמה התכופות הפוקדות את אזור זה בעולם. השבר בין שתי הלוחות נקרא שבר החלקה.

השבר הסורי-אפריקאי

השבר הסורי-אפריקאי אורכו כ- 6,000 ק"מ והוא נמשך מהרי הטאורוס שבטורקיה ועד מוזמביק שביבשת אפריקה. שבר זה עובר בגבולה המזרחי של ארץ-ישראל, בבקע הירדן הנמשך מהחרמון בצפון ועד אילת בדרום. אורכו בקטע זה הוא 420 ק"מ ורוחבו המרבי הוא 15 ק"מ.

השבר הסורי-אפריקאי

תחילת היווצרותו של השבר היא מהשפעת הרכס המרכז הודי, הפעיל גם היום. רכס זה יצר שלוחה המגיעה עד לאזור ים-סוף. שלוחה זו גרמה להיווצרותו של ים-סוף בתנועה של פתיחה והתרחקות. תנועה זו גרמה להתרחקות של יבשת אסיה (כולל חצי האי סיני כולו) מיבשת אפריקה. בשלב מסוים הפסיק הרכס ההודי את פעילותו באזור תעלת סואץ של היום, אך פעילותו בים-סוף המשיכה וממשיכה גם היום. עדות לפעילות זו ניתן למדוד בטמפרטורה החמה יחסית הנמדדת בקרקעית הבוצית של ים-סוף. פעילות זו עתידה להפוך ברבות הימים את ים-סוף לאוקיינוס. מכיוון שבאזור סואץ נפסקת תנועת ההתרחקות בין יבשת אסיה ליבשת אפריקה גורמת תנועת הפתיחה וההתרחקות להחלקה של לוח ערב לאורך לוח סיני.

השבר הסורי אפריקאי הוא שבר החלקה, כלומר שבר בין שני לוחות הנמצאים בתנועה אופקית. הוכחה ניצחת להיותו שבר החלקה נעוצה בכך שלאורך השבר ניתן למצוא משני עבריו ממצאים גיאולוגיים זהים הנמצאים במרחק קבוע אחד מהשני. למשל, משני עבר הירדן ישנם סלעי יסוד מגרניט, אבל בירדן הם נמצאים גם עוד כ- 105 ק"מ צפונית מהנקודה האחרונה בנגב בה הם נמצאים בישראל. דוגמה נוספת היא סלעי הנחושת הנמצאים במכרות תמנע. גם בירדן ישנם סלעי נחושת, אך הם נמצאים שוב במרחק של 105 ק"מ צפונית לנקודה בה נמצאים מכרות תמנע. עוד דוגמה היא שכבת גבס עבה הנמצאת במכתש רמון, ובירדן יש שכבה עבה של גבס במרחק צפוני דומה לזה שהוזכר.

תזוזת הלוחות החלה לפני כ-25 מיליוני שנה, אז החל להיווצר גם ים-סוף. קצב תנועת הלוחות הוא 1-1.8 ס"מ לשנה. אחת למאה-מאתיים שנה מתרחשת רעידת אדמה גדולה לאורך השבר בארץ ישראל שגורמת לתנועה של מספר ס"מ בבת אחת.

תנועה זו נחשבת למהירה בעולם הגיאולוגי. ארץ-ישראל תישאר באותו מקום, אך בעוד כמה עשרות מיליוני שנים שכנתה ממזרח, ירדן, וגם סוריה ינועו צפונה ויידחסו לתוך טורקיה. או אז תזכה ארץ-ישראל לשכנה חדשה ממזרח לה, ערב-הסעודית.

רעידת אדמה ופעילות געשית

רעידת אדמה

כפי שהוזכר בפרק הדן בטקטוניקת הלוחות ישנה תנועה מחזורית של המגמה במעמקי כדור-הארץ והיא זו שגורמת לקיומם של תאי זרימה בפנים כדור-הארץ. תאי זרימה אלו הם הכוח המניע את הלוחות הטקטוניים. כאשר לוח טקטוני אחד נע הוא מתנגש בלוח טקטוני אחר ולוחץ עליו. הלוח השני מפעיל מצדו כוח התנגדות. לחץ נוצר בין שני הלוחות, ולחץ זה ילך ויגבר עם הזמן ככל שתאי הזרימה יפעלו את פעולתם. בסופו של דבר הלחץ יהיה כה גדול ויגרום לשבירת גושי סלע וחלקי אדמה בפנים כדור-הארץ. שבירה חדה ופתאומית זו היא למעשה שחרור האנרגיה הרבה שהצטברה בצורת לחץ בין שני הלוחות. שחרור אנרגיה זה מתפשט בצורת גלי חום ובגלי תנועה בתוך האדמה לכל הכיוונים. ניתן לדמות את תנועתם של הגלים לתנועתם של גלי אדווה קטנים על פני מים שקטים שאבן נזרקה לתוכם.

מבחינים בין שלושה גלי רעידת אדמה:

      1. גלי דחיסה (מסומנים באות P) – אלו הם הגלים הראשוניים (Primary - ראשוני) בזכות שהם הגלים בעלי מהירות ההתפשטות הגדולה ביותר - כ- 6 ק"מ בשנייה. תנועתם היא אופקית וניתן לדמות את האנרגיה המשתחררת מהם כשחרור אנרגיה של קפיץ.

      2. גלי גזירה, נקראים גם שניוניים (מסומנים באות S) – אלו הם הגלים השניוניים (Secondary – שניוני). תנועתם היא רוחבית וניתן לדמותה לתנועה של חבל המטלטל מצד לצד. מהירותם התקדמותם היא כ- 4 ק"מ בשנייה.

      3. גלי שטח, נקראים גם היקפיים – אלו הם הגלים האחרונים שמגיעים. תנועתם היא לכל הכיוונים וניתן לדמותה לניעור של שטיח. גלים אלו הם אלה הגורמים להרס הרב שרעידת האדמה גורמת.

שלושת סוגי גלי רעידת אדמה

בכדי למדוד את עוצמת רעידת האדמה ואת מיקום מוקד הרעש שלה קיים מכשיר הסיסמוגרף. מכשיר הסיסמוגרף הפשוט ביותר הוא גליל שעליו נע נייר בקצב קבוע וקצה מחט דיו נוגעת בו קלות ומסמנת עליו קו ישר. מכשיר זה מוחזק במקום מבודד מרעשים כלשהם על מנת שלא ישפיעו על פעולת המדידה. בזמן התרחשות רעידת אדמה נעה המחט החופשייה לכל עבר ומסמנת על הנייר הנע את תנודות האדמה.

ככל שעוצמת הרעידה חזקה יותר כך גובה התנודות על הנייר תהינה גדולות יותר. כדי לדרג את עוצמת רעידות האדמה הומצא סולם ריכטר. סולם זה מסווג את רעידות האדמה לפי עוצמות שונות בהתאם לתנודות האדמה שנוצרו. סולם ריכטר הוא סולם לוגריתמי לפי בסיס עשר, כלומר כל עלייה בדרגה אחת משמעה עלייה בעוצמת הרעידה פי עשר.

עוצמת הרעידה	השפעת הרעידה	מרחק ההשפעה	מקרים בעולם בשנה
עד 2.4	לא מורגש	-	900,000
2.5-5.4	מורגש, אך הנזקים קלים בלבד	כמה עשרות ק"מ	30,000
5.5-5.9	נזקים קלים למבנה	עד 100 ק"מ	500
6.0-6.9	נזקים רבים	עד 150 ק"מ	100
7.0-7.9	אובדן חיי אדם ונזק רב לרכוש	כמה מאות ק"מ	20
8.0 ויותר	הרס מוחלט	500 ק"מ ויותר	פעם-פעמיים בעשור

את מיקומו של המוקד של רעידת האדמה ניתן לקבוע בעזרת תוצאות מדידת מכשיר הסיסמוגרף משלוש תחנות שונות לפחות. מכיוון שהגלים הראשוניים והגלים השניוניים מגיעים במרחקי זמן אחד מן השני ניתן בעזרתם לאמוד את מיקומו של מוקד הרעש.

ארץ ישראל נמצאת על קו השבר הסורי אפריקאי וגם על קו שבר משני הנקרא הקשת הקפריסאית החוצה את הארץ מעמק יזרעאל, דרך יגור, צפונית לחיפה לכיוון קפריסין. על כן מתרחשות בארץ רעידות אדמה מידי פעם בפעם. להלן טבלה המרכזת את רעידות האדמה שתועדו שהתרחשו בארץ באלפיים השנים האחרונות:

שנה	מוקד הרעש	עוצמה	תיאור
31	?	6.7	הרס רב
363	צפונית לכינרת	6.7	?
749	בקעת הירדן	?	חורבן בית-שאן
1033	בקעת הירדן	6.3	נזקים בעיקר בשכם וביריחו
1034	בים התיכון	6.3	לא ידוע
1068	בים התיכון	6.3	הרס רב ברמלה
1160	בקעת הירדן	?	נזקים ביריחו ובירושלים
1201	בקעת הירדן	6.6	נזקים בשכם ובעכו
1267	בקעת הירדן	?	?
1546	בקעת הירדן	6.6	נזקים בשכם, חברון, ירושלים וערי החוף
1759	צפונית לכינרת	6.3	פגיעה קשה מאוד בצפת ופגיעה בטבריה
1837	צפונית לכינרת	6.6	נזקים בצפת ובטבריה
1906	בקעת הירדן	?	?
1927	בקעת הירדן	6.3	נזקים בשכם, טבריה, רמלה ולוד
1943	צפונית לכינרת	4.7	הורגשה בעיקר בצפון
1956	מול לבנון	5.5	הורגשה בארץ
1969	דרומית לאילת	?	הורגשה באילת
1979	בקעת הירדן	5.1	הורגשה בכל הארץ
1995	דרומית לאילת	6.2	נזקים באילת
2003	בקעת הירדן	3.1	הורגשה בעיקר עין גדי
2004	בקעת הירדן	5.1	הורגשה בירושלים
2004	דרומית לאילת	5.1	נזקים באילת
2007	בקעת הירדן	4.2	הורגשה בירושלים ובערי החוף
2008	מול לבנון	5.3	הורגש בכל הארץ והיטב בערי החוף
2009	בים התיכון	3.5	הורגשה בערי החוף בלבד

אם נסתכל על נתוני רעידות האדמה הרי שבאלף השנים האחרונות אירעו כ- 10-12 רעידות אדמה חזקות (מעל דרגה 6). כלומר בממוצע כל 80-100 שנים התרחשה רעידת אדמה הרסנית בארץ-ישראל. האחרונה שבהם בשנת 1995, אך היא התרחשה הרחק – דרומית לאילת. זאת שלפניה התרחשה בשנת 1927, לפני כשמונים שנה...

כאשר רעידת אדמה מתרחשת בקרקעית הים היא עלולה לגרום לעלייה פתאומית של לוח קרקע ימי גדול. עם הלוח תתרומם גם כל כמות המים האדירה שמעליו. עלייה פתאומית זו של כמות המים האדירה מתפשטת מייד לכל עבר. קיר מים עגול נע במהירות ובאין מפריע על פני המים. קיר מים זה עשוי להגיע גם לגובה של כ-25 מטרים. קיר מים זה אינו כמו גל מים רגיל. בעוד שגל מים רגיל מכיל רק תנועה של המים מעלה ומטה בפני השטח של הים מכיל קיר המים כמות עצומה של מים בתוכו. כאשר מגיע קיר המים אל החוף הוא שוטף את כולו ונשבר רק במרחק מה בפנים הארץ. זהו גל של צונאמי. קיר מים של צונאמי עלול לשטוף שטח נרחב בטרם יעצור את התקדמותו, ובכוח התקדמותם של המים לזרוע הרס, חורבן ולגרום לאובדן חיי בני אדם רבים.
גלי הצונאמי נפוצים יותר באוקיינוס השקט שם מתרחשות רעידות אדמה גדולות בתדירות גדולה יותר מכל מקום אחר בעולם.

את גלי הצונאמי המתפשטים ברחבי האוקיינוס ניתן לזהות לפני שהם מכים בחופים אם מרחק מהחופים גדול דיו. לעומתם, את רעידת האדמה קשה מאוד לחזות בהצלחה מראש. ניתן בכל זאת להסתייע במספר רמזים מקדימים המופיעים לפעמים לפני התרחשותה של רעידת אדמה. רמזים מקדימים הם תנועה קלה של הקרקע מעלה ומטה, שינוי ניכר ופתאומי במפלס בארות המים או בארות נפט ועלייה בכמות גז הראדון המשתחרר מסדקים באדמה.

מלבד תנועה של לוחות עלולה רעידת אדמה להיווצר גם מגורמים אחרים. למשל, פגיעה של מטאוריט בכדור הארץ יכולה לגרום לרעידה של האדמה סביב מוקד הפגיעה. פיצוץ של פצצת אטום מסוג מימן יכולה לגרום לרעידה קלה. גם בניית סכרים ואגירת מים יכולים לגרום בכבדות משקלם לתנודות קלות של האדמה בסביבתם.

הרי געש

בלעז נקראת התופעה וולקניזם על שם האל היווני וולקן. שכבת המעטפת מכילה חומר הנקרא מאגמה (בצק ביוונית). המאגמה נמצא בטמפרטורה גבוהה מאוד, היא מכיל חומר מותך, אדי מים וגזים רעילים. בנקודות בהן הלוחות מתנגשים אחד בשני או מתחככים זה בזה נלחצת המאגמה כלפי מעלה ופורצת את דרכה החוצה דרך הרי הגעש. גם לאורך הקו בו שני לוחות נמצאים בתנועת התרחקות אחד מהשני מוצאת המאגמה את דרכה החוצה דרך הסדקים באדמה.

המאגמה פורצת החוצה בצורת נוזל לבה שזורם על פני השטח. הלבה הנה החומר המותך של המאגמה ללא הגזים. הגזים הרעילים שהכילה המאגמה, פחמן דו-חמצני, חנקן וגופרית, וגם אדי המים פורצים החוצה בצורה של אפר געשי. הלבה והאפר הגעשי לוהטים מאוד בצאתם מבטן האדמה. במגעם עם האוויר הקר יותר או עם המים הקרים יותר הם מתקררים במהירות והופכים לסלעים געשיים.

הלחץ שיוצרת המאגמה בניסיונה להגיע לפני השטח גורמת לעליית הקרקע ולהיווצרותו של הר הגעש. לעיתים המאגמה מפלסת את דרכה דרך סדקים באדמה ולא דרך הר געש ומציפה שטח מישורי גדול.

את הרי הגעש ניתן למיין לפי מידת פעילותם, כלומר לפי התדירות בה הם מתפרצים:

      הרי געש פעילים – אלו הם הרי געש שמתפרצים אחת לכמה שנים או עשרות שנים בודדות. ישנם שני הרי געש פעילים באגן הים-התיכון: אתנה שבסיציליה והווזוב שליד נפולי.

      הרי געש רדומים – אלו הם הרי געש שלא התפרצו כבר כמה מאות או אלפי שנים, אך עדיין קיים החשש שיתפרצו שוב. דוגמה להר געש רדום שהתעורר הוא הפינטובו שבפיליפינים.

      הרי געש כבויים – אלו הם הרי געש שלא התפרצו כבר אלפי ומיליוני שנים, והם מכוסים בסלעים ואדמה. דוגמה להרי געש רדומים הם הרי הגעש שבגולן.

את הרי הגעש ניתן למיין גם לפי צורתם:

      הרי געש שטוחים – אלו הם הרי געש שפסגתם פחוסה ובעלת מספר מקורות יציאה של לבה. הלבה זורמת במהירות החוצה ומכסה שטחים נרחבים. דוגמא להרי געש שטוחים הם הרי הגעש שבאיי הוואי.

      הרי געש חרוטי אפר – אלו הם הרי געש שנוצרו בעקבות לחץ האפר הגעשי הרב שפילס דרכו החוצה מבטן האדמה. האפר הגעשי הרים את האדמה ויצר את ההר שצורתו חרוט. דוגמה להרי געש חרוטי אפר הם הרי הגעש הכבויים שבגולן, הר בנטל והר אורטל.

      הרי געש שכבתיים – אלו הם הרי געש שפולטים לסירוגין גם לבה נוזלית וגם גזים. הרי געש אלו נבנים מהתפרצות להתפרצות, בכל התפרצות משתחררת לבה נוזלית היורדת במורדות ההר, מתקררת ומתקשה לסלעים געשיים. כל התפרצות מוסיפה שכבה נוספת של לבה שהתקשתה עד שמתקבל הר מחודד שמדרונותיו תלולים. דוגמה להרי געש שכבתיים הם האתנה והווזוב שבאגן הים התיכון.

ארץ-ישראל משופעת בעדויות גיאולוגיות במקומות רבים לפעילות געשית. לפני כמה מאות מיליוני שנים הייתה פעילות געשית באזור אילת. לפני כ-150 מיליוני שנה נדדה הפעילות הגעשית צפונה למכתש רמון. לפני 100 מיליוני שנים התרחשה פעילות געשית בהר הכרמל. לפני 15 מיליוני שנה, עם היווצרותו של השבר הסורי-אפריקאי, התרחשו התפרצויות געשיות ברמת הגולן ובגליל המזרחי. ההתפרצויות הגעשיות האחרונות בארץ-ישראל היו באזורים אלו לפני כ-250 אלף שנה.

לפני התפרצות הר געש מופיעים מספר סימנים מקדימים המסייעים בחיזויו מראש. הסימנים שמופיעים לפני התפרצות געשית הם תנודות קרקע קלות, סדקים באדמה, פליטות עשן ואף רעידות אדמה קלות.

למעלה משמונים אחוז מהפעילות הגעשית בעולם מתרחשת באזור שזכה לכינוי טבעת האש. טבעת האש היא רצועה מעוקלת סביב האוקיינוס השקט המכילה מספר גדול מאוד של הרי געש פעילים. הסיבה להימצאותם של הרי הגעש לאורך קו מעוקל זה נובעת מכך שקו זה מסמן את הקו שלאורכו הלוחות נמצאים בתנועה של התקרבות והתנגשות.

להלן טבלה של עשרים הרי געש פעילים ומפורסמים:

שם הר הגעש	מדינה	שם הר הגעש	מדינה
אמברים	ואנואטו	מנאם	פפואה גינאה
ארבוס	אנטרקטיקה	מראפי	אינדונזיה
ארנאל	קוסטה ריקה	סאקורה ג'ימה	יפן
ארתה אלה	אתיופיה	סויאנוס ג'ימה	יפן
אתנה	איטליה	סיינט הלן	ארה"ב
דוקונו	אינדונזיה	סנגיי	אקוודור
ווזוב	איטליה	סמרו	אינדונזיה
טינקולה	איי שלמה	סנטה מריה	גואטמלה
יאסור	ואנואטו	פקאיה	גואטמלה
לנגילה	פפואה גינאה	קילואה	הוואי
מונטסראט	איי הודו המערבית	קילימנג'רו	טנזניה

תהליכים בקרום כדור-הארץ

בפרק הדן בטקטוניקת הלוחות למדנו שבמפגש בין הלוחות עלול לוח אחד להידחף מתחת ללוח שני ולגרום לעלייתו מעלה. התנועה וההתנגשות של הלוחות יוצרים את שרשרות ההרים הגדולות בעולם: הרי ההימאלייה באסיה, הרי האלפים באירופה, הרי האנדים בדרום-אמריקה ועוד. יצירת ההרים כרוכה בקימוט ואו שבירה של שכבות הסלע. בחשיפת מבנה וצורת שכבות הסלע ניתן לבחון אם האזור עבר תהליך קימוט ואו שבירה.

בפרק זה נדון בתופעת הקימוט והשבירה של אותן שכבות סלע.

קימוט ושבירה

ישנם שלושה סוגי כוחות שונים הפועלים על שכבות הסלע:

      1. לחץ – הפעלת כוח לחץ על הסלע מכל צדדיו

      2. מתח – הפעלת כוח המותח את הסלע מכל צדדיו

      3. גזירה – הפעלת כוח מנוגד משני צידי הסלע

שלושת סוגי הכוחות הפועלים על שכבות הסלע

סוג הסלע, הטמפרטורה, עצמת הכוח ומשך פעולתה יכתיבו אם הסלע ישבר או יתקמט. למשל, סלע קשה שעליו מופעל כוח רב בזמן קצר ישבר. לעומתו, סלע רך יותר שעליו מופעל כוח חלש יותר ולזמן ארוך יותר יתקמט.

בקמט נשמר מבנה רציף של שכבות הסלע לכל אורכו. נבחין בין שני סוגי קמט שונים:

      קמר (אנטיקלינה) – חלק בשכבת הסלע שמתעקל כלפי מעלה ואחר יורד שוב מטה. דוגמא לקמר היא הר הכרמל.

      קער (סינקלינה) – חלק בשכבת הסלע שמתעקל כלפי מטה ואחר עולה שוב מעלה. דוגמא לקער היא רמות מנשה.

שני סוגי הקמטים בשכבות הסלע

גם בקמר וגם בקער ייתכנו צורות עיקול סימטריות ואסימטריות. כלומר צד אחד של הקמט מתעקל בצורה מתונה יותר או בצורה תלולה יותר מהצד האחר של הקמט.

שברים

בשבר נשבר מבנה השכבות והוא אינו רציף יותר. נבחין בין שלושה סוגי שבר שונים:

      שבר רגיל – שבר הנגרם ממתיחה של שכבות הסלע וגורם לצניחה של גוש אחד לעומת גוש שני.

      שבר הפוך – שבר הנגרם מלחיצה של שכבות הסלע וגורם להתרוממות של גוש אחד לעומת גוש שני.

      שבר החלקה – שבר הנגרם מהפעלת לחצים בכיוונים מנוגדים וגורם לתנועה של שני גושי האדמה אחד לעומת השני.

שלושת סוגי השברים במבנה השכבות

בשברים נבחין בקו השבר שהנו קו התזוזה של הגושים, מישור השבר הנו המישור בו מתרחשת התנועה של הגושים.

תהליך השבירה של שכבות הסלע עשוי לגרום לאחד משינויי הנוף הבאים:

      גָּרְבֶּן (עמק שבר) – כאשר בעקבות תהליך שבירה מתקבל גוש אדמה אחד נמצא נמוך בין שני גושי אדמה המקיפים אותו נקבל עמק. דוגמא לגרבן היא עמק בית נטופה.

      הוֹרְסְט - כאשר בעקבות תהליך השבירה נקבל גוש אחד המורם מסביבתו. דוגמא להורסט היא הר הגלבוע.

      שבר מדרגות – כאשר בעקבות תהליך שבירה מתקבל רצף של גושים הנטויים אחד על צדו של האחר. דוגמא לשבר מדרגות היא המצוק היורד לים המלח.

שלושת סוגי שינויי הנוף בעקבות שבירה

היפוך תבליט

בגלל תהליכים גיאולוגיים הנמשכים על פני מיליוני שנים יתכן שהנוף ישתנה ויתהפך לגמרי. קמר יראה כמקום הנמוך יותר בתוך הנוף, וקער יראה כמקום הגבוה יותר בתוך הנוף. היפוך תבליט מתרחש בעקבות תהליכי בלייה שונים וטקטוניקה של הלוחות. אלו יוציאו את תוך פנים הקמר החוצה ובמשך הזמן הוא יהפוך לעמק. הקער עשוי להתמלא באדמת סחף, סלעים וכו' ולהפוך במשך הזמן למקום הגבוה מסביבתו.

דוגמה להיפוך תבליט במעלה גשרון שבמסיב הרי אילת

הזמן הגיאולוגי

לפי הערכת המדענים כדור-הארץ נוצר לפני כ-54.6 מיליארד שנים. כדור הארץ היה בתחילת דרכו ענן גז לוהט שהתכווץ, התקרר והתמצק לכדור שאנו מכירים היום. התהוותו של כדור-הארץ, התפתחות היבשות, האוקיינוסים, ההרים, הבקעים, הנהרות הם תהליכים שהתרחשו על פני תקופה ארוכה זו והתרחשותם היא בשינויים בקצב איטי ביותר.

את הזמן שעבר כדור-הארץ מאז היווצרותו מכנים זמן גיאולוגי. את הזמן הגיאולוגי נהוג לחלק לארבע עידנים שונים לפי התפתחות החיים על פני כדור-הארץ.

      פרקמבריום – זהו עידן קדום וחסר חיים שנמשך כ-4 מיליארד שנים.

      פלאוזואיקון – (פלאו – עתיק, איקון-עידן) זהו עידן בו חיו על פני כדור-הארץ צורות חיים פשוטות ביותר. עידן זה נמשך כ-320 מיליוני שנים.

      מזוזואיקון – (מזו – אמצעי) זהו עידן בו חיו על פני כדור-הארץ זוחלים וחרקים. עידן זה נמשך כ-180 מיליוני שנים.

      קנוזואיקון – (קנו – צעיר) זהו עידן בו החלו להתפתח היונקים על פני כדור הארץ. עידן זה נמשך כ-65 מיליוני שנים ונמשך עד היום.

פרקמבריום

בעידן זה נוצרו סלעי היסוד (כמו בזלת וגרניט) והסלעים המטמורפיים. כ-20% מהסלעים החשופים על פני כדור-הארץ הם מתקופה זו. את הסלעים העתיקים ביותר על פני כדור-הארץ ניתן לתעד עד ללפני כ-3.5 מיליארד שנים. סלעי הפרקמבריום החשופים על פני כדור-הארץ מופיעים ברצף גושי של סלעים. סלעים אלו חזקים יותר מסלעים אחרים ולכן זכו לכינוי מסיב (או שילד, מגן בלעז). דוגמאות למסיבים (שילדים) ישנם בקנדה, באפריקה, בסיביר. בארץ נמצא את מסיב אילת הקטן.

קטע ממסיב הרי אילת

פלאוזואיקון

בעידן זה הופיעו חסרי החוליות במים בשפע. אחריהם הופיע ראשוני בעלי החוליות, ובעקבות אלה הופיעו הדגים חסרי הלסת ובעלי הסחוס.

תקופת הפלאוזואיקון מאופיינת בהצפה חוזרת ונושנת של אזורי היבשה במים.

עידן זה מחולק לשתי תקופות, פלאוזואיקון עליון ופלאוזואיקון תחתון, זאת בהתאם להתפתחות הצמחייה ובעלי-החיים על פני כדור-הארץ. כל אחת מתת-תקופות אלו מתחלקת לשלוש תתי-תת-תקופות.

את הפלאוזואיקון התחתון נחלק בצורה הבאה:

      קמבריום – הופעתם של יצורי חיים רבים וטמיעתם במאובנים רבים. תופעה המכונה גם "התפוצצות הקמבריום".

      אורדוביק – תנועת יבשת גונדוואנה דרומה לקוטב הדרומי ועלייתה מעל פני הים.

      סילור – הפשרת הקרחונים והתייצבות האקלים בכללותו. הופעת שוניות האלמוגים.

תקופת הפלאוזואיקון העליון מאופיינת בעליית היבשות מעל קו המים ובהפסקת הצפות המים הגדולות.

את הפלאוזואיקון העליון נחלק בצורה הבאה:

      דיבון – הופעת הדגים חסרי הלסת ובעלי הסחוס (כולל כרישים) בתחילת תקופה זו, ובסיומה הופיעו בעלי הדו-חיים.

      קרבון – הופעת הזוחלים הראשונים. זו גם התקופה בה נוצרו מרבצי הפחם הגדולים ועל כן זכתה לשמה – קרבון.

      פרם – רוב יבשת פנגיאה הגדולה כבר נוצרה. בתקופה זו נכחדו יצורי חיים רבים.

מזוזואיקון

בעידן זה שלטו על פני כדור-הארץ חסרי החוליות למיניהן. בייחוד נפוצו הרכיכות: שבלולים, צדפות וכו'. מבין בעלי החוליות שחיו בעידן זה בולטים הדינוזאורים שנכחדו בסופו.

עידן המזוזואיקון מתחלק לשלוש תקופות:

      טריאס – בתקופה זו התרחבו אזורי היבשה, בליווי פעילות געשית רבה. מלבד זאת לא הייתה פעילות גיאולוגית משמעותית נוספת.

      יורא – בתקופה זו הוצפו שטחי יבשה רבים במים, אזורי האלמוגים התפשטו והקימוט האלפיני החל.

      קרטיקון – בתקופה זו הוצפו שטחי יבשה רבים במים פעם נוספת, בהודו ובאפריקה התרחשה פעילות וולקנית רבה.

קנוזואיקון

עידן זה מתחיל לאחר סיום הקימוט האלפיני והתהוותן של שרשרות ההרים הגדולות בעולם. בתקופה זו חלו גם עידני קרח גדולים. משפחת היונקים שהחלה להופיע עוד בעידן המזוזואיקון התפתחה והתרחבה רבות החל מתקופה זו. קופי האדם ואחריהם האדם הראשון הופיעו לקראת סוף תקופה זו.