up
Search      menu
پزشکی و دامپزشکی :: مقاله تغيير شکل پوسته اي PDF
QR code - تغيير شکل پوسته اي

تغيير شکل پوسته اي

● مقدمه:
کره زمين يک سياره پويا است که مواردي از قبيل هوازدگي، رانش زمين، و فرسايش توسط آب، باد و يخ بصورت مداوم چهره آن را تغيير ميدهد. علاوه بر اين نيروهاي تکتونيکي (زمينساخت صفحه­اي) باعث تغيير در سنگهاي پوسته زمين ميشوند. با هر گامي که بر روي سطح زمين مي­نهيم باعث ايجاد تغيير شکل در سطح خاک ميشويم و پس از عبور ما، خاک به حالت اوليه خود بازمي­گردد، اما اين تغيير شکلها آنچنان اندک است که معمولا متوجه آن نميشويم. اين تغيير شکلها در اثر نيروي محدودي است که بدليل وزن ما به سطح زمين وارد ميشود. اگر اين نيرو زياد باشد ميتواند اثرات کاملا مشهودي ايجاد نمايد. در اين بخش به عوامل ايجاد تغيير شکلها و نيز مکانيزم هاي تغيير شکل در اجسام و نيز پوسته زمين مي­پردازيم .
● نيرو:
نيرو آن چيزي است که اجسام ثابت را به حرکت درمي­آورد و يا نحوه حرکت اجسام متحرک را تغيير ميدهد. از تجربيات روزانه مي­دانيم که اگر دري بسته (ساکن[۱]) باشد، بايد به آن نيرو وارد کنيم تا باز شود (حرکت[۲]).
● تنش:
تنش مقدار نيرويي است که به واحد سطح وارد ميشود. مقدار تنش به تنهايي تابعي از مقدار نيروي وارده نيست و به سطحي که نيرو به آن وارد ميشود نيز وابسته ميباشد. براي مثال اگر پاي برهنه در حال راه رفتن بر روي سطح سختي باشيد نيرو (وزن بدن شما) در سطح کف پاي شما پخش ميشود، لذا نيرويي که به هر نقطه از کف پاي شما وارد مي­شود کم است. اما اگر بر روي يک سنگ نوک تيز پا بگذاريد، تمرکز تنش بر روي نقطه اي از کف پاي شما بسيار زياد خواهد شد. درواقع ميتوانيد تنش را از ميزان تمرکز نيرو بر روي سطح متصور شويد.
● انواع تنش:
بر اساس جهتهاي مختلف نيروهاي وارده، تنشهاي مختلفي ايجاد مي­شود. بصورت خلاصه اين تنشها عبارتند از:
▪ تنش فشاري:
در صورتي که نيروهاي وارده باعث فشرده شدن جسم شوند تنش فشاري بوجود ميايد. تنشهاي فشاري تمايل دارند که صفحات سطح کره زمين را کوچکتر و ضخيمتر نمايند و اين فرايند با چين خوردگي و گسلش اتفاق ميافتد.
جهت اعمال نيروهاي فشاري که منجر به فشرده شدن و ضخيمتر شدن صفحات پوسته ميشود.
▪ تنش کششي:
در صورتي که تنش وارده تمايل به کشيدن توده سنگي ( و يا هر جسمي که به آن اعمال ميشود ) داشته باشد تحت عنوان تنش کششي شناخته مي­شود که باعث طويلتر شدن آنها مي­گردد.
▪ تنش برشي:
وقتي يک دسته کارت را بر روي زمين قرار دهيد و با دست خود آنها را به جلو برانيد نمونه اي از تنش برشي را بر آن وارد نموده ايد. در صورتي که تنش برشي بر توده سنگها وارد گردد باعث لغزش صفحات در کنار يکديگر ميشود.
حال که با انواع عوامل ايجاد تغيير شکل آشنا شديم، بايد بدانيم که اجسام هم در مقابل عوامل تغيير شکل رفتارهاي مختلفي از خود نشان مي­دهند. در قسمت بعد با انواع تغيير شکلهاي مواد ( و همچنين سنگها ) در برابر نيرو و تنش آشنا مي­شويم.
تغيير شکلهاي ارتجاعي و غير ارتجاعي:
تعريف تغيير شکلهاي ارتجاعي و غير ارتجاعي باعث خواهد شد تا بتوانيم درک کاملي از مکانيزم ايجاد تغيير شکلها در پوسته زمين و نحوه ايجاد آنها داشته باشيم. هر ماده­اي بر روي کره زمين، داراي خصوصيات فيزيکي منحصر بفردي است. ولي غالبا اساس اين خصوصيات يکسان ميباشد. يکي از اين خصوصيات فيزيکي که در اين قسمت به آن مي­پردازيم، نحوه عکس العمل مواد در برابر نيروي وارده بر آنها مي­باشد. براي مثال يک ميله فلزي باريک ( يا خط کش فلزي ) را در نظر بگيريد. اگر بخواهيم اين ميله را خم کنيم، در جريان خم کردن اين ميله با دو مرحله مختلف روبرو ميشويم که عبارتند از:
▪ مرحله تغيير شکل ارتجاعي (الاستيک[۳]):
اگر ميله فلزي را اندکي خم کنيم، پس از آنکه آن را رها مي­کنيم، شاخه به حالت طبيعي خود بازمي­گردد. در اين مرحله گفته مي­شود که چوب در حالت ارتجاعي خود قرار دارد. در اين حالت هر جسم دقيقا همانند يک فنر عمل نموده و نيروي وارده را در خود ذخيره کرده و پس از برطرف شدن نيرو آن را آزاد نموده و به حالت اوليه خود باز ميگردد.
▪ مرحله تغيير شکل غير ارتجاعي (پلاستيک[۴]):
اگر نيرويي که به ميله وارد ميکنيم، از ميزان معيني بيشتر باشد و در نتيجه ميله از ميزان معيني بيشتر تغيير شکل دهد، پس از رها کردن، ديگر به حالت اوليه خود باز نمي­گردد و مقداري از تغيير شکل بصورت دائمي در آن باقي خواهد ماند. که در اصطلاح علمي گفته مي­شود چوب از مرحله الاستيک خارج شده و وارد مرحله پلاستيک شده است.
● مواد شکل پذير و شکننده
هر ماده اي ميتواند مقدار خاصي نيرو را تحمل نموده و همچنان ارتجاعي بماند. اگر نيرو از مقدار مشخص فراتر رود، ديگر جسم ارتجاعي نخواهد ماند و وارد مرحله غير ارتجاعي ميشود. مواد در مرحله اي که به حد ارتجاعي خود مي­رسند، به دو گونه اين تغيير شکل دائمي را متحمل مي­شوند. يا همانند ميله فلزي فوق جاري ميشوند که به آن جاري شدن[۵] مي­گويند يا همانند يک شاخه خشک چوب بصورت ناگهاني مي­شکنند که به اينگونه مواد شکننده[۶] ميگويند..
بسياري از ما اين پديده­ها را مشاهده کرده ايم و شايد برايمان امري بديهي و طبيعي باشد، ولي جالب خواهد بود اگر بدانيم اين پديده تقريبا در مورد تمام مواد فيزيکي موجود در اين جهان هستي نيز صادق است. شايد تصور آن که حتي يک صخره سنگي بزرگ و يا منزلي که در آن زندگي ميکنيم نيز داراي چنين رفتاري هستند و يا با هر قدم گذاشتن بر روي زمين، خاک زير پايمان تغيير شکل ميدهد کمي دور از ذهن باشد. دليل آن هم اين است که بدليل تفاوت عملکرد و جنس و ابعاد مواد مختلف، هر کدام از آنها تغيير شکلهاي متفاوتي را متحمل ميشوند که غالبا براي ما غير قابل احساس است. در واقع ما در دنيايي از فنر با مشخصات مختلف زندگي ميکنيم.
درخت بزرگتري را تصور کنيد، معمولا کسي نميتواند با نيروي طبيعي خود تغيير شکل محسوسي را در کل درخت ايجاد نمايد. ولي همه ما ديده ايم که با وزش باد، درختان چگونه به رقص درمي ايند. پس به اين نتيجه ميرسيم که با نيروي بيشتري ميتوان حتي اجسامي که در نظر اول صلب و غير قابل تغيير شکل بنظر ميرسند را خم کنيم.
اين پديده در صفحات سنگ کره که در فصل قبل در باره آن بحث نموديم نيز صادق است. و نيرويي که ميتواند چنين توده هاي بزرگي از سنگ و خاک را جابجا نمايد از جريان ماگما در داخل کره زمين حاصل ميشود.
● مشخصات فيزيکي سنگ کره:
حال تمام مواردي که تا بحال مطالعه نموديم را در زمين مورد بررسي قرار ميدهيم.
پوسته کره زمين همانند تمام مواد داراي رفتار ارتجاعي و غير ارتجاعي در برابر نيرو ميباشد و برخي موارد بصورت شکل پذير و گاهي بصورت شکننده به اين تغيير شکل پاسخ ميدهند. با جريان ماگما بدليل همرفت در داخل کره زمين، نيرويي بر پوسته ها وارد ميشود و پوسته ها تمايل دارند که بر اثر اين نيروي وارده جابجا شوند. از طرف ديگر بدليل اصطکاکي که بين و داخل صفحات سنگ کره زمين وجود دارد اين نيرو بصورت تغيير شکلهاي ارتجاعي در صفحات ذخيره ميشود. و در نهايت وقتي اين مقدار تغيير شکل ارتجاعي از حد تحمل (مقاومت[۷]) سنگ کره فراتر ميرود، بصورت تغيير شکل ماندگار در آن در ميايد.
▪ مقاومت سنگها و نحوه تغيير شکل آنها در برابر نيرو علاوه بر جنس آنها به دما، فشا و به زمان نيز بستگي دارد.
▪ مقاومت کم سنگ نمک در برابر تنش وارده بر آن
▪ مقاومت گرانيت در مقابل تنش وارده که نشان ميدهد خيلي بيشتر از سنگ نمک طعام است.
با توجه به مواردي که در مورد مواد شکل پذير و شکننده گفته شد، در مقابل تنشهاي مختلفي که به سنگ کره وارد مي­شود، سنگ کره بصورتهاي زير درميايد:
▪ عکس العمل سنگ کره به تنش فشاري در حالت شکننده و در حالت شکلپذير .اين همان اتفاقي است که در مرزهاي همگرا اتفاق مي­افتد.
▪ عکس العمل سنگ کره به تنش کشش در حالت شکننده و در حالت شکلپذير . اين همان اتفاقي است که در مرزهاي واگرا ديده ميشود.
▪ عکس العمل سنگ کره به تنش برشي در حالت شکننده و در حالت شکلپذير .در مرزهاي امتداد لغز شاهد چنين تغيير شکلهايي هستيم.
● بازگشت کشسان
فرض کنيد کتابي را بر روي سطح زمين قرار داده ايد و با کشي که به آن بسته­ايد، ميخواهيد که آن را جابجا نماييد. مراحلي که اتفاق مي­افتد عبارتند از:
▪ کش کشيده ميشود بدون اينکه در کتاب جابجائي ايجاد شود. ( يعني حالتي که تغيير ارتجاعي در پوسته زمين رخ ميدهد )
▪ وقتي نيرويي که از طرف کش به کتاب وارد ميشود از ميزان اصطکاک بين کتاب و سطح زمين بيشتر شود، کتاب با يک حرکت جهشي به سمت کش حرکت ميکند و در واقع انرژي ذخيره شده در کش بصورت حرکت جهشي کتاب آزاد ميگردد. ( همان لحظه اي که سنگها به حد ارتجاعي خود رسيده اند و با تغيير مکان بيشتر، بصورت غير ارتجاعي مي شکنند)
▪ دوباره کتاب مي­ايستد و کش شروع به کشيده شدن و ذخيره انرژي مي­نمايد. و پروسه دوباره تکرار مي­شود.
اين دقيقا همان اتفاقي است که بهنگام وقوع زلزله در پوسته زمين اتفاق مي­افتد. در اثر نيروهاي وارده بر پوسته زمين، صفحات سنگ کره دچار تغيير شکل مي­شود. اين تغيير شکل در حد ارتجاعي است و آرام آرام اتفاق مي­افتد و انرژي را در خود ذخيره ميکند. و آنقدر سنگها انرژي در خود ذخيره ميکنند که در نهايت فراتر از اصطکاک بين سنگها مي­شود. در اين لحظه است که صفحات شکسته شده و نسبت به هم جابجا مي­شوند.
ما به همين سادگي توانستيم تئوري اساس ايجاد زلزله ها را که سالهاي متمادي دانشمندان را به خود مشغول کرده بود را درک کنيم. پديده بازگشت الاستيک[۸] دقيقا آن چيزي که آزمايش ساده کتاب به ما نشان داد. حال متوجه ميشويم که دليل بازگشت زلزله ها و آنچه که به عنوان دوره بازگشت مطرح مي­شود، مربوط به خصوصيت ارتجاعي بودن مواد تشکيل دهنده پوسته زمين است.
مکانيزم دروني زمين لرزه تا زماني که آقاي رِيد از دانشگاه جان هاپکينگز پس از زلزله سال ۱۹۰۶ سانفرانسيسکو مطالعاتي را انجام داد، ناشناخته بود. اين زمين­لرزه با جابجائي­هاي افقي چند متري همراه بود که در طول ۱۳۰۰ کيلومتر اتفاق افتاده بود. بررسيهاي ميداني نشان داد که طي اين زلزله صفحه آرام بطول ۷ ۴ متر از کنار صفحه مجاور خود ( صفحه آمريکاي شمالي) به سمت شمال جابجا گرديده است.

يکي از آرزوهاي من در دوران کودکي اين بود که درخت سيب حياط خانه به يک درخت شکلات تبديل شود. هر روز صبح بلافاصله پس از برخاستن از خواب به درخت سيب نگاه ...

يکي از آرزوهاي من در دوران کودکي اين بود که درخت سيب حياط خانه به يک درخت شکلات تبديل شود. هر روز صبح بلافاصله پس از برخاستن از خواب به درخت سيب نگاه ...

ديد کلي اطلاعات مربوط به پوسته زمين عمدتا از مشاهدات مربوط به سرعت امواج S و P ناشي از زلزله ها و انفجارات ديناميت و... به دست مي آيد. در اوايل تاريخ ...

هر فيلم نامه شامل دو بخش است : • شناسنامه فيلم نامه • متن اصلي شناسنامه فيلم نامه شناسنامه فيلم نامه ، نشان دهنده مشخصات فيلم نامه است. هر شناسنامه به ...

چندين بار در تاريخ زمين، تصادف بين قاره ها منجر به ايجاد قاره هاي بزرگ گرديده است. گرچه پوسته قاره اي ضخيم است اما به مراتب آسان تر از پوسته اقيانوسي ...

● مقدمه: زيبايي هر فردي وابسته به چندين عامل از جمله موهاي زيبا و مرتب است. بسياري از عوامل آسيب رسان و همچنين افزايش سن مي توانند باعث ريزش مو و تغيي ...

امروزه کاربرد رايانه درزندگي بشربسيار زياد است و تعداد زيادي از افراد ساعت هاي متمادي با اين وسيله الکترونيکي کار مي کنند به همين دليل شناخت عوامل موث ...

سالخوردگي با بروز تغييرات جسماني متعددي همراه است که توانايي ها و قابليت هاي جسماني فرد را محدود مي کند. توجه به زندگي سالمند مي تواند به سالمندان در ...

دانلود نسخه PDF - تغيير شکل پوسته اي