ما هي الأحزمة الجبلية المرتبطة بقصر القشرة الأرضية؟

 

تم بناء معظم الأحزمة الجبلية في العالم وتقريباً جميع الأحزمة الموجودة في أوروبا وآسيا وأمريكا الشمالية عن طريق تقصير القشرة الأفقية، وما يرتبط بها من سماكة القشرة، وتعتمد الأشكال المرتبطة بهذه الأحزمة على معدلات ومقادير وأنواع تشوه القشرة الأرضية التي تحدث، وعلى أنواع الصخور المعرضة للتآكل، يمكن أن يكون التشوه مرتبطاً إلى حد ما بإعدادات تكتونية مختلفة، وترتبط التضاريس البلورية الكبيرة المدفعية وأحزمة الطي والدفع المتوازية بالتصادمات القارية، حيث تقترب قارتان منفصلتان من بعضهما البعض وتم دفع إحداها إلى الأخرى.

 

تعتبر الاصطدامات القارية مسؤولة عن الأحزمة الجبلية من نوع جبال الألب أو جبال الهيمالايا، كما يمكن أيضاً أن ترتبط أحزمة الطي والدفع بالحواف القارية النشطة أو الهوامش من نوع الأنديز حيث يتم غرس الغلاف الصخري المحيطي في الغلاف الموري، حيث يحدث تقصير القشرة باتجاه الأرض للقوس البركاني على الصفيحة القارية السائدة، وتتشكل النطاقات المتصدعة بشكل شائع على شكل سلاسل أو أحزمة جبلية داخل القارات بعيدة عن مناطق الاصطدام ومناطق الاندساس.

 

أحزمة من نوع جبال الألب أو جبال الهيمالايا:

 

يُعتقد أن هذه الأحزمة قد تم إنشاؤها بواسطة حركة قارة أسفل أخرى، بشكل عام لا يمكن نقل طبقة سميكة من الضوء والقشرة القارية الطافية إلى أعماق الغلاف الموري، بدلاً من ذلك يتم كشط الحافة الأمامية للقارة الهابطة ثم تغرق بقية القارة أسفل الشريحة غير المكسورة، في نهاية المطاف يتوقف التقارب بين الصفيحتين اللتين تحملان القارات، ولكن عادةً لا يتم ذلك قبل إزالة عدة شرائح من المواد القارية من القارة السفلية وتكديسها فوقها.

 

غالباً ما تشكل الصخور الرسوبية المترسبة على القشرة القارية وهامشها قبل وقت طويل من الاصطدام جزءاً أو جزءً من إحدى الشرائح المكسورة، وعادة ما يتم تشويهها إلى حزام مطوي ودفع، حيث يستمر الطابق السفلي تحته في الغطس تحت الصفيحة العليا في منطقة الاندساس، وتنفصل طبقات الصخور الرسوبية القوية عن الطبقة السفلية الأساسية عند الطبقات الضعيفة التي تتكون عادةً من مبخرات (ملح أو جبس أو أنهيدريت) أو من الصخر الزيتي عن طريق عملية تسمى (décollement) (من الكلمة الفرنسية التي تعني ungluing).

 

ثم يتم ثني الطبقات الأقوى من الصخور الرسوبية في طيات خطية ومتباعدة بانتظام (بالتناوب بين الخطوط المعاكسة والخطوط المتشابكة) ويتم دفع بعضها فوق بعض. تعتبر مقاطعة فالي وريدج في بنسلفانيا التي تشكلت أثناء تصادم إفريقيا وأمريكا الشمالية بالقرب من نهاية العصر الباليوزويك (منذ حوالي 240.000.000 سنة) مثال كلاسيكي.

 

يمكن أن يكون التقارب بين لوحين من الغلاف الصخري سريعاً في مثل هذه الظروف (من 10 إلى 100 ملم في السنة)، كما يمكن أن تكون كمية الإزاحة على صدوع الدفع الرئيسية كبيرة؛ أي من عشرات إلى أكثر من 100 كيلو متر، وهكذا عندما يتم كشط شريحة من الصخور البلورية من أعماق القشرة من الجزء المتبقي من القارة، ويتم تحطيمها يتم رفع جزء كبير من الشريحة ودفعها إلى السطح القديم المسطح نسبياً للجزء السليم من القارة، يزيل التعرية عمومًا الغطاء الرسوبي لمثل هذه الشرائح والأوراق الممتدة من الصخور البلورية، كما يمكن رؤيته في قمم جبال الهيمالايا أو جبال الألب.

 

تسمى الصدوع التي تمزق على طولها شريحة من القشرة القارية من بقية القارة ودفعت بها إلى الانحدارات المنحدرة، وعندما يتشكل الخطأ لأول مرة فإنه ينخفض ​​عند 10 درجات إلى 30 درجة (أو أكثر)، ويؤدي الانزلاق على هذا الصدع (أي حركة وجه واحد للخطأ بالنسبة إلى الآخر) إلى جلب الحافة الأمامية للشريحة المقطوعة من القشرة إلى سطح الأرض، حيث تنزلق على طول السطح، تنثني القارة السليمة لأسفل بفعل وزن المادة المدفونة فوقها.

 

ونتيجة لذلك فإن سطحه المسطح في البداية ينخفض ​​بزاوية لطيفة للغاية تبلغ بضع درجات فقط، وفقاً لذلك يتكون الانقلاب المنحدر من جزأين، فالجزء الأول هو المنحدر بحيث ينخفض ​​بشكل حاد نسبياً ويؤدي الانزلاق عليه إلى رفع الشريحة العلوية والصخور البلورية من أعماق القشرة لإنشاء تضاريس عالية ونطاق مرتفع، أما الجزء الآخر الذي كان سابقاً السطح العلوي للقارة تم ثنيه لأسفل وينخفض ​​بزاوية لطيفة، يسمح الانزلاق لشريحة الانزلاق الزائد بالتقدم فوق بقية القارة، حيث تحرث الطبقات الرسوبية أمامها في طيات وانكسارات أصغر.

 

عندما يكون منحدر رئيسي نشط وتنثني القارة السليمة لأسفل أمام سلسلة الجبال المهيمنة يتشكل حوض الأرض من الانثناء، وتوجد أحواض (Foreland) عادةً كميزات تحت سطح الأرض تمتلئ بالحطام المتآكل من شريحة القشرة الزائدة المتقدمة، إن هذه الرواسب التي تسمى دبس السكر يمكن طيها ودفعها فوق بعضها البعض بعد وقت قصير من ترسبها، وغالباً ما تكون أحزمة الطي والدفع في مثل هذه المواد، كما هو موجود عند الحافة الشمالية لجبال الألب أو عند سفح معظم جبال الهيمالايا ضيقة وتتكون من طية أو اثنتين فقط من الطيات والصدوع المتوازية، وتتكون التضاريس المرتبطة بها عموماً من تلال منخفضة وطويلة من صخور رسوبية ضعيفة التماسك تتآكل بسهولة وسرعة.

 

وبالتالي يتم تحديد مناطق الاصطدام بشكل شائع بواسطة أحزمة ضيقة من التضاريس البلورية المرتفعة وأحزمة الطي المتوازية وأحزمة الدفع، وتم دفع التضاريس البلورية لأعلى ونحو حزام الطي والدفع، يقتصر التشوه عموماً على الأعماق الضحلة التي لا تتجاوز بضعة كيلو مترات في مثل هذه الأحزمة، ولكنه يتغلغل بعمق في الأرض أسفل التضاريس البلورية، إن الارتفاع السريع لهذه الصخور المقاومة يخلق نطاقاً عالياً.

 

غالباً ما تظهر التضاريس البلورية طيات كبيرة يبدو أن الصخور تتدفق فيها بدلاً من الانحناء، تشكلت طيات من هذا النوع في الأعماق، حيث كانت الصخور ساخنة وناعمة قبل أن تصل إلى سطح الأرض البارد نسبياً، ويمكن أن يحدث الانهيار المفرط للتضاريس البلورية على القشرة القارية السليمة بمعدلات تصل إلى عشرات الملي مترات في السنة، وهو معدل سريع لمعدلات الانزلاق على الصدوع ويمكن رفع الصخور البلورية من 10 إلى 20 كيلو متر عن طريق الانزلاق على المنحدرات.

 

أشهر أحزمة جبلية من نوع الأنديز:

 

في بعض الحواف القارية يكون الغلاف الصخري المحيطي مغموراً، وفي بعض هذه المواقع تهيمن البراكين على المناظر الطبيعية كما هو الحال على طول شلالات غرب أمريكا الشمالية أو في اليابان، ولكن في أماكن أخرى مثل على طول الكثير من جبال الأنديز في أمريكا الجنوبية لا تشكل البراكين سوى جزء صغير أو حتى ضئيل من الراحة، وفي الحواف من نوع الأنديز تكون القشرة عادةً أكثر سمكاً من المعتاد، ويمكن أن توجد الجبال العالية حتى في حالة عدم وجود البراكين، يعود سبب بعض القشرة السميكة إلى تغلغل الصهارة من الوشاح وبعضها ناتج عن تقصير القشرة.

 

عادةً ما ينغمس الغلاف الصخري المحيطي عند الحواف القارية النشطة بمعدلات تتراوح من عشرات إلى أكثر من 100 ملي متر في السنة، لكن تقصير القشرة داخل الصفيحة العلوية يحدث عادةً بمعدلات قليلة فقط من الملي مترات سنوياً، وكما هو الحال في مناطق الاصطدام بالقارة يحدث تقصير القشرة عن طريق الاندفاع المفرط للتضاريس البلورية على القشرة القارية السليمة، والتي تقع في هذه الحالة باتجاه اليابسة من الحزام البركاني وعن طريق تكوين حزام ثني ودفع داخل صخرة رسوبية ملقاة على قارة سليمة.

 

من المحتمل أن يتم تسهيل دفع التضاريس البلورية عن طريق التسخين، وما يترتب على ذلك من إضعاف الصخور بالقرب من البراكين، يعتمد وجود أو عدم وجود حزام دفع وطي موازي جزئياً على وجود أو عدم وجود صخور رسوبية كثيفة، يمكن أن يحدث داخلها انفصال طبقات منفصلة.

 

على الرغم من الاختلافات الكبيرة في التضاريس وأسلوب التشوه بين أحزمة جبال الأنديز بشكل عام، فإن مقاييس التشوه والرفع أقل من تلك الموجودة في مناطق الاصطدام، وتعد التضاريس البلورية الزائدة أصغر حجماً، ولم يتم دفع الصخور البلورية نفسها من أعماق كبيرة مثل تلك الموجودة في مناطق الاصطدام، يتكون جزء كبير من جبال الأنديز على سبيل المثال من صخور رسوبية لم يتم دفنها على عمق يزيد عن بضعة كيلو مترات، وبالتالي لم يتم تحويلها (تسخينها إلى درجة حرارة عالية أو وضعها تحت ضغط عالٍ) أو على الأكثر تحولاً بشكل طفيف.

 

عادةً ما تكون التضاريس في الأجزاء المرتفعة من جبال الأنديز ألطف بكثير مما هي عليه في جبال الهيمالايا، إن أكثر التضاريس إثارة للإعجاب يقع على الجانب الشرقي من جبال الأنديز، حيث استجابت الأنهار لمناخ رطب وقطعت الأخاديد العميقة.

 

يمكن تطوير أحزمة الطي والدفع بشكل جيد جداً عند هوامش جبال الأنديز، كورديليرا الشرقية لجبال الأنديز البوليفية عبارة عن حزام دفع وطي واسع للغاية، ولكن فقط على طول الثلث الشرقي من كورديليرا تتحكم الطيات المتوازية البسيطة في التضاريس، وفي أقصى الغرب أدى كل من الدور الأكبر لخطأ الدفع في تطور الكورديليرا والمدة الأطول للتعرية إلى تقليل دور الطي.

 

وباستثناء الأماكن التي قطعت فيها الأنهار الأخاديد العميقة فإن الراحة ليست كبيرة بشكل استثنائي، وبالمثل بينما كان الغلاف الصخري المحيطي تحت الضغط تحت الساحل الغربي لكندا خلال حقبة الدهر الوسيط (منذ 248.000.000 إلى 65.000.000 سنة مضت) كان الدرع الكندي تحت قشر أكثر من 200 كيلو متر تحت جبال روكي الكندية مع تقصير القشرة يحدث بسبب التخلّص والطي والاندفاع، تصدع داخل الغطاء الرسوبي.