البراكين والتكتونيات الكوكبية
كيف يؤدي هروب الحرارة من باطن الكوكب إلى بناء البراكين، وتشويه القشرة، وتجديد أسطح العوالم عبر النظام الشمسي.
Definition
البراكين والتكتونيات الكوكبية هي دراسة كيفية دفع الحرارة الداخلية لثوران الصهارة وتشوه الغلاف الصخري على الكواكب والأقمار.
Scope
يغطي هذا الموضوع التعبيرات البركانية والتكتونية لفقدان الحرارة الداخلية على الكواكب الصخرية والأقمار: توليد الصهارة وصعودها، الانفجارات التدفقية والانفجارية، البراكين الدرعية والتدفقات البازلتية، وتشوه الغلاف الصخري إلى فوالق وطيات وأنماط تكتونية عالمية. ويشمل تكتونيات الصفائح على غرار الأرض، وأنظمة الغطاء الراكد على الزهرة والمريخ، والبراكين المدفوعة بالمد والجزر على آيو، والبراكين الجليدية على الأقمار الجليدية، بالاعتماد على الاستشعار عن بعد والجيوفيزياء المقارنة.
Core questions
- كيف تتشكل الصهارة وتصعد وتثور على الأجسام ذات التراكيب والجاذبيات المختلفة؟
- ما الذي يحدد ما إذا كان الكوكب يمتلك تكتونيات صفائحية، أو غطاءً راكدًا، أو أنماطًا تكتونية أخرى؟
- كيف تعمل الحرارة المدّية على تشغيل النشاط البركاني الشديد لآيو والبراكين الجليدية المحتملة في أماكن أخرى؟
- ماذا تكشف التضاريس البركانية والتكتونية عن التاريخ الحراري للكوكب؟
Key theories
- تكتونيات الصفائح كنمط حمل حراري كوكبي
- على الأرض، يؤدي الحمل الحراري للوشاح إلى تكسير الغلاف الصخري إلى صفائح متحركة تُعاد تدويرها إلى الداخل، وهو نمط تبريد فعال يبدو فريدًا بين الكواكب الصخرية اليوم.
- تكتونيات الغطاء الراكد
- على الزهرة والمريخ، يتصرف الغلاف الصخري كغطاء صلب واحد فوق وشاح حمل حراري، لذا تهرب الحرارة بشكل رئيسي من خلال البراكين والتجديد العرضي للسطح بدلاً من إعادة تدوير الصفائح.
- التسخين المدّي والبراكين
- يؤدي الانثناء الجاذبي الدوري للقمر في مدار بيضاوي إلى تبديد الطاقة كحرارة، مما يغذي النشاط البركاني الشديد لآيو ويحافظ على النشاط تحت السطحي في أقمار صناعية أخرى.
Mechanisms
ينتج عن تخفيف الضغط أو التسخين صهارة سيليكاتية طافية ترتفع عبر الغلاف الصخري لتثور على شكل حمم بركانية أو، حيث تتطاير المواد المتطايرة، بشكل انفجاري. تؤدي الإجهادات الناتجة عن الحمل الحراري، والتبريد، والمد والجزر، والاصطدامات إلى تشويه القشرة إلى فوالق وطيات. على الأقمار الجليدية، يمكن أن تثور الجليد والماء المالح ذو نقطة انصهار منخفضة كبراكين جليدية.
Clinical relevance
تعمل الأنشطة البركانية والتكتونية على تجديد أسطح الكواكب، وإطلاق الغازات في الغلاف الجوي، وتشير إلى وجود باطن نشط، مما يجعلها محورية في تحديد عمر الأسطح وتقييم ما إذا كان الجسم يمكن أن يدعم بيئات صالحة للسكن.
History
كشفت المركبات الفضائية عن تنوع مذهل في البراكين والتكتونيات: رسمت مارينر وفايكنغ خرائط لبراكين ثارسيس العملاقة وأنظمة الصدوع على المريخ، واكتشفت فوييجر نشاطًا بركانيًا على آيو في عام 1979 بعد أن تنبأ بيل وزملاؤه بالتسخين المدّي، وكشفت ماجلان عن سهول الزهرة التي تجددت بركانيًا. أعادت هذه الاكتشافات صياغة البراكين والتكتونيات كظواهر كوكبية شاملة.
Debates
- تاريخ تجديد سطح الزهرة
- لا يزال الجدل قائمًا حول ما إذا كان سطح الزهرة قد تجدد في حدث عالمي كارثي أو من خلال نشاط بركاني تدريجي ومستمر، وذلك بناءً على كثافة الفوهات المتناثرة والموزعة بشكل شبه عشوائي.
Key figures
- H. Jay Melosh
- Gerald Schubert
- Stanton Peale
- Donald Turcotte
Related topics
Seminal works
- melosh2011
- turcotteschubert2014
Frequently asked questions
- ما هو أكبر بركان في النظام الشمسي؟
- أوليمبوس مونس على المريخ، وهو بركان درعي بحجم ولاية أريزونا الأمريكية تقريبًا وأطول بكثير من جبل إيفرست، وقد تشكل على مدى نقطة ساخنة ثابتة طويلة الأمد في الغلاف الصخري الراكد للمريخ.
- لماذا آيو نشط بركانيًا بهذا الشكل؟
- يُضغط آيو بفعل جاذبية المشتري وبفعل الرنين المداري مع الأقمار المجاورة، ويؤدي الانثناء المدّي الناتج إلى تسخين باطنه بما يكفي لتغذية النشاط البركاني المستمر.