ما المقصود ببناء الجبال على سطح الأرض؟

الجبل وهو شكل أرضي يرتفع بشكل بارز فوق محيطية، ويظهر بشكل عام منحدرات شديدة ومنطقة قمة محصورة نسبياً وإغاثة محلية كبيرة، يُفهم عموماً أن الجبال أكبر من التلال لكن المصطلح ليس له معنى جيولوجي موحد، ونادراً ما تحدث الجبال بشكل فردي، ففي معظم الحالات توجد في نطاقات أو سلاسل طويلة، وعندما يتم ربط مجموعة من هذه النطاقات معاً فإنها تشكل حزاماً جبلياً للحصول على قائمة جبال مختارة من العالم.

تم تطوير العديد من الأحزمة الجبلية من خلال مجموعة من هذه العمليات، فعلى سبيل المثال تم تطوير حزام جبال كورديليران في أمريكا الشمالية (والذي يتضمن جبال روكي بالإضافة إلى سلسلة جبال كاسكيد وسييرا نيفادا وسلاسل جبلية أخرى بالقرب من ساحل المحيط الهادئ) من خلال مزيج من الاندساس والتراكم الأرضي.

ونظراً لأن الاصطدامات القارية يسبقها عادةً تاريخ طويل من الاندساس وتراكم التضاريس، فإن العديد من الأحزمة الجبلية تسجل جميع العمليات الجيولوجية، وإذا تجاوز معدل الاندساس في حوض المحيط المعدل الذي تتشكل به القشرة عند التلال المحيطية، فإن هامشاً متقارباً يتشكل مع تقلص المحيط في البداية، ويمكن أن تؤدي هذه العملية إلى تصادم بين القارات المقتربة، مما يؤدي في النهاية إلى إنهاء الاندساس.

يمكن أن يحدث بناء الجبال بعدة طرق على هامش متقارب، أي أنه قد ترتفع الجبال نتيجة لعملية الاندساس نفسها عن طريق تراكم شظايا القشرة الصغيرة (والتي تُعرف جنباً إلى جنب مع سلاسل الجزر الخطية والتلال المحيطية بالتضاريس)، أو عن طريق اصطدام قارتين كبيرتين.

تم تطوير العديد من الأحزمة الجبلية من خلال مجموعة من هذه العمليات، فعلى سبيل المثال تم تطوير حزام جبال كورديليران في أمريكا الشمالية (والذي يشمل جبال روكي بالإضافة إلى سلسلة جبال كاسكيد وسييرا نيفادا وسلاسل جبلية أخرى بالقرب من ساحل المحيط الهادئ، من خلال مزيج من الاندساس وتراكم التضاريس.

نظراً لأن الاصطدامات القارية يسبقها عادةً تاريخ طويل من الاندساس وتراكم التضاريس، فإن العديد من الأحزمة الجبلية تسجل جميع العمليات الثلاث، وعلى مدى السبعين مليون سنة الماضية أدى اندساس بحر تيثيس الجديد (وهو جسم مائي على شكل إسفين كان يقع بين جوندوانا ولوراسيا) إلى تراكم التضاريس على طول هوامش لوراسيا، وتليها تصادمات قارية بدأت حوالي 30 مليون منذ سنوات بين إفريقيا وأوروبا وبين الهند وآسيا، وقد بلغت هذه الاصطدامات ذروتها في تشكيل جبال الألب وجبال الهيمالايا.

كيف يتم بناء الجبال عن طريق نطاق الاندساس؟

يظهر بناء الجبال عن طريق الاندساس بشكل كلاسيكي في جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية، وينتج عن الاندساس صهارة ضخمة في الوشاح والقشرة التي تعلو منطقة الاندساس، وبالتالي فإن الصخور في هذه المنطقة دافئة وضعيفة، وعلى الرغم من أن الاندساس هو عملية طويلة الأمد فإن الارتفاع الذي ينتج عن الجبال يميل إلى الحدوث في حلقات منفصلة وقد يعكس فترات تقارب أقوى للصفائح يضغط على القشرة الضعيفة حرارياً إلى أعلى، فعلى سبيل المثال الارتفاع السريع لجبال الأنديز منذ حوالي 25 مليون سنة يتضح من خلال انعكاس تدفق نهر الأمازون من مسار أسلافه نحو المحيط الهادئ إلى مساره الحديث والذي يصب في المحيط الأطلسي.

بالإضافة إلى ذلك أشارت النماذج إلى أن الفتح والإغلاق العرضيين لأحواض القوس الخلفي كانا من العوامل الرئيسية في عمليات بناء الجبال، والتي أثرت على تطور الصفائح التكتونية في غرب المحيط الهادئ على مدى 500 مليون سنة على الأقل.

كيف يتم بناء الجبال بواسطة التضاريس التراكمية؟

عندما يتقلص المحيط عن طريق الاندساس يتم نقل المناطق المرتفعة داخل حوض المحيط (التضاريس) نحو منطقة الاندساس، حيث يتم كشطها من الصفيحة الهابطة وتضاف (تتراكم) إلى الحافة القارية، فمنذ أواخر العصر الديفوني والفترات الكربونية المبكرة أي منذ حوالي 360 مليون سنة أدى الانغماس تحت الهامش الغربي لأمريكا الشمالية إلى عدة تصادمات مع التضاريس، وأضافت الإضافة الجزئية لهذه التضاريس التراكمية عرضاً متوسطه 600 كيلو متر (400 ميل) على طول الهامش الغربي لقارة أمريكا الشمالية وأسفرت التصادمات عن نبضات مهمة لبناء الجبال.

خلال هذه الأحداث التراكمية قد تنفصل أجزاء صغيرة من القشرة المحيطية عن اللوح المائل أثناء نزولها، بدلاً من الانزلاق يتم دفع هذه الشرائح فوق اللوح العلوي، ويقال إنها ممنوعة حيث يحدث هذا، يتم حفظ شرائح نادرة من قشرة المحيط المعروفة باسم الأفيوليت على اليابسة؛ وذلك لأنها توفر مختبراً طبيعياً قيماً لدراسة تكوين وخصائص قشرة المحيطات وآليات تمركزها وحفظها على الأرض.

ومن الأمثلة على ذلك مثال كلاسيكي هو (Coast Range ophiolite of California)، والذي يعد واحداً من أكثر مناطق الأفيوليت انتشاراً في أمريكا الشمالية، وتمتد رواسب الأفيوليت هذه من جبال كلاماث في شمال كاليفورنيا جنوباً إلى سلسلة جبال ديابلو في وسط كاليفورنيا، ومن المحتمل أن تكون هذه القشرة المحيطية قد تكونت خلال منتصف العصر الجوراسي منذ ما يقرب من 170 مليون سنة في نظام ممتد، إما داخل قوس خلفي أو حوض شوكة، وفي أواخر الدهر الوسيط تم تراكمه في الحافة القارية الغربية لأمريكا الشمالية.

نظراً لندرة الحفاظ على القشرة المحيطية فإن التعرف على مجمعات الأفيوليت مهم جداً في التحليلات التكتونية، حتى منتصف الثمانينيات من القرن الماضي كان يُعتقد أن الأفيوليت يمثل بقايا المسالك المحيطية الرئيسية، لكن التحليلات الجيوكيميائية أشارت بوضوح إلى أن معظم الأفيوليت تتشكل بالقرب من الأقواس البركانية، كما هو الحال في أحواض القوس الخلفي التي تتميز بتراجع الانغماس (انهيار صفيحة موصلة تسبب امتداد الصفيحة العلوية).

يعد التعرف على مجمعات الأفيوليت أمراً مهماً للغاية في التحليل التكتوني؛ لأنها توفر نظرة ثاقبة لتوليد الصهارة في المجالات المحيطية، فضلاً عن علاقاتها المعقدة مع عمليات الاندساس.

ما المقصود بتصادم الجبال القاري؟

ينطوي الاصطدام القاري على التقارب القسري لهامش صفائح طافية لا يؤدي إلى انزلاق أي من القارتين إلى حد ملموس، ويترتب على ذلك سلسلة معقدة من الأحداث التي تجبر إحدى القارات على تجاوز الأخرى، حيث تؤدي هذه العمليات إلى زيادة سماكة القشرة وتشوهها الشديد الذي يجبر القشرة على الصعود إلى السماء؛ لتشكيل جبال ضخمة ذات جذور قشرية تمتد إلى عمق 80 كم (حوالي 50 ميل) بالنسبة لسطح الأرض وفقاً لمبادئ التماثل.

لا تزال البلاطة المنسدلة تميل إلى الغرق وقد تنفصل وتتشكل (تغمر) في الوشاح، كما يخضع جذر القشرة لتفاعلات متحولة تؤدي إلى زيادة كبيرة في الكثافة وقد تتسبب أيضاً في سقوط الجذر في الوشاح، وتؤدي كلتا العمليتين إلى حقنة كبيرة من الحرارة من الارتفاع التعويضي للغلاف الموري، وهو ما يمثل مساهمة مهمة في صعود الجبال.

تنتج الاصطدامات القارية سلاسل جبلية شاهقة غير ساحلية مثل جبال الهيمالايا، بعد ذلك بوقت طويل بعد أن تم تسوية هذه النطاقات إلى حد كبير عن طريق التآكل، ومن الممكن أن تتعرض جهة الاتصال أو الخيط الأصلي، حيث يتضح التوازن بين الخلق والدمار على نطاق عالمي من خلال توسع المحيط الأطلسي عن طريق قاع البحر الممتد على مدى 200 مليون سنة الماضية، ويعوض ذلك تقلص المحيط الهادئ واستهلاك المحيط بأكمله بين الهند وآسيا ( بحر التيثيس)، أدت هجرة الهند إلى الشمال إلى تصادم مع آسيا منذ حوالي 40 مليون سنة.

منذ ذلك الوقت تقدمت الهند مسافة 2000 كيلو متر أخرى (1250 ميل) تحت آسيا، ودفعت جبال الهيمالايا وشكلت هضبة التبت، تم تثبيت الصين والهند الصينية في مواجهة سيبيريا المستقرة، مما أدى إلى حدوث نشاط زلزالي قوي على بعد آلاف الكيلو مترات من موقع الاصطدام القاري.

يوجد أخطاء تحويل في الصفائح الأرضية، حيث أنه على طول النوع الثالث من حدود الصفائح تتحرك صفيحتان بشكل جانبي ويمر كل منهما الآخر على طول الكسور العملاقة في قشرة الأرض، سميت أخطاء التحويل بهذا الاسم؛ لأنها مرتبطة بأنواع أخرى من حدود الألواح، حيث إن غالبية أخطاء التحويل تربط الأجزاء الأوفست للتلال المحيطية، ومع ذلك تحدث أخطاء التحويل أيضاً بين هوامش الصفائح ذات القشرة القارية، فعلى سبيل المثال صدع سان أندرياس في كاليفورنيا ونظام صدع شمال الأناضول في تركيا.

إن هذه الحدود متحفظة لأن تفاعل الصفائح يحدث دون تكوين القشرة أو تدميرها، ونظراً لأن الحركة الوحيدة على طول هذه العيوب هي انزلاق الصفائح أمام بعضها البعض يجب أن يوازي الاتجاه الأفقي على طول سطح الصدع اتجاه حركة اللوحة.

نادراً ما تكون أسطح الصدوع ملساء، وقد يتراكم الضغط عندما تنغلق الألواح على كلا الجانبين مؤقتاً، وقد ينطلق هذا التوتر المتراكم فجأة على شكل زلزال، حيث إن العديد من أخطاء التحويل في المحيط الأطلسي هي استمرار لصدوع رئيسية في القارات المجاورة، مما يشير إلى أن اتجاه هذه العيوب قد يكون موروثاً من نقاط الضعف الموجودة مسبقاً في القشرة القارية خلال المراحل الأولى من تطور القشرة المحيطية.

ومن ناحية أخرى قد يتم إعادة تنشيط أخطاء التحويل نفسها وتشير النماذج الجيوديناميكية الحديثة إلى أنها بيئات مواتية لبدء مناطق الاندساس.