ارسال به دوستان
کد خبر : 12784

اعجاز علمی قرآن مجید در مورد وجود هفت طبقه در زمین

متن مقاله جناب آقای دکتر محمد محجل و خانم سعادت نیازی در اولین کنفرانس اعجاز قرآن

به شرط ارائه منبع، نقل و برداشت از مقالات مجاز است.

 

محمد محجل، گروه تکتونیک بخش زمین‌شناسی دانشکده علوم پایه دانشگاه تربیت مدرس، mohajjel@modares.ac.ir

 سعادت نیازی، دانشجوي كارشناسي ارشد رشته زمين شناسي گرايش تكتونيك، دانشگاه تربيت مدرس، S.niazi1855@yahoo.com

چکیده

کره زمین یکپارچه نبوده و از بخش‌های مختلف به‌صورت پیازی تشکیل شده است. قرآن مجید به این موضوع به شکل شگفت آوری اشاره دارد و در آیه 12 سوره طلاق می‌فرماید: اوست خداوندی که هفت آسمان را آفرید و از زمین نیز همانند آن‌ها را (الله الذی خلق سبع سموات والارض مثلهن.). براساس یافته‌های زمین‌شناسی، زمین از قشرها و لایه‌های مختلف تشکیل شده که هر لایه آن جنس و فیزیک متفاوت دارد. دانش بشر در مورد بخش‌های مختلف زمین با استفاده از ارسال امواج لرزه‌ای و لرزه‌های حاصل از زمین‌لرزه‌ها بدست آمده است. این امواج در درون زمین مسیرهای گوناگونی را دنبال می‌کنند و با اندازه‌گیری زمان سیر آن‌ها از نقطه‌ای تا نقطه دیگر در بخش داخلی زمین توانسته‌اند با در‌نظر‌گرفتن سرعت عبور این امواج لرزه ای نتایجی در مورد ضخامت و حتی جنس و خواص فیزیکی بخش‌های مختلف آن در اعماق زمین بدست آورند و به وجود طبقات مختلف در زمین پی ببرند زیرا غیر از امواج لرزه‌ای هیچ وسیله دیگری برای شناخت اعماق زمین و عوالم موجود در آن‌ها برای انسان تاکنون وجود نداشته است. براساس این مطالعه مشخص شده که زمین دارای چندین قشر متحدالمرکز است که از بیرون به داخل به نام بخش‌های اصلی پوسته، گوشته، و هسته نام گذاری شده‌اند. اگر به تقسیم‌بندی‌های جزئی‌تر هرکدام در این مورد دقت کنیم مشخص می‌شود که در بین آن‌ها پوسته زمین کمترین ضخامت را دارد. هر چه به هسته زمین نزدیک‌تر شویم بر چگالی مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها افزوده می‌شود.

واژه‌های کلیدی: لایه‌های زمین، امواج لرزه نگاری، ترموگرافی

مقدمه

انسان از زمانهای قدیم مشتاق شناسایی ساختمان داخلی کره زمین بوده است و از آنجا که دسترسی مستقیم به قسمتهای درونی امکان پذیر نبوده و حتی با تکنولوژی عصر حاضر نیز این کار مقدور نیست، روشهای غیر مستقیم همواره الهام بخش آدمی‌در کسب اطلاعات از قسمتهای داخلی زمین بوده است. از این میان می‌توان با استفاده از شواهد قابل دسترسي مانند خروج مواد مذاب درونی توسط آتشفشان‌ها، چشمه‌های آب گرم و غيره تا حد بسيار ناچيز به شناسايي درون زمين پرداخت. اهميت روشهاي ژئوفيزيكي در آن است كه ژئوفيزيك زمين و محيط پيرامون آن را از ديدگاه فيزيكي مطالعه كنند و در اين مطالعه از اندازه گيري كمي پارامترها و ويژگي‌هاي فيزيكي مانند روشهاي انكسار و انعكاس لرزه اي، ثقلي، مغناطيسي، الكتريكي، الكترومغناطيسي و راديواكتيويته كمك مي گيرد. ژئوفيزيك با تركيب پديده‌هاي فيزيكي زمين و پوششهاي مايع و گازي دربرگيرنده اش سروكار دارد. ژئوفيزيك‌دانان با استفاده از امواج لرزه‌اي و اندازه‌گيري ميدان‌هاي گرانش و مغناطيس زمين مي‌توانند خواص الاستيكي و مغناطيسي، چگالي، و دماي درون زمين را اندازه‌گيري كنند طي مطالعات و تحقيقات ژئوفيزيكي انجام گرفته توسط دانشمندان مي‌توان 7 لايه اصلي و فرعي براي زمين پيش بيني نمود. اين نتايج علمي با آيات قرآن مجيد در باره ي وجود 7 طبقه در زمين مطابقت دارد: اللَّهُ الَّذِی خَلَقَ سَبْعَ سَمَاوَاتٍ و َمِنَ الْأَرْضِ مِثْلَهُنَّ (سوره طلاق آیه 12). « خدا آن کسی است که هفت آسمان را آفرید و زمین را نیز مثل آن خلق کرد ».

روش كار

اين بررسي با استفاده از امواج P وS و امواج سايزميک انجام مي‌شود. با فرستادن اين امواج به داخل زمين و بازگشت آن‌‌ها به گيرنده‌هاي لرزه نگاري، محققان توانسته‌اند به شناسايي مرز بين لايه‌هاي داخل زمين و آنومالی‌ها بپردازند. از ویژگی‌های موج S این است که جهت ارتعاش این امواج عمود بر جهت انتشارشان است و به آنها امواج عرضی یا برشی می‌گویند در بیشتر موارد نسبت این موج به موج P نصف است و اما در موج P جهت ارتعاش با جهت انتشار در یک راستا است (شکل 1).

شكل 1- انواع امواج دروني

 

این امواج در اثر تنش‌های فشارش و کششی دستگاه‌های لرزه‌نگاری ایجاد می‌شود این موج نيز نسبت به رئولوژي‌هاي گوناگون دچار انکسار می‌شود در نتیجه این ناهنجاری‌ها شناسایی مرز‌های بین لایه‌ای و آنومالی‌های داخلی به راحتی انجام خواهد گرفت. لايه‌ها و عوارض داخلی زمین كمك موثري مي کند. در شکل2، شماي كلي از قابليت گذردهي اين امواج به داخل زمين و واكنش اين امواج در برخورد با تركيبات شيميايي و تغييرات فيزيكي مختلف نشان داده شده است. در شكل a2 نحوه حركت امواج P در داخل زمين را نشان مي دهد، نحوه حركت اين موج عمود بر جبهه موج مي باشد و با حركت به سمت پايين دچار انكسار مي‌شود. اين شكستگي‌ها به دليل افزايش سرعت امواج لرزه‌اي در لايه‌هاي داخلي است كه خود مويد تغييرات رئولوژي داخل زمين مي‌باشد. اگر اين تغييرات آهسته باشد تغييرات انكسار هم آهسته خواهد بود و در صورت افزايش شدت تغييرات رئولوژي انكسار هم شديد خواهد شد. با توجه به شكل مذكور شناسايي مرز بين هسته داخلي و خارجي معين گرديد.

درحالت b در شكل 2 نحوه ي حركت امواج برشي S ديده مي‌شود. اين امواج نمي توانند از مايعات عبور كنند از اين جهت آثاري از عبور آنها در هسته‌ي خارجي مشاهده نمي‌شود و باعث تشكيل يك منطقه‌ي سايه مي‌شود. وجود سايه حكايت از يك انكسار موج لرزه‌اي است كه شناسه‌اي براي معرفي مرز (گوتنبرك) بين هسته و گوشته مي‌باشد. در شكل 2 در حالت C امواج سايزموگرافي بكار برده شده است كه در شناسايي هسته‌ي داخلي زمين مورد استفاده قرار می‌گيرد. اين امواج نسبت به لايه‌هاي جامد دچار انكسار مي‌شوند و با بازتابي كه از مرز بيروني هسته‌ي داخلي از خود نشان مي‌دهند در شناسايي هسته‌ي داخلي موثر واقع شده است.

شكل 2-عبور امواج از داخل زمين و رفتار آن‌ها در برابر رئو لوژي قسمت‌هاي مختلف

 

نمودار a در شكل 2 تغييرات موج S و موج p را در داخل زمين نشان مي‌دهد. باتوجه به نمودار تغييرات شديدي در سرعت امواج لرزه اي در اعماق 2900 و 5155 كيلومتري ديده مي‌شود. اين مرزها داخل زمين را به سه قسمت به نام‌هاي پوسته، گوشته و هسته تقسيم كرده است. اعوجاجات ديگر در هر يك از زير لايه‌ها تقسيمات فرعي ديگري را براي زمين معرفي كرده است كه در ادامه به معرفي هر يك از اين لايه‌هاي فرعي مي‌پردازيم. با توجه به مقايسه شكل‌ها مشخص مي‌شود رابطه مستقيمي بين شكست امواج لرزه‌اي با مرز لايه‌بندي داخل زمين وجود دارد.

پوسته (لايه a)

پوسته، خارجی ترین لایه سیاره ما است داراي ضخامت بين 7 تا 70 كيلومتر مي‌باشد كه شامل دو نوع پوسته قاره‌اي كه 30 درصد از سطح زمين را پوشش مي دهند و پوسته اقيانوسي كه 70 درصد از سطح زمين را فرا گرفته اند (شکل‌های 3 و 4).

شكل 3- (a) نمودار عبور امواج S-P از داخل زمين. (b) نشان دادن لايه بندي داخل زمين

 شكل 4- ساختار پوسته

 

اين دو نوع پوسته از لحاظ ضخامت و تركيب با هم متفاوت مي‌باشند. بيشترين ارتفاع پوسته قاره‌اي مربوط به کوه‌های هيماليا و قله اورست با ارتفاع 8.5 كيلومتر و عميقترين نقطه از پوسته اقيانوسي مربوط به گودال ماريانا مي‌باشد. طبق بررسي‌هاي انجام شده توسط دانشمندان، اين سياره تنها سیاره‌اي است كه تحت تاثیر تکتونیک صفحه‌ای مي باشد. مطالعات لرزه‌ای نشان داده است که پوسته اقیانوسی لایه به لایه بوده و در اکثر حوضه‌های اقیانوسی سه لایه اصلی وجود دارد:

  1. لایه اول به ضخامت تقریبی 0.3 کیلومتر که از مواد رسوبی بوده است.
  2. لایه دوم به ضخامت 1.4 کیلومتر که حاوی سنگهای مافیک و الترامافیک است
  3. لایه سوم به ضخامت 4.7 کیلومتر که این لايه نیز حاوی سنگهای مافیک و الترامافیک است. جنس مواد تشکیل دهنده پوسته در زیر اقیانوسها و قاره‌ها متفاوت است. همچنين اين مطالعات در مورد پوسته‌ي قاره‌اي حكايت از تركيبات زير دارد:
  • 8 کیلومتر سنگهای روی پوسته از قبیل سنگهای آتشفشانی، شیل، ماسه‌سنگ و دیگر سنگهای دگرگونی معادل آنها.
  • 8 کیلومتر میگماتیت و گرانیت
  • 18 کیلومتر گرانولیت

مرز موهو

تغييرات در امواج لرزه‌نگاري در اعماق زير پوسته حاكي از وجود يك ناپيوستگي لرزه‌اي است به طوري كه سرعت امواج لرزه‌اي در بالاي موهو، 6 كيلومتر در ثانيه و در زير موهو حدود 8 كيلومتر در ثانيه مي‌باشد. اين انقطاع به قدري واضح است كه احتمالا نشان دهنده تماس بسيار ناگهاني بين دو سنگ (گابرو در بالا و پريدوتيت در پايين) است. ضخامت مربوط به اين لايه حدود 6 كيلومتر مي باشد.

گوشته

اين بخش قسمت داخلي زمين بوده و در بين پوسته و هسته قرار گرفته است. گوشته بخش اعظم جرم و حجم زمين را در بر گرفته است. بخش بالاي آن داراي عمق 70 كيلومتر و بخش زيرين آن نيز داراي 2900 كيلومتر مي باشد (شکل 3). اين توده داغ و جامد است و با افزايش عمق مقدار حرارت آن نيز افزايش يافته و با اينكه جامد است ولي خاصيت پلاستيک از خود نشان مي دهد و جريان مي يابد. تغيير و تحولات مربوط به اين لايه خود عاملي براي وجود صفحه تكتونيكي روي سطح زمين است. در عمق 100 تا 200 كيلومتري زير پوسته ي اقيانوسي يك ذوب بخشي جزئي ديده مي شود كه تقريبا 4 درصد از حجم گوشته را به ماگما تبديل مي كند. بسياري از آتشفشان‌هاي مربوط به نقاط داغ در سطح زمين كه ماگماي بازالتي دارند از زبانه ي گوشته منشا گرفته اند، وجود 2 جريان همرفتي در قسمت‌هاي مختلف گوشته خود حكايت از تبادل انرژي بين بخش‌های بالا و پايين آن شده است. اين تبادلات از يك ميليارد سال پيش آغاز شده است. خود گوشته نيز به دليل ناپيوستگي‌هاي لرزه اي كه توسط دستگاه‌هاي لرزه نگاري ثبت شده به سه قسمت تقسيم مي شود: گوشته بالايي، زون انتقالي و گوشته پاييني. هر يك از اين تقسيمات داراي ويژگي‌هاي زير هستند:

گوشته بالايي (لايهB)

اين لايه بين عمق 70 تا400 كيلومتر از سطح زمين را تشكيل داده است. داخل اين لايه ذوب بخشي جزئي وجود دارد كه با استفاده از ناهنجاري‌هاي لرزه اي شناسائی شده است. منشا بسیاری از پدیده‌های زمین شناسی مثل فعالیتهای ماگمایی، زلزله‌های عمیق و تغییر مکان قاره‌ها، در گوشته بالائی و ناحیه عبور است. در زير آن لايه فرعي ديگري به نام ليتوسفر گوشته وجود دارد اين لايه به حالت جامد مي باشد. با استفاده از اطلاعات ‍ژئوفيزيكي براي تركيب پوسته سه نوع سنگ پيش بيني کرده است: دونیت (غنی از الیوین) پریدوتیت (غنی از الیوین و پیروکسن) و اکلوژیت (مرکب از گرونا، پیروکسن) جرم مخصوص این قسمت از گوشته حدود 3،9 محاسبه شده است.

زون انتقالي (لايهC)

اين زون در اعماق 400 -600 كيلومتري سطح زمين واقع شده در اين زون نيز با جهش ناگهاني از سرعت لرزه اي روبرو هستيم كه احتمالا به دليل جانشيني تغييرات فاز در مواد معدني گوشته مي باشد.

گوشته پاييني (لايهD)

جايگاه آن در عمق 670 تا 2900 كيلومتري از سطح زمين مي باشد. افزايش درجه حرارت و سرعت لرزه اي و روند رو به رشد آن رو به پايين رفتار پلاستيکی از خود نشان مي دهند. اين انتقال حرارت از طريق فرايند همرفت صورت مي گيرد به عبارتي مواد گرم بالا رفته و مواد سرد در داخل آن غرق مي شوند. فرايند گرم شدن از قاعده گوشته آغاز گرديده است. منشا اين گرما را حرارت مربوط به مواد راديو اكتيو دانسته اند و 20 درصد حرارت موجود دراين لايه از فرايند تشكيل هسته حاصل شده است. نتايج حاصل از بررسي امواج لرزه اي حضور سیلیکاتهای منیزیم، آهن و اکسیدهایی مثل کرنزون، روتیل و اسپینل را در اين لايه نشان مي دهد. وجود ناپيوستگي‌هاي لرزه اي در بالاي لايه D حضور تركيباتي مانند TTG و Anorthositeاز مشتقات پوسته قاره اي است. اطلاعات لرزه اي در ارتباط با تشابه ساختار تكتونيكي وهمچنين وجود تركيباتي (مانند گرانيت) مانند تركيبات پوسته اين احتمال را مي دهد كه اين لايه منشا فرورانش پوسته اقيانوسي است كه به همراه آن بخشي از پوسته ي قاره اي را پايين برده است اين عملكرد در زمان اوليه تشكيل كره زمين بوده است. طبق اطلاعات حاصل از روش ترموگرافي لرزه اي تركيب اين بخش شامل مجموعه اي مختلط از گوشته و هسته (سيليكات و آهن) معرفي شده است. افزايش سرعت لرزه اي در بالاي مرز D خود حكايت از چگالي بالا دراين مرز را دارد.

هسته

دروني ترين بخش از زمين است كه داراي قطر 3481 كيلومتر (به اندازه ماه) است. اين مجموعه داراي چگالي بالا و با توجه به تحقيقات انجام شده احتمال مي رود حاوي آلياژ آهن و نيكل باشد. شناسايي مرز خارجي (مرز گوتنبرگ) آن با شكست امواج S و مرز داخلي آن با شكست موج P شناسايي شده است. مرز داخلي هسته، آن را به دو قسمت هسته داخلي و هسته خارجي تقسيم نموده است با توجه به عدم عبور دهي امواج S (امواج برشي) محققان نتيجه گرفتند كه هسته خارجي مايع بوده و با توجه به شكست موج P در مرز بين هسته ي داخلي و خارجي به اين نتيجه رسيده اند كه هسته داخلي جامد مي باشد. وجود جريان همرفتي درآلياژ آهن مربوط به هسته خارجي عاملي براي بروز ميدان مغناطيسي زمين مي باشد. مطالعات اخيرنشان داده است كه سرعت چرخش در هسته داخلي بيشتر از گوشته مي باشد علاوه بر آن ناهمسانگري گسترده اي در هسته داخلي مشاهده شده است كه نمود آن در اختلاف سرعت لرزه اي در قسمت‌هاي مختلف آن مشاهده شده است به طوري كه سرعت سیر موج در هسته داخلی بطور ناگهانی افزایش می‌یابد. طي تحقيقات اخير احتمال مي رود لايه ديگري در بين هسته داخلي و هسته خارجي وجود داشته باشد كه تركيب مشتركي از دو هسته ي بالايي و پاييني را داراست و حالت نيمه سلب را دارد.

نتيجه گيري

مطالعات گسترده مربوط به علم ژئو فيزيك اطلاعات گستره اي از ناشناخته‌هاي جهان از جمله داخل زمين را در اختيار ما گذاشته است. اين شناسايي بااستفاده از تفاوت در سرعت امواج لرزه اي در برخورد باتركيبات مختلف موجود در زمين مي باشد. از اين روش برای شناسايي لايه‌هاي اصلي و زير لايه‌هاي آن استفاده می‌شود كه به كمك امواج لرزه اي و ترموگرافي است. اين شناسايي به دليل تغييرات مربوط به سرعت امواج فرستاده شده به داخل زمين مي باشد كه خود حاصل اختلاف رئولوژي مربوط به قسمت‌هاي مختلف داخل زمين است. طبق مطالعات انجام شده، محققان 7 لايه براي داخل زمين معرفي كرده اند كه مرز بين آن‌ها را انكسار امواج مشخص می‌کند. ترتيب اين 7 لايه در جدول 1 نشان داده شده است. تطابق ميان يافته‌هاي علمي وآيات قرآن مجيد (اللَّهُ الَّذِی خَلَقَ سَبْعَ سَمَاوَاتٍ وَمِنَ الْأَرْضِ مِثْلَهُنَّ، سوره طلاق آیه 12)، حاكي از آن است كه قرآن مجيد معجزه اي الهي است.

جدول 1-ترتيب هفت لايه اصلي و فرعي زمين

منابع و مراجع

 

Earth structure' anintroduction to stractural geology and tectonics second Edition a.van der pluijm-s.marshak

Berkeley Seismological Laboratory، Berkeley،3D structure of the Earth’s lower mantle

Structure tridimensionnelle du manteau inférieur de la Terre Barbara Romanowicz Berkeley Seismological Laboratory، Berkeley، CA 94720، USA Received 28 June 2002; accepted 7 November 2002 Written on invitation of the Editorial Board

Lclborutoire de Gkhimie et Cosmochimie Limitation on the mass exchange between the upper and lower mantle: the evolving convection regime of the Earth CNRS-URA 1758، Institut de Physique du Globe de Paris. 4 Place Jussieu. 75252 Paris Cedex05. France Received Claude J. Allkgre، 1 March 1996; revised 8 April 1997; accepted 1 I April 1997

Tetsuya Komabayashi، Shigenori Maruyama، Shuji Rino. A speculation on the structure of the D″ layer: The growth of anti-crust at the core–mantle boundary through the subduction history of the Earth Department of Earth and Planetary Sciences، Tokyo Institute of Technology، Meguro، Tokyo 152-8551، Japan

S. SpiliopoulosF.D. StaceyThe earth's thermal profile: Is there a mid-mantle thermal boundary layer

Physics Department، University of Queensland، Brisbane 4067، Australia Received 5 December 1983. Accepted 21 December 1983. Available online 8 April 2003

.D.J. Doornbos، S. Spiliopoulos، F.D. Stacey Seismological properties of D″ and the structure of a thermal boundary layer Original Research Article Physics of the Earth and Planetary Interiors، Volume 41، Issue 4، 31 January 1986، Pages 225-239




نظر شما



نمایش غیر عمومی
عضویت در سایت
هر روز یک آیه

لَّیْسَ لِلْإِنسَانِ إِلَّا مَا سَعَى

برای انسان بهره ای جز سعی و کوشش او نیست.

قرآن