الوسم: الغلاف

المقدمة:

تتكون الأرض من خمسة أجزاء: الجزء الأول هو الغلاف الجوي وهو غازي، والجزءالثاني المحيط المائي وهو سائل، والثالث هو اليابس، والرابع هو الطبقة الوسطىللأرض، والخامس هو مركز الأرض ومعظم هذه الأجزاء الثلاثة الأخيرة صلبة.
العرض:

والغلاف الجوي هو ذلك الغلاف الغازي الذي يحيط بالجزء الصلب من كوكبالأرض. وعلى الرغم من أن سمكه يبلغ أكثر من 1100 كم، إلا أن حوالي نصف هذا الجزءيتركز في المساحة السفلى منه والتي تبلغ 5.6 كم. ويتكون اليابس من القشرة الأرضيةالباردة الصلبة الصخرية وهو يمتد لأعماق تصل إلى 100 كم. أما المحيط المائي فهوعبارة عن طبقة المياه التي تغطي حوالي 70،.8% من سطح الأرض على شكل محيطات. ويشكلكلا من الطبقة الوسطى للأرض ومركزها الجزء الداخلي الثقيل من الأرض الذي يشكل معظمكتلة الأرض. ويتكون المحيط المائي من كل الأسطح المائية في العالم بما في ذلكالبحار الداخلية والبحيرات والأنهار و المياه الجوفية . يبلغ متوسط عمق المحيطات 3794 مترا وهو يعادل أكثر من خمسة أضعاف ارتفاع القارات. وتبلغ كتلة المحيطات (1.35 * 1018) طن متري أو حوالي 1 /4400 من الكتلة الإجمالية للأرض. ويبلغ متوسط كثافةالصخور التي تشكل اليابسة 7 2. ، وهي تتكون من عدد يصل إلى 11 عنصرا تكون 99.5% منكتلتها. وأكثر هذه العناصر وجودا الأكسجين (حوالي 46.60% من الكثافة الكلية) يليهالسليكون (حوالي 27.72%)، ثم الألومنيوم (8.13%)، والحديد (5.0%)، الكالسيوم (3.63%)، الصوديوم (2.83%)، البوتاسيوم (2.59%)، الماغنسيوم (2.09%). أماالتيتانيوم والهيدروجين والفوسفور فتبلغ كتلتها الإجمالية أقل من 1%. بالإضافة إلىذلك، يوجد 11 عنصرا آخر بكميات يمكن تتبعها من 0.1 إلى 0.2%. وبترتيبها حسب كثرتها،فإن هذه العناصر هي: الكربون والمنجنيز والكبريت والباريوم والكلور والكروموالفلورين والزيركونيوم والنيكل والاسترنتيوم والفانديوم. وتوجد هذه العناصر فياليابسة على شكل مركبات ولا توجد على حالتها الحرة. وتوجد هذه المركبات كلها تقريبافي المرحلة البلورية ومن ثم فإنها تعرف بأنها معادن. ويحتوي اليابس على طبقتين: قشرة الأرض والطبقة الوسطى للأرض، وهاتان الطبق تان تنقسمان إلى اثنتي عشرة طبقةتكتونية أو أكثر، حيث تقسم القشرة الأرضية نفسها إلى طبقتين. وتتكون القشرة الأرضيةالعليا التي تتكون منها القارات من صخور نارية وأخرى رسوبية والتي يشبه تركيبهاالكيميائي العادي تركيب الجرانيت وتبلغ كثافتها 2.7 . أما الطبقة السفلى من القشرةالأرضية فهي تكون أرضيات المحيطات وتتكون من صخور نارية أثقل وأكثر سوادا مثلالبازلت ويبلغ متوسط كثافتها حوالي 3 . كما تحتوي اليابسة أيضا على الطبقةالوسطى للأرض. ويبلغ سمك الصخور في هذه الأعماق حوالي 3.3 ، ويفصل بين كل من الطبقةالوسطى للأرض والقشرة الأرضية التي تعلوها حجاب زلزالي يفصلها عن الطبقة الواقعةأسفل منها وهي منطقة ضعيفة تعرف باسم الأسثينوسفير. أما الجزء الداخلي الكثيفوالثقيل من الأرض فينقسم إلى طبقة كثيفة والطبقة الوسطى من الأرض التي تحيط بجسمكروي داخلي ومركز الأرض. وتمتد الطبقة الوسطى للأرض من قاعدة القشرة الأرضية إلىعمق يصل إلى حوالي 2900 كم (1800 ميل). وباستثناء المنطقة التي يطلق عليهاالأسثينوسفير، فإن هذا الجزء صلب كما تتراوح كثافته التي تزيد مع العمق من 3.3 حتى 6 . يتكون الجزء العلوي من الطبقة المتوسطة من الأرض من الحديد وسليكات الماغنسيوم،بينما يتكون الجزء السفلي من خليط من أكاسيد الماغنسيوم والسليكون والحديد. وفيالقرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي، وضع العلماء المسلمون وصفا علميا دقيقالتركيب الأرض. فقد قدم ابن سينا تصورا كاملا في كتابه الشفاء لمكونات الأرض من هواءوماء وصخر مقدما ما يشبه نظرية لهيئة الأرض فيقول: " فيشبه لذلك أن تكون الأرض ثلاثطبقات طبقة تميل إلى محوضة الأرضية وتغشاها طبقة مختلطة من الأرضية والمائية هي طينوطبقة منكشفة عن الماء جفف وجهها الشمس وهو البر والجبل وما ليس بمنكشف فقد ساحعليه البحر". ثم يقول: "والهواء أيضا فهو طبقات طبقة بخارية وطبقة هواء صرف وطبقةدخانية وذلك لأن البخار وإن صعد في الهواء صعودا فإنه إنما يصعد إلى حد ما، وأماالدخان فيجاوزه ويعلوه لأنه أخف حركة وأقوى نفوذا لشدة الحرارة فيه، وأعني بالبخارما يتصعد من الرطب من حيث هو رطب، وأعني بالدخان ما يتصعد عن اليابس من حيث هو يابسولأن البخار بالحقيقة على ما بيناه ماء مت خلخل متصغر الأجزاء وطبيعة الماء أن يبردبذاته ومن صورته أنه إذا زال عنه المسخن وبعد عهده به فيجب أن يكون الجزء البخاريمن الهواء باردا بالقياس إلى سائر الهواء، لكن ما يلي الأرض منه يسخن بمجاورة الأرضالمسخنة بشعاع الشمس المستقر عليها استقرار الكيفيات لا الأجسام، وما يبعد عنه يبردفتكون طبقة الهواء السافلة بخارا يسخن بمجاورة الشعاع ثم تليه طبقة بخارية باردة ثميليه هواء أقرب إلى الحموضة ثم يليه هواء دخاني وكأنه خلط من هواء ونار وأرض ثمتليه نار فتكون هذه الطبقات ثمانية. أرض إلى الخلوص، وماء، وطين، وبر مع الجبال ،والبحر كطبقة واحدة مركبة، وهواء مسخن بالشعاع، وهواء دخاني، ونار. فهذه طبقاتالعناصر في ترتيبها وصنعها". وقد أثبتت أبحاث الزلازل أنه يوجد بمركز الأرضطبقة صخرية خارجية يبلغ سمكها حوالي 2225 كم ويبلغ متوسط كثافتها 10 .
الخاتمة :

ويحتمل أن تكون هذه الطبقة صلبة وقد أثبتت الدراسات أن سطحها الخارجي يحتوي علىمرتفعات ومنخفضات وقد تكونت هذه المرتفعات في المناطق التي يكثر بها الموادالساخنة. وعلى النقيض من ذلك، فإن مركز الأرض الداخلي مكون من مادة صلبة ويبلغ طولنصف قطره حوالي 1275 كم ويعتقد أن كلتا الطبقتين اللتين تكونان مركز الأرض تتكونانمن الحديد بنسبة كبيرة ونسبة صغيرة من النيكل وعناصر أخرى. وتكون درجات الحرارة فيالمركز الداخلي للأرض مرتفعة جدا بحيث تصل إلى 6650 مئوية ويقدر متوسط الكثافة بأنه 13

الغلاف الجوي

يحيط بالكرة الأرضية غلاف من الغازات المتنوعة يدعى بالغلاف الجوي أو يدور مع الأرض ويشكل جزءاً منها غير محدود تماما لكنه لا يزيد عن 450كلم ويتميز بالخصائص التالية :

– هو مزيج من الغازات ، وفي مقدمتها الآزوت ( 78% ) والأكسجين ( 21% ) ومجموعة من الغازات النادرة بنسبة 1% وكمية ضخمة من غاز الفحم أو ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والغبار . وإذا كانت نسب هذه الغازات ثابتة تقريباً في الجو القريب من السطح الأرض فإنها تختلف في الطبقات العليا : فالأكسجين يخف بعد 5كلم ارتفاع والأجسام الغريبة كبخار الماء والغبار تختلف في الطبقات العليا كما يكثر الهيدروجين والمليم في نهاية الغلاف الجوي .

– تختلف كثافة الغلاف الجوي بين المناطق القريبة من سطح الأرض والمناطق الجوية العليا ، فالكيلومترات الخمسة الأولى المحيطة بنا تحتوي على نصف وزن الغلاف الجوي ، وبالتالي فان الكثافة تقل تدريجياً كلما ارتفعنا في الفضاء حيث يتخلخل الهواء ويتحلل إلى أيونات على ارتفع 80كلم تقريباً عن سطح الأرض .

– يمتص الغلاف الجوي قسماً من الحرارة التي تحتويها أشعة الشمس ويحتفظ بقسم منها ويعكس القسم الآخر . تحتوي الأشعة الشمسية ، كما هو معروف ، على طاقة حرارية وأخرى ضوئية وثالثة كيميائية تسهم في عمليات كثيرة تتم على سطح الأرض أو لها التمثيل تنعكس نسبة 40% من أشعة الشمس الواصلة إلى الأرض وتصطدم بالغلاف الجوي ، وينتشر 17% منها في الجو ويصل 43% إلى سطح الأرض ، الذي يعكس بدوره 10% منها وتمتص الباقي سطوح الأرض من يابسة ومسطحات مائية وهي بدورها نعكس جزاً منه عند غروب الشمس .
تختلف كمية الحرارة في الغلاف الجوي وعلى سطح الأرض بين خط الاستواء والقطبين ، والسبب في ذلك يعود إلى درجة انحناء أشعة الشمس لدى وصولها إلى سطح الأرض ، ثم أن الأشعة تقطع مسافة أكبر في الغلاف الجوي نحو المناطق القطبية ، من تلك التي تقطعها في غلاف المناطق الاستوائية .

طبقات الغلاف الجوي :
يتألف الغلاف الجوي من طبقات ثلاث هي :

1. التيربوسفير :
ومن أهم طبقات الغلاف الجوي لقربه من الأرض ويتألف من الغازات التي يتألف منها الغلاف الجوي ولكن بشكل مكثف بحيث يضم 43 من غازات هذا الغلاف ويحتوي على نسب مختلفة من الأجسام التالية : بخار الماء الناتج عن عملية التبحر على سطح الأرض ، المسطحات المائية أو البحيرات والأنهار ومن تنفس النباتات والمقذوفات البركانية . وتختلف نسبة بخار الماء في الجو بين منطقة وأخرى وفصل وآخر : فهو متوفر إجماليا في الطبقات القريبة من سطح الأرض ونادرا مع الارتفاع إلى أن يختفي مع نهاية طبقة التيربوسفير ويقل بخار الماء فوق المناطق الصحراوية والمناطق القطبية ويتضاعف الأقاليم الدافئة كالمناطق الاستوائية وغيرها . الجسم الثاني الذي يتألف التيربوسفير هو غاز الفحم أو ثاني أكسيد الكربون وينتج عن الثورانات البركانية و تنفس الكائنات الحية والنباتات و الاحتراق في المناطق الصناعية .ولغاز الفحم دور مهم في الغذاء النباتي وفي احتفاظ الغلاف الجوي بجزء من حرارة الشمس .
ثالث جسم يحتويه التربوسفير هو الغبار : هو كناية عن أجسام صغيرة صلبة قد ترى بالعين المجردة إذا نظرنا إلى أشعة الشمس تدخل في غرفة ما أو إلى الفضاء في بعض أيام الربيع حيث يكون الجو داكن مغبرا . وتنتشر معظم كمية الغبار في طبقات من الأرض وهو ناتج عم تحمله الرياح عن سطح الأرض وتنشره في الفضاء .
اخيا يحتوي التربوسفير على غازات ومواد مختلفة بكميات ضئيلة جدا تصدر عن البراكين والاحتراق ومختلف العمليات التي تحدث على سطح الأرض ، أولها أكسيد الكربون.
وتختلف سماكة التربوسفير فوق سطح الأرض فهي عند القطبين تبلغ بين 6او7 كم و15 كم عند خط الاستواء مع انتفاخ بسيط يصل إلى 17 كم فوق المدارين.

2. الستراتوسفير :
تحيط طبقة الستراتوسفير بالتيربوسفير من الخارج ، ونميز فيها بين طبقة سفلا هي الستراتوسفير وطبقة عليا وهي الميزوسفير .
وتصل الحرارة في اسفل طبقة الستراتوسفير إلى 80درجة تحت الصفر وتصل إلى 100 درجة تقريباً على ارتفاع 35 كلم في الساعة . هذه الحرارة المرتفعة تادي إلى تحطيم جزيأت الأكسجين والتحامها بجزيئات الأوكسجين و التحامها بجزيئات أخرى لم تتحطم وتشكل طبقة الأوزون التي تحمي الأرض من تأثير من أشعة متفوق البنفسجية قصيرة ( اقل من 0.29 ميكرون ) والتي تؤدي إلى تدمير الحياة على سطح الأرض. وطبقة الأوزون ذات لون ازرق غامق تختلف طبقة الستراتوسفير في الكثافة بين طبقاتها العليا والسفلى إذ يصعب العثور على خط واضح يفصلهما عن الطبقات العليا التي تليها . وقد يكون بامكاننا ضم قسم منها إلى الطبقة الأخرى نضراً لما يعتري الهواء على هذا الارتفاع الشاهق من تحلل في ايوناته .

3. الايونوسفير :
في هذه الطبقة يقل الهواء تدريجيا ويتحلل إلى ايوناته بتأثير من الأشعة ما فوق البنفسجية وضعف الجاذبية الأرضية . ويصبح نادرا بحيث لا يتجاوز وزنه 80 متر مكعب من الهواء على ارتفاع 100 كم وزن لتر منه عند سطح الأرض . وينذر الهواء تدريجيا حيث يختفي على ارتفاع لا يقل عن 450كم لكنه يظل كفيل بإحراق الشهب والنيازك التي تصل إلى الجو الأرضي .
تحتوي طبقة الايونوسفير على عدة طبقات لا نعكاس الموجات اللاسلكية المختلفة الطول وعلى ارتفاعات متتابعة 80و120 و200و300 كم كما يحدث فيها الوهج أو النور القطبي .
تتدرج الحرارة في الارتفاع في الايونوسفير حتى تصل إلى 2400 درجة سيليزية على ارتفاع 400كم تقريبا .

4. الاكسوسفير :
وهي الطبقة الأخيرة وتمتد إلى نهاية الغلاف الجوي ،وكثافة الهواء فيها منخفضة إلى درجة بالغة .والمسافات بين جزيئات الهواء كبيرة إلى حد انها تكاد انها لاصطدم ببعضها البعض ،وتدور في هذه الطبقة الأقمار الصناعية و سفن الفضاء التي تحمل أجهزة تزود العلماء بمعلومات عن الفضاء الخارجي.