السلاسل الجبلية الحديثة وعلاقتها بتكتونية الصفائح
1) المقدمة: السلاسل الجبلية الحديثة وتكتونية الصفائح
سطح الأرض ليس ثابتاً، بل يتكوّن من صفائح ليثوسفيريّة صلبة تتحرّك بالنسبة لبعضها البعض. نظرية تكتونية الصفائح تفسّر توزّع الزلازل، والبراكين، والخنادق المحيطية، وخاصة السلاسل الجبلية الحديثة.
تُعرَّف السلسلة الجبلية الحديثة بأنها مجموعة من التضاريس المرتفعة وواسعة الامتداد (مئات إلى آلاف الكيلومترات) تشكّلت في الأزمنة الجيولوجية الحديثة (السينوزوي، مثل: الألب، الهمالايا، الأطلس، الأنديز…)، وتختلف عن السلاسل القديمة جداً التي تعرّضت لتعرية قوية فأصبحت منخفضة.
يهدف هذا الدرس إلى توضيح كيف ترتبط نشأة السلاسل الجبلية الحديثة بـحركة الصفائح الليثوسفيريّة، خصوصاً في مناطق التقارب بين الصفائح (التقارب = تقارب الصفائح) مثل مناطق الاندساس والتصادم.
في امتحان الباكالوريا يُطلب منك غالباً ربط مقطع جيولوجي أو وثيقة زلزالية (زلازل، براكين، تضاريس) بسياق اندساس أو تصادم، وربطه بحزام جبلي (مثل الألب، الهمالايا، الريف، الأطلس).
2) تذكير بتكتونية الصفائح
2.1) الصفائح الليثوسفيريّة والأستينوسفير
- الليثوسفير هو الجزء السطحي الصلب من الكرة الأرضية (القشرة + الجزء العلوي من الوشاح)، وهو مجزّأ إلى صفائح (إفريقيا، أوراسيا، أمريكا، الهادي…).
- الأستينوسفير توجد تحت الليثوسفير، وهي طبقة أكثر ليونة (لدنة) تنزلق عليها الصفائح.
2.2) أنواع حدود الصفائح
- حدود تباعدية: تبتعد الصفائح عن بعضها (الظهور المحيطية، توسع قاعي المحيط).
- حدود تقاربية: تتقارب الصفائح (اندساس، تصادم).
- حدود انزلاقية (تحويلية): تنزلق الصفائح أفقياً بجانب بعضها (فوالق تحويلية).
تتكوّن السلاسل الجبلية الحديثة الكبرى أساساً في مناطق التقارب بين الصفائح:
- اندساس محيطي–قارّي (الأنديز)؛
- اندساس محيطي–محيطي (أقواس جزر بركانية)؛
- تصادم قارّي–قارّي (الألب، الهمالايا).
3) مناطق التقارب وتكوّن السلاسل الجبلية
3.1) اندساس محيطي–قارّي: سلاسل من نوع الأنديز
الاندساس هو غوص صفيحة محيطية أكثر كثافة تحت صفيحة أخرى (محيطية أو قارية) عند مستوى خندق محيطي.
- تغوص الصفيحة المحيطية داخل الأستينوسفير وتُعاد إعادة تدويرها.
- فوق منطقة الاندساس نلاحظ سلسلة جبلية حديثة مصحوبة بـبراكين انفجارية (قوس قارّي).
- مثال: سلسلة الأنديز (اندساس صفيحة نازكا تحت صفيحة أمريكا الجنوبية).
3.2) اندساس محيطي–محيطي: الأقواس الجزرية
عندما تتقارب صفيحتان محيطيتان، تغوص الأقدم والأكثر كثافة. في هذه الحالة نلاحظ:
- خندقاً محيطياً عميقاً؛
- قوس جزر بركانية (سلسلة جزر بركانية): اليابان، الأنتيل…
3.3) تصادم قارّي: السلاسل الألبية والهمالايا
بعد إغلاق محيط بفعل الاندساس، يمكن أن تدخل الحافتان القاريتان في تصادم. في هذه الحالة نلاحظ:
- زيادة في سماكة القشرة (جذر قشري عميق)؛
- وجود طيات وفوالق عكسية وأغلفة دفع (نَطائح)؛
- ارتفاعاً كبيراً في التضاريس (سلاسل عالية) وتعرية قوية.
تُعد سلاسل الألب والهمالايا مثالاً لسلاسل تصادمية ناتجة عن تقارب وتصادم قارات (إفريقيا / أوروبا في حالة الألب، والهند / أوراسيا في حالة الهمالايا).
4) البنية الداخلية لسلسلة جبلية حديثة
4.1) التضاريس السطحية والجذر القشري
السلسلة الجبلية ليست مجرد تضاريس سطحية فقط؛ بل تمتلك أيضاً جذراً قشرياً في العمق (زيادة كبيرة في سماكة القشرة).
- قد تصل سماكة القشرة القارية إلى أكثر من 60–70 كيلومتراً تحت السلاسل الكبرى.
- يُكشف هذا الجذر بواسطة الدراسات الزلزالية (عمق كبير لعدم الاستمرارية موهو) وبواسطة الشذوذات الثقالية (نقص نسبي في الكتلة).
4.2) الطيات، الفوالق العكسية، وأغلفة الدفع
- الطيات: تشوّه مطيلي للطبقات الرسوبية (طيات محدّبة ومقعّرة) نتيجة ضغوط انضغاطية.
- الفوالق العكسية: انزلاق كتلة صخرية فوق أخرى، مما يؤدي إلى تقاصر أفقي للطبقات.
- أغلفة الدفع (النطائح): مجموعات صخرية كبيرة نُقلت على مسافات عشرات الكيلومترات فوق صخور أخرى، وتشهد على تشوّهات شديدة.
4.3) التحول الصخري والنشاط الماغماتي
- في العمق، تؤدي زيادة الضغط والحرارة إلى تحوّل صخري للصخور (شيست، نايس…).
- يرتبط الاندساس والتصادم غالباً بـنشاط ماغماتي (غرانيت، صخور بركانية) ناتج عن الانصهار الجزئي للصفيحة المنغرزة أو للوشاح.
5) مثال: الحزام الألبي–الهمالاي
لا تتوزع السلاسل الجبلية الحديثة منفردة، بل تشكّل معاً أحزمة أوروغينية كبرى. أشهرها الحزام الألبي–الهمالاي الممتد من المحيط الأطلسي إلى آسيا.
- يضم هذا الحزام الألب، الريف، الأطلس التلي، جبال الأناضول، الزاغروس، الهمالايا…
- ينتج عن تقارب الصفيحة الإفريقية/العربية مع الصفيحة الأوراسية، وإغلاق محيطات قديمة.
- تتميز هذه المنطقة بـنشاط زلزالي مهم وأحياناً نشاط بركاني (مناطق اندساس مرتبطة).
في التمارين، من الأفكار الأساسية ربط أي سلسلة جبلية تقع حول البحر الأبيض المتوسط بـتقارب إفريقيا–أوراسيا.
6) حالة المغرب: سلاسل الأطلس والريف
6.1) سلاسل الأطلس
يتأثر المغرب بعدة مجموعات جبلية: الأطلس الكبير، الأطلس المتوسط، الأطلس الصغير، بالإضافة إلى الريف. وترتبط تضاريس الأطلس بمراحل تشوّه مرتبطة بـتقارب إفريقيا–أوروبا.
- تُظهر صخور الأطلس طيات وفوالق عكسية تدل على تقاصر أفقي للطبقات.
- توجد سلاسل رسوبية سميكة (كلسات، مراّن…) تعرّضت للتشوّه.
- توجد شواهد على تحوّل صخري وأحياناً نشاط ماغماتي/بركاني قديم.
6.2) جبال الريف
يُعتبر الريف في شمال المغرب جزءاً من القطاع المغاربي للحزام الألبي، وينتج عن تفاعلات معقدة بين صفيحة إفريقيا وأوراسيا والصفيحة الصغرى الأيبيرية.
- وجود أغلفة دفع (نطائح) وسلاسل رسوبية مشوّهة بقوة.
- نشاط زلزالي محسوس في بعض المناطق (مثلاً منطقة الحسيمة).
إذن، السلاسل الجبلية المغربية، خاصة الأطلس والريف، ترتبط مباشرة بـتكتونية الصفائح وبالتقارب بين إفريقيا وأوراسيا.
7) الدينامية الحالية للسلاسل الجبلية الحديثة
7.1) النشاط الزلزالي
- تُعتبر مناطق الاندساس والتصادم من أكثر مناطق العالم نشاطاً زلزالياً.
- تُظهر الزلازل غالباً محاذاة على طول مستويات مائلة (مستوى بنيوف) في سياق الاندساس.
- في مناطق التصادم، تعكس الزلازل استمرار الانضغاط وإعادة توازن القشرة.
7.2) الارتفاع (السورّج) والتوازن الأيزوستاتي
حتى بعد تراجع التقارب الفعلي، يمكن أن تستمر السلسلة في الارتفاع نتيجة تعديلات أيزوستاتية (تعويض ثقل بين الليثوسفير والأستينوسفير).
7.3) التعرية وتشكّل التضاريس
- التعرية (الماء، الجليد، الرياح) تزيل مادّة من القمم والمنحدرات تدريجياً.
- تُعرّي التعرية الصخور المتحوّلة العميقة، والغرانيت، وغيرها.
- تُنقل المواد المنزوعة نحو الأحواض الرسوبية حيث تترسّب وتشكل طبقات جديدة.
السلسلة الجبلية الحديثة هي نتيجة توازن ديناميكي بين الارتفاع (بسبب التقارب والأيزوستاتي) وبين التعرية التي تميل إلى خفض التضاريس.
8) طرق دراسة السلاسل الجبلية وعلاقتها بالصفائح
- الخرائط الجيولوجية: تُظهر ظهور الصخور المختلفة على السطح والبنيات (طيات، فوالق، نطائح…).
- المقاطع والسطوح الجيولوجية: تعيد بناء تنظيم الطبقات في العمق.
- المعطيات الزلزالية: تحدد مواقع بؤر الزلازل، وتكشف مناطق الاندساس وسماكة القشرة.
- القياسات الثقالية: تُبرز الشذوذات المرتبطة بالجذر القشري.
- أعمار الصخور (التأريخ): تمكّن من تتبّع تاريخ تشكّل السلسلة.
9) تمارين تطبيقية (10) مع حلول مفصّلة
التمرين 1 — أنواع الحدود والتضاريس المرتبطة بها
اربط كل نوع من أنواع حدود الصفائح بتكوّن سلاسل جبلية حديثة أو عدمه:
- a) حد تباعدي
- b) حد تقاربي (اندساس)
- c) حد تقاربي (تصادم قارّي)
- d) حد انزلاقي
1. أي من هذه الحدود مسؤول أساساً عن تكوّن السلاسل الجبلية الحديثة؟
2. أعط مثالاً لسلسلة جبلية مرتبطة بكل واحد من هذه الحدود المعنية.
1. تتكوّن السلاسل الجبلية الحديثة أساساً عند الحدود التقاربية:
- b) اندساس: سلسلة من نوع الأنديز (سلسلة الأنديز).
- c) تصادم قارّي: السلاسل الألبية والهمالايا.
أما الحدود التباعدية (الظهور المحيطية) فتنشئ تضاريس إيجابية لكنها محيطية بالدرجة الأولى، والحدود الانزلاقية لا تؤدي عادةً إلى تكوّن سلاسل جبلية حديثة كبيرة.
2.
- اندساس محيطي–قارّي: الأنديز.
- تصادم قارّي: الألب، الهمالايا.
التمرين 2 — الاندساس والقوس البركاني
في سياق اندساس محيطي–قارّي، اشرح العلاقة بين غوص الصفيحة المحيطية وتكوّن:
- خندق محيطي؛
- قوس بركاني قارّي؛
- سلسلة جبلية حديثة.
1. عندما تبدأ الصفيحة المحيطية الأكثر كثافة بالغوص تحت الصفيحة القارية، تنخفض قاع المحيط محلياً، ما يؤدي إلى تكوّن خندق محيطي عميق على طول منطقة الاندساس.
2. في العمق، تتحرر المياه من الصفيحة المنغرزة (تجفّ)، فتُغني الوشاح بالماء، مما يخفض درجة حرارة الانصهار ويسبب انصهاراً جزئياً للوشاح. تصعد الصهارة الناتجة وتكوّن قوساً بركانياً قارّياً (بركانية انفجارية).
3. مجموع التشوّهات (طيات، فوالق عكسية)، وتراكم أغلفة الدفع، والبناء البركاني يساهم في تكوّن سلسلة جبلية حديثة على طول الحافة القارية.
التمرين 3 — التصادم القاري وزيادة سماكة القشرة
أثناء التصادم القاري، اشرح كيف يتشكّل:
- تضاريس عالية الارتفاع؛
- جذر قشري؛
- أغلفة دفع (نطائح).
1. يؤدّي تصادم قارتين إلى تقاصر أفقي قوي للصخور، ما يسبّب تراكبها وارتفاعها، فتتشكل تضاريس عالية الارتفاع (مثل الألب والهمالايا).
2. يترجم هذا التقاصر أيضاً إلى زيادة في سماكة القشرة، فيتكوّن جذر قشري يغوص عميقاً في الوشاح، وهو ما تكشفه الدراسات الزلزالية والثقالية.
3. أغلفة الدفع هي مجموعات صخرية كبيرة نُقلت على مسافات طويلة فوق صخور أخرى، وتشهد على قوّة الضغوط الانضغاطية وعلى هشاشة الطبقات السطحية التي يمكن أن تنزلق فوق مستويات أكثر ليونة.
التمرين 4 — الحزام الألبي–الهمالاي
1. حدّد تقريباً موقع الحزام الألبي–الهمالاي على الكرة الأرضية (المناطق المعنية).
2. اشرح كيف يرتبط هذا الحزام بتكتونية الصفائح.
1. يمتد الحزام الألبي–الهمالاي من منطقة المحيط الأطلسي (الريف، الأطلس، الألب) إلى آسيا (الأناضول، الزاغروس، الهمالايا حتى جنوب شرق آسيا)، ويشكّل قوساً جبلياً شبه متصل حول البحر الأبيض المتوسط وجنوب أوراسيا.
2. ينتج هذا الحزام عن تقارب الصفيحة الإفريقية/العربية مع الصفيحة الأوراسية. أدّى إغلاق محيطات قديمة وتصادم الكتل القارية المتتالية إلى تكوّن سلاسل جبلية حديثة كبرى (الألب، الهمالايا)، مع نشاط زلزالي قوي وأحياناً نشاط بركاني مصاحب.
التمرين 5 — المغرب وتقارب إفريقيا–أوراسيا
1. اذكر سلسلتين جبليتين حديثتين في المغرب.
2. اربط تكوّنهما بتكتونية الصفائح.
3. اذكر خطراً طبيعياً مرتبطاً بهذه الدينامية.
1. مثالان: الأطلس الكبير والريف.
2. ترتبط هاتان السلسلتان بـتقارب إفريقيا–أوراسيا. فقد أدّى التقارب بين الصفائح إلى انضغاط، تسبب في طيّ الطبقات الرسوبية ودفعها (فوالق عكسية) وزيادة سماكة القشرة.
3. تولّد هذه الدينامية نشاطاً زلزالياً ملحوظاً في بعض المناطق (مثل المنطقة الريفية)، وتشكل الزلازل خطراً طبيعياً مهماً على السكان والمنشآت.
التمرين 6 — وثيقة زلزالية ومنطقة اندساس
تُقدَّم لك وثيقة تُظهر محاذاة لبؤر زلزالية تزداد عمقاً
تحت قارة ما.
1. أي نوع من حدود الصفائح يشير إليه هذا المستند؟
2. ما التضاريس المتوقعة على السطح؟
3. هل يساهم هذا السياق في تكوّن سلسلة جبلية حديثة؟ علّل جوابك.
1. محاذاة البؤر الزلزالية في العمق على طول مستوى مائل تمثّل منطقة اندساس (مستوى بنيوف)، أي حد تقاربي محيطي–قارّي.
2. على السطح، نتوقع وجود خندق محيطي عند بداية الاندساس، بالإضافة إلى قوس بركاني قارّي وسلسلة جبلية على طول الحافة القارية.
3. نعم، هذا السياق مناسب لتكوّن سلسلة جبلية حديثة من نوع الأنديز، ناتجة عن اندساس الصفيحة المحيطية تحت الصفيحة القارية.
التمرين 7 — الجذر القشري والشذوذات الثقالية
تُظهر قياسات ثقالية وجود شذوذ سلبي (نقص في الكتلة) تحت
سلسلة جبلية كبيرة.
1. كيف يمكن تفسير هذا الشذوذ من حيث بنية القشرة؟
2. كيف يؤكد ذلك وجود جذر قشري؟
1. يدل الشذوذ الثقالي السلبي على أن الكثافة المتوسطة للمواد تحت السلسلة أقل من المناطق المجاورة. يفسَّر ذلك بوجود قشرة سميكة (جذر قشري) مكوّنة من صخور أقل كثافة من الوشاح أسفلها.
2. تؤدي القشرة السميكة والأقل كثافة إلى نقص في الكتلة يمكن كشفه بواسطة القياسات الثقالية. وهذا يتوافق مع وجود جذر قشري تحت السلسلة، كما يتوقعه نموذج الأيزوستاتي وزيادة سماكة القشرة في سياق التقارب.
التمرين 8 — دور التعرية
اشرح دور التعرية في تطور السلاسل الجبلية الحديثة من حيث:
- تأثيرها على التضاريس السطحية؛
- إظهار الصخور العميقة؛
- الترسّب في الأحواض المجاورة.
1. تعمل التعرية (الماء، الجليد، الرياح) على إزالة المواد تدريجياً من القمم والمنحدرات، مما يؤدي إلى خفض التضاريس وتلطيفها مع مرور الزمن.
2. عبر إزالة الطبقات السطحية، تكشف التعرية عن صخور عميقة (صخور متحوّلة، غرانيت…) تشهد على تاريخ السلسلة الداخلي (التحول الصخري، النشاط الماغماتي).
3. تُنقل المواد المنزوعة وتُرسب في أحواض رسوبية تقع على أطراف السلسلة (أحواض أمامية)، وتكوّن سلاسل رسوبية جديدة (مولاس) قد تتعرّض لاحقاً لتشوّهات في مراحل تكتونية جديدة.
التمرين 9 — مقارنة بين الأنديز والهمالايا
قارن في بضعة أسطر بين سلسلتي الأنديز والهمالايا مبيّناً لكل منهما:
- نوع حد الصفائح؛
- الخصائص الجيوديناميكية الرئيسية (زلازل، براكين)؛
- عنصراً بنيوياً مشتركاً.
تُعد الأنديز سلسلة من نوع الأنديز ناتجة عن اندساس محيطي–قارّي (صفيحة نازكا المحيطية تحت الصفيحة الأمريكية الجنوبية). يميزها نشاط زلزالي قوي، ووجود خندق محيطي وقوس بركاني قارّي نشط.
أما الهمالايا فتنتج عن تصادم قارّي (الهند / أوراسيا). النشاط الزلزالي فيها مهم، لكن النشاط البركاني ضعيف نسبياً مباشرة على مستوى السلسلة.
العنصر المشترك بين السلسلتين هو وجود زيادة في سماكة القشرة وبنيات انضغاطية (طيات، فوالق عكسية، أغلفة دفع) تشهد على تقاصر أفقي قوي.
التمرين 10 — تركيب تحليلي
حرّر فقرة من 12 إلى 15 سطراً تشرح فيها كيف تُعد السلاسل الجبلية الحديثة دليلاً على تكتونية الصفائح.
تُعد السلاسل الجبلية الحديثة دليلاً مهماً على تكتونية الصفائح. فتوضعها على سطح الأرض ليس عشوائياً، بل تتركز أساساً على طول الحدود التقاربية حيث تتقارب الصفائح الليثوسفيريّة. في مناطق الاندساس يؤدي غوص صفيحة محيطية تحت أخرى إلى تكوّن خنادق محيطية وأقواس بركانية وسلاسل من نوع الأنديز. وفي مناطق التصادم القاري يسبب التقاصر الأفقي للقشرتين زيادة كبيرة في سماكة القشرة، وتشكّل طيات وفوالق عكسية وأغلفة دفع، وارتفاعاً قوياً للتضاريس. تُظهر المعطيات الزلزالية توزّع الزلازل على طول مستويات الاندساس أو في مناطق التصادم، في حين تكشف القياسات الثقالية والزلزالية العميقة عن وجود جذور قشرية تحت السلاسل الكبرى. كما أن تشابه البنيات والصخور المتحوّلة على جانبي السلاسل يؤكد حدوث حركات نسبية للقارات. لا يمكن تفسير مجموع هذه الملاحظات إلا إذا قبلنا بوجود حركة وتفاعل للصفائح الليثوسفيريّة كما تقترح نظرية تكتونية الصفائح.
10) خلاصة للباكالوريا — السلاسل الجبلية الحديثة وعلاقتها بتكتونية الصفائح
- تتكوّن السلاسل الجبلية الحديثة (الألب، الهمالايا، الأنديز، الأطلس…) أساساً في مناطق التقارب بين الصفائح الليثوسفيريّة.
- ترتبط سلاسل من نوع الأنديز بـاندساس محيطي–قارّي، بينما تنتج السلاسل الألبية–الهمالاي عن تصادمات قارية.
- تظهر بنيتها الداخلية سماكة قشرية كبيرة (جذر قشري)، ووجود طيات، فوالق عكسية، أغلفة دفع، تحوّل صخري وأحياناً نشاطاً ماغماتياً.
- تُعد السلاسل الحديثة مناطق نشاط زلزالي قوي وأحياناً نشاط بركاني، مما يجعلها مناطق ذات مخاطر طبيعية مهمة.
- تنتمي السلاسل الجبلية المغربية (الأطلس، الريف) إلى الحزام الألبي المرتبط بتقارب إفريقيا–أوراسيا.
- يشكل مجموع الملاحظات (التوزّع الجغرافي، البنيات، المعطيات الجيوفيزيائية) دليلاً قوياً على تكتونية الصفائح.
علوم الحياة والأرض — السلاسل الجبلية الحديثة وعلاقتها بتكتونية الصفائح — الثانية باكالوريا علوم فيزيائية/علوم الحياة والأرض — © neobac.ma