ما هي العمليات التكتونية التي تنتج ارتفاعات عالية؟

 

لاحظ الجيولوجيين بأنه يوجد جبال فردية وسلاسل جبلية وأحزمة جبلية وهضاب؛ لأن العمليات التكتونية لها تضاريس مرتفعة أسرع مما يمكن للتعرية أن تدمرها، ويتم إنشاء الارتفاعات العالية بواسطة ثلاث عمليات رئيسية وهي: البراكين وتقصير القشرة الأفقية، كما يتجلى من خلال الطي والصدوع والتدفئة والتمدد الحراري للتضاريس الكبيرة، وفيا يلي أهم هذه العمليات التكتونية:

 

1. البراكين: تتكون معظم البراكين وليس كلها من مادة، يُعتقد أنها ذابت في الوشاح (على عمق عشرات الكيلو مترات) والتي ارتفعت عبر القشرة التي تعلوها وانفجرت على السطح، إلى حد كبير تحدد الخصائص الفيزيائية للمادة المنفجرة شكل البركان وارتفاعه، ويمكن أن تنتج المواد ذات الكثافة المنخفضة جبالاً أطول من المواد الأكثر كثافة.

 

وتتدفق اللافا (الماجما) ذات اللزوجة المنخفضة كما هو الحال في هاواي بسهولة، وتنتج منحدرات لطيفة ولكن الحمم الأكثر لزوجة ممزوجة بكتل صلبة من الصخور المتفجرة يمكن أن تشكل أقماعاً بركانية أكثر انحداراً مثل جبل فوجي في اليابان وجبل رينييه في شمال غرب الولايات المتحدة أو جبل كليمنجارو في أفريقيا.

 

تم بناء العديد من البراكين على تضاريس مرتفعة تدين بوجودها إلى اختراق قشرة الصهارة أي تدين إلى الصخور المنصهرة التي يُفترض أنها مشتقة من الوشاح، إن مدى أهمية هذه العملية في الأحزمة الجبلية مثير للجدل، ويبدو أن العديد من الأحزمة مثل جبال الأنديز تقع أسفلها على الأقل جزئياً بواسطة الصهارة الصلبة، لكن حجم المادة المتطفلة ومصدرها الدقيق (ذوبان القشرة أو الوشاح) لا يزالان غير مفهومين جيداً.

 

2. تقصير القشرة: في معظم الأحزمة الجبلية تم رفع التضاريس نتيجة لتقصير القشرة عن طريق دفع كتلة أو شريحة من القشرة فوق أخرى أو عن طريق طي طبقات الصخور، وتعتمد تضاريس السلاسل الجبلية والأحزمة الجبلية جزئياً على مقدار الإزاحة على هذه الصدوع وعلى الزوايا التي تنخفض فيها الصدوع ودرجة حدوث تقصير القشرة الأرضية بسبب التصدع أو الطي، وعلى أن أنواع الصخور الموجودة مشوهة ومعرضة للتآكل، كما يمكن إرجاع معظم الاختلافات بين الأحزمة الجبلية إلى مزيج من هذه العوامل.

 

3. التدفئة والتمدد الحراري: إن الصخور مثل معظم المواد تتمدد عند تسخينها، وبعض السلاسل الجبلية والهضاب مرتفعة لمجرد أن القشرة والعباءة العلوية تحتها تكون شديدة الحرارة، وترجع معظم الاختلافات الواسعة في تضاريس قاع المحيط والتلال والارتفاعات في منتصف المحيط إلى التغيرات الأفقية في درجة الحرارة في 100 كيلو متر الخارجي من الأرض، كما تقف المناطق الساخنة أعلى أو على أعماق ضحلة في المحيط من المناطق الباردة، والعديد من الهضاب مثل (Massif Central) في جنوب وسط فرنسا أو الهضبة الإثيوبية مرتفعة بشكل كبير؛ لأن المواد الموجودة تحتها قد تم تسخينها.

 

إلى جانب التآكل وهو العامل الرئيسي الذي يدمر الأحزمة الجبلية هناك عمليتان تكتونيتان تساعدان في تقليل الارتفاعات العالية، ويمكن أن يؤدي التمدد القشري الأفقي وما يرتبط به من ترقق القشرة إلى تقليل جذور القشرة والقضاء عليها، عندما يحدث هذا تتسع الأحزمة الجبلية ويقل متوسط ​​ارتفاعها، وبالمثل يؤدي التبريد والانكماش الحراري المصاحب للجزء الخارجي من الأرض إلى انخفاض متوسط ​​ارتفاع الحزام الجبلي.

 

أهم أنواع الأحزمة الجبلية:

 

تختلف الأحزمة الجبلية عن بعضها البعض من نواحٍ مختلفة، إلا أنها تمتلك العديد من أوجه التشابه، والتي تساعد علماء الأرض من تجميعها في فئات متميزة معينة، وتتميز كل فئة من هذه الفئات بالعملية الرئيسية التي خلقت حزاماً تمثيلياً، علاوة على ذلك يمكن أن تسود عمليات تكتونية مختلفة داخل الأحزمة الفردية ويمكن أن ترتبط بتضاريس وتضاريس مختلفة تماماً، وبالتالي لأي فئة هناك استثناءات وحالات خاصة وكذلك التقسيمات الفرعية، وفيما يلي أهم أنواع الأحزمة الجبلية:

 

1. الأحزمة الجبلية المرتبطة بالبراكين: تتكون البراكين عادة في أي من الإعدادات التكتونية الثلاثة، حيث أنه عند محاور نظام التلال في منتصف المحيط، حيث تتباعد ألواح الغلاف الصخري تكون البراكين شائعة، ومع ذلك نادراً ما تتطور البراكين عالية الارتفاع (فوق مستوى سطح البحر)، أما في مناطق الاندساس، حيث تغرق صفيحة من الغلاف الصخري المحيطي تحت صفيحة أخرى فإن السلاسل الطويلة الخطية أو المقوسة للبراكين والأحزمة الجبلية المرتبطة بها هي القاعدة، إن البراكين والتضاريس المرتبطة بها وكذلك السلاسل والتلال البركانية الخطية (على سبيل المثال سلسلة هاواي) يمكن أن توجد أيضاً بعيداً عن حدود الصفائح.

 

2. التلال والإرتفاعات في منتصف المحيط: عندما تتباعد صفيحتان من الغلاف الصخري يتم اختراق مادة جديدة في الفجوة بين الألواح وتتراكم على كل منهما عند تباعدهما، وتنفجر الغالبية العظمى من الصخور البركانية المقذوفة على سطح الأرض عند ارتفاعات منتصف المحيط وترتفع، حيث تحدث هذه العملية، وهكذا فإن مثل هذه التضاريس البحرية تشمل مراكز بركانية طويلة وضيقة للغاية، وعلى الرغم من أن البراكين تتشكل كجبال بحرية منعزلة على طول محاور التلال وسط المحيط، إلا أنها لا تشكل سوى جزء صغير من المادة المتفجرة.

 

علاوة على ذلك تعتبر المناطق الواقعة على طول التلال والارتفاعات حيث تكون البراكين وفيرة بشكل خاص غير عادية، يُعزى المقدار الزائد من النشاط البركاني عموماً إلى النقاط الساخنة في الوشاح، وأخيراً، فإن معظم الارتفاعات التي تحدد التلال والارتفاعات في منتصف المحيط لا ترجع إلى البراكين على الإطلاق بل بسبب التمدد الحراري.

 

4. الهياكل البركانية على طول مناطق الاندساس: عادة ما ترتبط الأحزمة الخطية أو المقوسة للبراكين بمناطق الاندساس، تقع البراكين عادة على مسافة 150 إلى 200 كيلو متر من خنادق أعماق البحار مثل تلك التي تحد الكثير من حوض المحيط الهادئ، وتغطي البراكين منطقة نشاط زلزالي مكثف يبدأ على عمق ضحل بالقرب من مثل هذا الخندق وينخفض ​​تحت البراكين.

 

غالباً ما يشكلون جزراً ويحددون أقواس الجزر، إن هذه سلاسل مقوسة من الجزر مثل الألوشيان أو جزر الأنتيل الصغرى، وعادة ما تكون البراكين متباعدة من بضعة إلى عدة عشرات من الكيلو مترات والبراكين الفردية عادة ما تحدد عرض مثل هذه الأحزمة، وفي أماكن أخرى كما هو الحال في اليابان في سلسلة كاسكيد في شمال غرب الولايات المتحدة وجنوب غرب كندا أو على طول جزء كبير من جبال الأنديز اندلعت البراكين على هامش القارة، ويمكن العثور على جميع السمات النموذجية لقوس الجزيرة تقريباً، بما في ذلك الحزام الضيق للبراكين وخندق أعماق البحار ونشاط الزلزال الشديد في هذه الحواف القارية.

 

إن المناظر الطبيعية لسلاسل الجزر من هذا النوع تهيمن عليها بشكل مميز مخاريط بركانية شديدة الانحدار تعلوها حفر صغيرة والتضاريس بين هذه البراكين منخفضة، وقد شهد عدد قليل من هذه البراكين ثورات بركانية هائلة وطردت جزءاً كبيراً من بركانها كما فعل جبل سانت هيلينز في شمال غرب الولايات المتحدة في عام 1980.

 

وفي أشد الانفجارات من هذا النوع تنهار بقايا البركان في الفراغ، في مركزها وتترك أحياناً كالديرا (حفرة كبيرة جداً ذات حواف منخفضة نسبياً)، وتشمل الأمثلة على هذه الهياكل تلك التي شكلتها كراكاتوا في إندونيسيا عام 1883 وبواسطة ثيرا (وتسمى أيضاً سانتورين أو سانتوريني) في بحر إيجه منذ بضعة آلاف من السنين.

 

يُعتقد أن الحمم التي اندلعت عند هذه البراكين مشتقة من الوشاح الموجود في إسفين الغلاف المائي فوق صفيحة الغلاف الصخري التي تغرق فيه، يتم طرد المياه التي يتم حملها في فجوات الصخور المغمورة وبالمعادن المائية التي ترتبط بها المياه بشكل غير محكم كيميائياً في إسفين الغلاف الموري فوق منطقة الاندساس، ويقلل إدخال الماء من درجة حرارة انصهار الصخور ويسمح للمواد الموجودة في الإسفين بالذوبان والارتفاع إلى السطح.

 

التضاريس المرتبطة بالبراكين الساخنة:

تحدث بعض الظواهر البركانية على مسافات كبيرة من حدود الصفائح (على سبيل المثال في جزر هاواي أو في حديقة يلوستون الوطنية في غرب الولايات المتحدة القارية)، أيضاً تكون النشاط البركاني شديداً بشكل خاص في بعض أجزاء نظام التلال في منتصف المحيط (كما هو الحال في آيسلندا أو جزر غالاباغوس في شرق المحيط الهادئ).

 

اندلعت الصهارة في هذه الأماكن التي نشأت في الأثينوسفير ربما على أعماق عدة مئات من الكيلو مترات أو أكثر في ما يسمى بالنقاط الساخنة في الوشاح، وقد تكون مصادر الذوبان هذه بسبب الاختلافات الكيميائية بدلاً من الحرارة (مثل البراكين داخل الصفيحة)، وعادة ما يتم توطين البراكين النشطة في منطقة ذات أبعاد من 100 إلى 200 كيلو متر أو أقل.

 

إن سلسلة من البراكين المنقرضة أو الجزر البركانية (والجبال البحرية) مثل سلسلة هاواي أو سلسلة من التلال البركانية مثل والفيس ريدج بين جزر تريستان دا كونها والساحل الشرقي لإفريقيا يمكن أن تتشكل، حيث تتحرك صفيحة الغلاف الصخري فوق منطقة ساخنة، وتقع جميع البراكين النشطة في أحد طرفي السلسلة أو التلال وتزداد أعمار الجزر أو التلال ببعدها عن مواقع النشاط البركاني تلك، تتعرض البراكين الأقدم للتآكل أكثر من البراكين الأصغر، وغالباً ما تتميز فقط بالشعاب المرجانية التي تنمو على الجزيرة البركانية المتآكلة والمنخفضة.