الأحواض التكتونية والوديان المتصدعة عبر تاريخ الأرض

ما هي تضاريس الأحواض التكتونية؟

الأحواض التكتونية والوديان المتصدعة هي عبارة عن تضاريس تتميز بجوانب جبلية شديدة الانحدار نسبياً وأرضيات مسطحة، حيث يتم إنشاء الجوانب شديدة الانحدار عن طريق الإزاحة على الصدوع، بحيث يتحرك قاع الوادي لأسفل بالنسبة إلى الهوامش المحيطة، أو على العكس تتحرك الهوامش لأعلى بالنسبة إلى الأرضية.

تتراوح الاختلافات في ارتفاعات طوابق الوادي والجبال أو الهضاب المحيطة من عدة مئات من الأمتار فقط إلى أكثر من 2000 متر في الوديان المتصدعة الرئيسية، كما يختلف عرض الوديان والأحواض التكتونية من 10 كيلومترات إلى أكثر من 100 كيلومتر، وتبلغ أطوالها عادةً مئات الكيلومترات لكنها تتراوح من بضع عشرات إلى آلاف الكيلومترات.

كيفية انتاج الأحواض والوديان التكتونية:

• يتم إنتاج الغالبية العظمى من الأحواض والوديان التكتونية عن طريق امتداد قشرة الأرض والسقوط اللاحق لكتلة من القشرة في الفضاء الناتج عن تباعد كتل القشرة الأرضية الكبيرة أو ألواح الغلاف الصخري.

• يؤدي امتداد القشرة الهشة إلى تكسرها وعندما تتحرك كتل أو صفائح القشرة المجاورة تنزلق كتلة أصغر إلى أسفل في الفجوة الناتجة.

• ثم يؤدي هبوط هذه الكتلة بين كتل الصدع المحيطة، والتي عادة ما ترتفع خلال حلقة من التمدد القشري إلى إنشاء واد صدع أو حوض تكتوني، والمصطلح الجيولوجي لهذا النوع من الاكتئاب التكتوني هو (graben) وهي الكلمة الألمانية التي تعني (ditch) أو الحوض الصغير.

• يمكن أيضاً إنتاج المنخفضات التكتونية عن طريق الضغط الأفقي للقشرة، أي عن طريق تقصير القشرة.

يمكن التعرف على نوعين من الوديان والأحواض التكتونية الانضغاطية، وهي: الوديان المنحدرة وأحواض الأرض، يشبه الوادي المنحدر الوادي المتصدع، ولكنه يتشكل من دفع هوامش الوادي فوق قاعه، ومن ناحية أخرى ينتج حوض الأرض عن الانحناء أو الانحناء اللطيف للأسفل للغلاف الصخري بأكمله.

كيف تشكل الوادي المتصدع عبر تاريخ الأرض؟

في أبسط الحالات يتشكل الوادي المتصدع عندما تسقط كتلة من القشرة (بعرض عشرات الكيلومترات وطول مئات الكيلومترات) بين صفيحتين متباعدتين من الغلاف الصخري، وذلك تماماً كما يسقط حجر الزاوية في القوس إذا تحركت جدران القوس، إن هذه العملية مسؤولة عن المقاطع العرضية المتماثلة نسبياً لمعظم أجزاء نظام شرق إفريقيا المتصدع، حيث يقع قاع الوادي على ارتفاع 1000 متر أو أكثر تحت الهضاب العليا في إثيوبيا وكينيا.

في بعض الأماكن تشكل جوانب الوادي المتصدع جدراناً مفردة شديدة الانحدار يصل ارتفاعها إلى 1000 متر، وفي حالات أخرى تتكون حواف الوديان من درجات أو طبقات مع انخفاض كل كتلة داخلية صغيرة، فيما يتعلق بالكتلة الخارجية المجاورة لها، وبالتالي فإن أعمق جزء من الوادي المتصدع ليس دائماً في مركزه.

تشير البراكين إلى محاور بعض الوديان المتصدعة ولكن ليس جميعها، وعندما تنفصل صفائح الغلاف الصخري وتُضعف القشرة يجب أيضاً أن تتباعد الأجزاء الأساسية من الغلاف الصخري في الوشاح، مما يسمح للمواد الساخنة من الغلاف الموري بالارتفاع إلى أعماق ضحلة، وبعض هذه المواد من الغلاف الموري قد اندلعت في البراكين داخل الصدع الشرقي لنظام صدع شرق إفريقيا في إثيوبيا وكينيا وداخل جزء صغير من الصدع الغربي في الكونغو (كينشاسا)، ومع ذلك فإن معظم الصدع الغربي الذي يمتد من أوغندا عبر بحيرة تنجانيقا وبحيرة نياسا (مالاي) لا يحتوي على براكين.

العديد من الوديان المتصدعة غير متكافئة بجدار واحد شديد الانحدار وجانب واحد لطيف، ويتكون الجدار شديد الانحدار من الانزلاق على واحد أو عيبين رئيسيين، ومع ذلك على عكس الخنادق البسيطة لا يوجد صدع كبير يحد الجانب الآخر من الوادي المتصدع، بدلاً من ذلك يتم تشكيل الجانب الآخر من خلال ثني الغلاف الصخري وإمالة السطح.

أشهر الأمثلة على الوديان الأرضية المتصدعة:

• العيوب الصغيرة شائعة، ولكن يوجد عموماً منحدر لطيف نسبياً في الوادي المتصدع، وادي الموت على سبيل المثال في كاليفورنيا له حافة شرقية شديدة الانحدار وحافة غربية ألطف، وتتحرك أرضية وادي الموت على طول صدع على طول الحافة الشرقية وتدور حول محور غربي الوادي، وبالتالي فإن أسرع غرق هو على طول الحافة الشرقية للوادي، حيث تقع أدنى نقطة في نصف الكرة الأرضية الغربي بادواتر على عمق 86 متر تحت مستوى سطح البحر.

• داخل بعض الوديان المتصدعة توجد تلال ضيقة (بعرض 10 إلى 20 كيلومتر) تحدها جوانب شديدة الانحدار تفصل التلال عن الأجزاء المجاورة للوديان، ويُطلق على سلسلة من التلال من هذا النوع اسم هورست، وهي كتلة من القشرة تحدها عيوب مثل أن جوانب النطاق قد انخفضت بالنسبة لها، والهورست ثالث أعلى جبل في إفريقيا مارغريتا بيك من سلسلة جبال روينزوري (الواقعة على طول حدود أوغندا والكونغو) تمثل أعلى نقطة على هورست داخل الصدع الغربي من نظام صدع شرق إفريقيا.

يمكن العثور على هورست في معظم الوديان المتصدعة، ولكن على عكس روينزوري نادراً ما يسيطرون على المناظر الطبيعية، وانخفضت أرضيات معظم الوديان المتصدعة مقارنة بالمناظر الطبيعية المحيطة بها، ولكن نادراً ما تكون قمم الهورست أعلى من السطح خارج الوديان، وبالتالي فإن معظم الهورست مجرد كتل بقيت على نفس ارتفاع القشرة غير المنكسرة خارج الوديان المتصدعة، وتوجد معظم القمم لأن الوديان المتصدعة تشكلت بجوارها وليس لأنها كانت مرتفعة.

• تشكلت بعض الوديان المتصدعة مثل الوادي المتصدع في شرق إفريقيا في إثيوبيا وكينيا فوق قباب كبيرة، ولا يؤدي انتفاخ المادة الساخنة داخل الغلاف الموري الأساسي إلى دفع الغلاف الصخري العلوي لأعلى فحسب، بل يؤدي أيضاً إلى تسخينه مما يؤدي إلى تمدده، وإلى حد ما يؤدي الانتفاخ الصاعد للغلاف الصخري إلى تمدده ويتجلى هذا الامتداد في شكل واد متصدع، وعادة ما ترتبط الوديان المتصدعة التي تشكلت بهذه الطريقة بالنشاط البركاني الواسع.

• يبدو أن بعض الوديان المتصدعة قد تم إنشاؤها بواسطة قوى بعيدة تعمل على الغلاف الصخري، ولا يمكن أن ترتبط هذه الوديان بقباب كبيرة وبصفة عامة البراكين نادرة أو غائبة، يبدو أن صدع بايكال على سبيل المثال مرتبط بنفس القوى التي تدفع الهند إلى باقي أنحاء أوراسيا، وعلى الرغم من أن ارتفاعات الأجنحة مرتفعة (أكثر من 3000 متر في بعض الأماكن) فإن الارتفاع الكلي يتناقص بسرعة إلى بضع مئات من الأمتار فقط على مسافات تتراوح من 50 إلى 100 كيلومتر فقط شمال غرب بحيرة بايكال، وبالتالي لا توجد قبة عريضة.

أحواض ونطاقات على سطح الأرض:

تحتوي بعض المناطق مثل مقاطعة (Basin and Range) في غرب الولايات المتحدة (يوتا ونيفادا وكاليفورنيا) على شبكة واسعة من المنخفضات التكتونية الصغيرة نسبياً، والتي تشبه إلى حد كبير الوديان المتصدعة، وتتكون التضاريس من أحواض بعرض 10 إلى 30 كيلومتر وطولها من 50 إلى 200 كيلومتر مفصولة بنطاقات ذات أبعاد متشابهة، وتحتوي الأحواض على رواسب صغيرة مشتقة من النطاقات المجاورة وهي مسطحة تماماً، ويمكن أن تكون جوانب الأحواض شديدة الانحدار أو لطيفة.

عندما يفصل صدع رئيسي حوضاً عن نطاق ما، وغالباً ما تكون حافة الحوض شديدة الانحدار، وعندما يتم إنتاج حافة الحوض عن طريق إمالة الحوض لأسفل والنطاق لأعلى يكون الجانب لطيفاً بمتوسط ​​منحدرات تتراوح من بضع درجات إلى 15 درجة، وتظهر هذه المنحدرات المائلة والمنحدرة برفق بشكل خاص في أي مكان تتدفق فيه الحمم البركانية المقاومة للتآكل في المناخات الجافة على الأسطح قبل إمالتها، تُعرف هذه الأسطح المائلة المغطاة بالحمم البركانية باسم (louderbacks)، باختصار إن الأحواض التكتونية لمقاطعة الحوض والسلسلة تشبه الوديان المتصدعة لكن أبعادها أصغر والنطاقات عبارة عن كتل مائلة.