اليورانيوم

موضوع: اليورانيوم الأحد يناير 03, 2010 2:40 pm

مـــوسوعة المـــعــلومـــات الكيميائية و الفيزيائية و الفضاء و الكرة الأرضية

هل تعــرف ماذا يعنى تخصيب اليورانيوم؟

ما هو اليورانيوم؟

اليورانيوم فلز مشع أبيض فضي اللون، رمزه الكيميائي U. وهو مصدر الطاقة المستخدمة في توليد الطاقة الكهربائية في كل محطات القدرة النووية التجارية الكبيرة. فبإمكان قطعة من اليورانيوم في حجم كرة المضرب إطلاق كمية من الطاقة تساوي كمية الطاقة التي تطلقها حمولة من الفحم الحجري يبلغ وزنها ثلاثة ملايين ضعف وزن قطعة اليورانيوم. وينتج اليورانيوم أيضًا الانفجاريات الهائلة لبعض الأسلحة النووية

ما هو النظير؟

هناك رقمين مميزين لكل ذرة الرقم الأول يكتب أسفل يمين رمز الذرة وهو العدد الذري (عدد البروتونات أو الإلكترونات) والثاني يكتب أعلى يمين رمز الذرة ويُسمى الوزن الذري وهو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في الذرة، يحدد العدد الذري نوع عنصر الذرة مثلا: الذهب لديه رمز ذري (عدد إلكترونات = 97) واليورانيوم = 92 ... وهذا الرقم إذا تغير يعني أن العنصر تغير أي أن اليورانيوم إذا أزلنا منه إلكترونا واحدا فسيصبح عنصرا آخر (مادة أخرى). أما وزن الذري فإذا تغير فإن العنصر لا يتغير حيث يبقى هو نفسه اليورانيوم لكن بعض خصائصه تتغير وعدة ذرات تحمل نفس العدد الذري ولديها وزن ذري مختلف تسمى النظائر.

يتكون اليورانيوم من ثلاثة نظائر هي:
- اليورانيوم 238 بنسبة 99.28
- اليورانيوم 235 بنسبة 0.71
- اليورانيوم 234 بالنسبة الباقية.

وعملية التخصيب بشكل مبسط هي: زيادة نسبة النظير 235 في اليورانيوم لكي تصل إلى نسبة معينة حتى يتم استخدام اليورانيوم. وكمثال فإنه إذا زدنا نسبة النظير 235 إلى ما بين 3 بالمئة و5 بالمئة فإنه يُمكننا تشغيل مفاعل نووي لإنتاج الطاقة، بينما إذا زدناها إلى ما بين 20 بالمئة و90 بالمئة فإنه يُمكننا صناعة سلاح نووي..
يتم قذف اليورانيوم بالنيوترونات داخل مفاعل نووي معتمد على استخدام الماء، الأمر الذي يولد طاقة هائلة. ولكن هناك مشكلة بسيطة تعترض حدوث هذا بالبساطة التي يبدو عليها وهو أن اليورانيوم يحتوي على النظير 238 بنسبة 99.3 وهذا النظير غير قابل للانشطار على عكس اليورانيوم 235 القابل للانشطار، وبالتالي يجب أن يتم زيادة النظير 235 إلى حد معين في اليورانيوم الطبيعي لكي يتم شطره، وتوليد الطاقة الهائلة التي تختزنها ذرات اليورانيوم، ونشير مجدد إلى أن عملية زيادة نسبة اليورانيوم 235 في اليورانيوم الطبيعي هي ما يُطلق عليه مصطلح "تخصيب اليورانيوم".

عملية التخصيب اليورانيوم؟

اليورانيوم238 أثقل من اليورانيوم235 بنسبة بسيطة تبلغ 0.85%، وهذا الفرق البسيط في الكتلة هو الذي يستخدم لفصل النظيرين عن بعضهما. وتتعدد طرق الفصل بينهما ولكن طريقة الفصل بالطرد المركزي هي الأكثر انتشارا وذلك لكلفته القليلة مقارنة بغيرها من الطرق، وأساسا ليس هناك سوى ثلاثة طرق لتخصيب اليورانيوم:

الطرد المركزي

تستخدم هذه الطريقة في عدد من المحطات في أوروبا واليابان، وفي هذه الطريقة يأخذ التخصيب بالطرد المركزي عدة خطوات، أولها يحّول خلالها اليورانيوم الطبيعي إلى غاز في شكل "اليورانيوم سداسي الفلور"؛ ولأن فرق الكتلة بين جزيئات غاز النظيرين بسيط، يتم تخصيب اليورانيوم في خطوات متتالية، في كل خطوة يتم زيادة نسبة اليورانيوم235 حتى الوصول للنسبة المطلوبة.
يتكون جهاز الطرد المركزي في هذه الطريقة من أسطوانات عمودية ذات حركة دوامية سريعة. ويضخ غاز سادس فلوريد اليورانيوم في كل أسطوانة عبر أنبوبة عمودية ثابتة داخل كل أسطوانة. وتجبر الحركة الدوّامية للأسطوانة كل الغاز الخارجي تقريبًا في اتجاه الجدران المنحنية. وبالإضافة إلى ذلك، تساعد مغرفة متصلة بقاعدة الأنبوبة الثابتة في انسياب الغاز عموديًا، كما تساهم الفروق في درجات الحرارة داخل الأسطوانة في إحداث هذا الانسياب العمودي.

بسبب هذه التأثيرات ـ الحركة الدوّامية للأسطوانة وحركة المغرفة وفروق درجات الحرارة ـ ينساب الغاز بنمط معقد، ويصبح الغاز القريب من قاعدة الأسطوانة مركزًا باليورانيوم 238 أكثر من الغاز العلوي. وتزيل المغرفة السفلية النفايات الغازية، التي تحتوي على تركيزات أعلى نسبيًا من اليورانيوم 238، بينما تزيل المغرفة العلوية الغاز المخصب الذي يحتوي على اليورانيوم 235 بتركيز أعلى. وتتكرر العملية حتى يتم الحصول على التركيز المطلوب من اليورانيوم 235.

الانتشار الغازي

طريقة الانتشار الغازي. تستخدم هذه الطريقة في الولايات المتحدة. وفي هذه الطريقة تضخ جزيئات سادس فلوريد اليورانيوم خلال حواجز تحتوي على ملايين الثقوب الدقيقة.

تمر جزيئات الغاز الخفيفة عبر ثقوب الحواجز أسرع من الجزيئات الثقيلة. وتحتوي الجزيئات الخفيفة على ذرات اليورانيوم 235، ولذلك يحتوي الغاز الذي يمر عبر الحاجز على نسبة من اليورانيوم 235 أعلى من الغاز الأصلي. ونظرًا لأن هذه الزيادة طفيفة جدًا فإن الغاز يجب أن يمر عبر الحاجز عدة آلاف مرة لإنتاج اليورانيوم المخصب الذي يراد استخدامه في محطات القدرة النووية.

الفصل بالليزر

هذه الطريقة مازلت في الطور التجريب والاختبار، وفيها تُستخدم توليفة من ضوء الليزر وشحنة كهربائية لفصل نظائر اليورانيوم. والليزر نبطية تنتج حزمة رفيعة من الضوء ذات مدى ترددي ضيق جدًا (تردد الضوء هو معدل اهتزاز موجات الضوء).

طريقة فصل النظائر بالليزر تسمى طريقة البخار الذري تسخِّن حزمة من الإلكترونات قطعة من اليورانيوم عند قاعدة حاوية مغلقة، محولة اليورانيوم إلى بخار (غاز)، ثم يُخترق الغاز بنبضات من حزمة ليزرية. ويؤالف تردد الحزمة بحيث تستطيع الإلكترونات في ذرات اليورانيوم 235 امتصاص الضوء، ولا تستطيع إلكترونات ذرات اليورانيوم 238 ذلك.

عندما يمتص إلكترون اليورانيوم 235 هذا الضوء يحصل على طاقة تكفيه لترك الذرة. وتغير هذه العملية التوازن الكهربائي للذرة. فالإلكترون يحمل شحنة كهربائية سالبة، بينما تحمل النواة شحنة كهربائية موجبة واحدة أو أكثر. وفي الذرة العادية يكون عدد الشحنات الموجبة مساويًا لعدد الشحنات السالبة. ولذلك تكتسب الذرة شحنة موجبة عندما يتركها إلكترون. ويقول العلماء عن هذه الحالة إن الذرة تحولت إلى أيون موجب. وهكذا يؤيِّن ضوء الليزر ذرات اليورانيوم 235، ولا يؤيِّن ذرات اليورانيوم 238.

عند صعود البخار الساخن إلى أعلى تجذب ألواح تجميع سالبة الشحنة في قمة الحاوية أيونات اليورانيوم 235 الموجبة. ولأن ألواح التجميع أبرد من الغاز فإن اليورانيوم 235 يتكثف عليه (يتحول من غاز إلى سائل). ويتقطر اليورانيوم 235 من ألواح التجميع إلى حاويات خاصة، مكونًا كتلة صلبة. ثم تجمع الكتل الصلبة وتنقى وتؤكسد لاستخدامها وقودًا نوويًا. وفي نفس الأثناء ينتقل اليورانيوم 238، المتعادل كهربائيًا، عبر الألواح المشحونة، ثم يتكثف فوق لوحة نفايات قرب قمة الحاوية.

في إحدى التقنيات الليزرية تسخن وحدة كهربائية قطعة من اليورانيوم منتجة بخارًا. وتعمل حزمتان ليزريتان معًا لتأيين ذرات اليورانيوم 235 في البخار، ثم تجمع لوحة موجبة الشحنة أيونات اليورانيوم 235، تاركة بخار ذرات اليورانيوم 238 تخرج عبر فتحة في قمة الحاوية.

تستهلك طريقة فصل النظائر بالليزر طاقة كهربائية أقل بكثير من الطاقة التي تستهلكها طريقة الانتشار الغازي، كما أن تكلفة معدات طريقة الفصل بالليزر أقل بكثير من تكلفة معدات طريقة الطرد المركزي. ولذلك تجري الشركات المدعومة حكوميًا في فرنسا واليابان والولايات المتحدة التجارب لاستخدام طريقة فصل النظائر بالليزر.

معلومات إضافية

يستخدم يورانيوم235 المخصب في صناعة وقود المفاعل النووي لإنتاج الطاقة. والمعتمد على مبدأ الانشطار النووي، فبانشطار نواة الذرة تنطلق طاقة حرارية هائلة. وبالنسبة لذرات اليورانيوم فبإطلاق النيوترونات عليها يحدث الانشطار النووي لذراتها، وبانشطار بعض الذرات تطلق بدورها النيوترونات، واصطدام هذه النيوترونات مع ذرات أخرى يسبب انشطارها فيتم تحرير المزيد من النيوترونات، وهكذا يستمر رد الفعل المتسلسل مسببا لتوليد كمية هائلة من الطاقة الحرارية. ويتم التحكم بمعدل الانشطار النووي في المفاعل باستخدام قضبان تحكم من مادة الكادميوم التي تقوم بامتصاص بعض النيوترونات المتحررة؛ فهي تسمح بتنظيم الانشطار النووي والتحكم الآمن به. كما يتم استخدام نظام تبريد مائي للتخلص من الحرارة المفرطة التي تنتج في أثناء العملية، ويستخدم البخار الذي يتم توليده لتدوير المحركات الضخمة التي تولد الطاقة الكهربائية. وبذلك فلإنتاج 133 ميجا وات يحتاج المفاعل إلى 25 طنا من اليورانيوم المخصب تنتج من 210 أطنان يورانيوم طبيعي.

يوجد حاليا 443 مفاعلا نوويا سلميا على مستوى العالم و24 آخرون قيد الإنشاء. حيث تزود الطاقة النووية دول العالم بأكثر من 16% من الطاقة الكهربائية، ملبية على سبيل المثال ما يقرب من 35% من احتياجات دول الاتحاد الأوربي. ففرنسا وحدها تحصل على 77% من طاقتها الكهربائية من المفاعلات النووية.

تم تخصيب اليورانيوم لأول مرة في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية، حيث تم بناء 3 من المفاعلات النووية في ولايات «تينسي» و «أوهايو» و«كنتاكي»، وكانت الطريقة المستعملة عبارة عن ضخ كميات كبيرة من اليورانيوم على شكل غاز يورانيوم هيكسافلوريد uranium hexafluoride إلى حواجز ضخمة تحوي ملايين الثقوب الصغيرة جدا، وبهذه الطريقة يتم انتشار اليورانيوم-235 (وهو الجزء المطلوب) بسرعة أكبر ونسبة إلى اليورانيوم-238 (وهو الجزء غير المرغوب فيه لكونه أثقل)، وتم استغلال الفرق في سرعة الانتشار وجمع كميات هائلة من اليورانيوم-235، وتمتلك الولايات المتحدة يورانيوما مخصبا من النوع العالي الخصوبة بنسبة % 90

يتزود العالم باحتياجه من اليورانيوم الخام من عدد محدود من الدول، وهي كندا والولايات المتحدة الأمريكية وجنوب إفريقيا وأستراليا ونيجيريا؛ فهو عنصر نادر في الطبيعة، حيث يتواجد في القشرة الأرضية بنسبة 3 جرامات فقط في الطن، وفي ماء البحر بنسبة 3 ملليجرامات في الطن.

تاريخ استخدام اليورانيوم

استخدم الناس اليورانيوم ومركباته منذ حوالي ألفي عام تقريبًا. فقد احتوي زجاج ملون أنتج في حوالي عام 79م على أكسيد اليورانيوم، وظل مصنعو الزجاج يستخدمون هذا المركب مادة ملونة حتى القرن التاسع عشر. واستخدم اليورانيوم أيضًا مادة ملونة في طلاء أو تزجيج الخزف الصيني. وبالإضافة إلى ذلك استخدم اليورانيوم في معالجة الصور الفوتوغرافية.

اكتشف الكيميائي الألماني مارتن كلابروث اليورانيوم في عام 1789م، حيث وجده في البتشبلند، وهو معدن داكن، أسود مزرق اللون. وقد سمى كلابروث اليورانيوم على اسم كوكب أورانوس، الذي كان قد اكتشف في عام 1781م. وفي عام 1841م فصل الكيميائي الفرنسي يوجين بليجو اليورانيوم النقي من البتشبلند.

وفي عام 1896م، اكتشف الفيزيائي الفرنسي أنطوان هنري بكويريل أن اليورانيوم مادة مشعة، وكان هذا الاكتشاف أول اكتشاف لعنصر مشع في التاريخ.

وفي عام 1935م، اكتشف الفيزيائي الكندي المولد آرثر دمبستر اليورانيوم 235. واستخدم الكيميائيان الألمانيان أوتو هان وفرتز ستراسمان اليورانيوم لإنتاج أول انشطار نووي اصطناعي في عام 1938م. وفي عام 1942م، أنتج الفيزيائي الإيطالي المولد إنريكو فيرمي ومساعدوه في جامعة شيكاغو أول تفاعل سلسلي اصطناعي، مستخدمين اليورانيوم 235 مادة انشطارية. وقد قاد عمل فيرمي إلى تطوير القنبلة الذرية، كما قادت الأبحاث العلمية إلى الاستخدامات السلمية لليورانيوم.

ومنذ أوائل سبعينيات القرن العشرين أصبحت محطات القدرة النووية التي تستخدم اليورانيوم وقودًا من أهم مصادر الطاقة. وتوجد هذه المحطات في 30 دولة، يواصل عدد منها الآن بناء المزيد من المحطات. أما بقية الدول فقد أوقفت بناء المحطات الجديدة لأسباب عديدة منها القلق من تأثير هذه المحطات الجديدة على السلامة العامة، والنظم الحكومية المرتبطة بالسلامة، وارتفاع تكلفة وتشغيل المحطات الجديدة مقارنة بتكلفة محطات القدرة التي تستخدم الطاقة الناتجة عن حرق الفحم الحجري والغاز الطبيعي.

في ماذا يستخدم اليورانيوم؟

اليورانيوم هو ثاني أثقل عنصر موجود في الطبيعة بعد البلوتونيوم. ويستغل المهندسون ثقل اليورانيوم في عدد من التطبيقات، حيث يستخدمون اليورانيوم في البوصلات الدوارة في الطائرات، لحفظ توازن الجنيحات وغيرها من سطوح التحكم في الطائرات والمركبات الفضائية، وللوقاية من الإشعاع باستخدام اليورانيوم غطاء. واليورانيوم المستخدم في هذه التطبيقات ذو خاصية إشعاعية ضعيفة جدًا. ويستخدم العلماء اليورانيوم أيضًا لتحديد أعمار الصخور والمياه الجوفية وترسبات الترافرتين (أحد أشكال الحجر الجيري) في المواقع الأثرية، وهذا طبعا بالإضافة لاستخدامه في توليد الحرارة لإنتاج الطاقة وكذلك صناعة الأسلحة النووية.

الثـــقــــوب الســـوداء

قال تعالى: {فلا أقسم بمواقع النجوم وإنه لقسم لو تعلمون عظيم}، صدق الله العظيم،
75-76 سورة الواقعة

الثقوب السوداء، جسم فضائي صغير الكتلة نسبياً، بالغ الكثافة، افترض وجوده في الفضاء نظرياً، جاذبيته قوية جداً حتى أن لا شيء بما في ذلك الضوء يستطيع الإفلات منه وبذلك هو غير مرئي، ويحيط بالثقب الأسود حقل دائري يسمى الأفق ما إن يدخل أي كان داخل الأفق فإنه من المستحيل أن يفلت منه.
وهي تسمى بالثقوب السوداء ولكنها ليست سوداء وإنما غير مرئية، كما أنها ليست ثقوباً فعلية وإنما تدل على منطقة مستحيل الرجوع منها.

وفكرة الثقوب السوداء تطورت على يد عالم الفضاء الألماني "كارل شوارتزلد" في عام 1916م على أسس النظرية النسبية العامة للعالم "ألبرت أينشتاين".

تتكون النجوم بداية من تجمع سحب غازية وغبار ومواد مختلفة، حيث تتماسك كل هذه المواد مع بعضها البعض مكونة ما يعرف بالسديم ، ومع مرور مئات إلى ملايين السنين تصبح هذه المواد كتلة واحدة نتيجة للضغط والحرارة، ومع ازدياد حجم هذه السحب يزداد الضغط في وسط الكتلة مما يزيد من درجة حرارتها حتى تصل إلى درجة حرارة عالية وكافية للبدء بالاندماج النووي في وسط هذه الكتلة، والتي يتحول فيها الهيدروجين في مركز النجوم إلى هيليوم، إذ تندمج أربع نوى هيدروجين متحولة إلى نواة هليوم واحدة أخف وزناً، وتتحول الكتلة المفقودة إلى طاقة تتحرر هذه العملية نفسها هي التي تحرر الطاقة في القنابل الهيدروجينية، وتصل الطاقة الناجمة عن تفاعلات الاندماج النووي في نهاية الأمر إلى سطح النجم، فيضيء طاقة في الفضاء.

كيف تولد الثقوب السوداء؟

هناك عمليتان تحدثان في النجوم باستمرار، انفجارات نووية تطلق فيها النجوم الهيدروجين من وسطها إلى الخارج، والجاذبية حيث تقوم بسحب هذا الهيدروجين إلى الداخل مرة أخرى، وتقوم هاتان العمليتان بعمل توازن بينهما إلى أن ينتهي الهيدروجين والهيليوم وكل المواد المنتجة للطاقة الموجود داخل النجم، فتتوقف الانفجارات النووية مما يؤدي إلى طغيان قوة الجاذبية على النجم، وعند هذه الحالة يصبح النجم غير مستقر ويبدأ بالانكماش إلى الداخل، ويعتمد ما يحدث بعد ذلك على كتلة النجم، فليس جميع النجوم التي تنكمش بسبب جاذبيتها تتحول إلى ثقوب سوداء، فنجم كثافته أصغر من كثافة الشمس بـ 1,4 مرة سيتحول إلى ما يسمى الأقزام البيض ومن ثم إلى الأقزام السوداء حيث تتوقف عن النمو، أما النجم الذي كثافته أكبر من كثافة الشمس بما بين 1,4 - 3 مرات فسيتحول إلى نجم نيتروني، والنجوم التي تكون أكبر من 3 قد يحدث أن تنفجر وتسمى بالسوبرنوفا تنكمش بدون توقف مما يجعلها أصغر حجماً وأكثر كثافة إلى أن تتحول إلى ثقب أسود.

وهناك طريقة أخرى لتكون الثقوب السوداء من دون أن تمر بالمراحل السابقة وإن كانت كثافتها أقل من كثافة الشمس لأنها لن تتكون من جراء انكماش النجم وتسمى بالثقوب السوداء البدائية، وهناك احتمال واحد فقط لوجود مثل هذه الثقوب السوداء وهي أن تكون قد تكونت في الأيام المبكرة للفضاء حيث كان الضغط والحرارة مرتفعين جداً، حيث يفترض العلماء أن المواد المبعثرة الموجودة في الفضاء تتجمع وتضغط بفعل قوة خارجية شديدة مكونة ثقباً أسود.

وتقترح النظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين أن أكبر الأجسام كتلة وكثافة من الممكن تصورها كثقوب سوداء لديها جاذبية قوية جداً لدرجة أن لا شيء حتى أن الضوء الذي يعتبره العلماء أسرع ما في الكون لا يمكنه أن يهرب منها، وبما أن كل الضوء الذي يدخل الأفق في الثقوب السوداء يسحب إلى الداخل، ومن المعروف أن عملية النظر لدى الإنسان تعتمد على انعكاس الضوء من الأجسام إلى أعيننا، فإذا كانت الثقوب السوداء تمتص كل الضوء من حولها فكيف يكمن أن نراها؟ وكما قال أينشتاين: "إن محاولة البحث عن ثقب أسود يشبه تقريباً البحث عن قطة سوداء في قبو فحم".

ويمكن للعلماء معرفة مكان الثقوب السوداء من خلال أربع طرق فقط، الطريقة الأولى عندما ينكمش نجم ويتحول إلى ثقب أسود فإن حقل جاذبيته يستمر موجوداً كما كان قبل التحول ولكن بشكل أقوى، فإذا كانت الكواكب المحيطة بالثقب الأسود بعيدة بعداً كافياً بحيث أن هذه الزيادة في القوة لن تؤثر عليها بحيث تسحبها، فإن الكواكب أو النجوم تستمر بالسباحة في نفس المدار الذي كانت عليه سابقاً، فيظهر للعلماء أن هذه الكواكب والنجوم تدور حول لا شيء، فإما أن يكون هناك نجم صغير لا يرى، وإما أن يكون هناك ثقب أسود.

بالإضافة إلى أن الجاذبية القوية تقوم بسحب الغبار والسحب الغبارية إلى داخلها، ومع اقتراب هذه السحب من الثقب الأسود تزداد سرعة الانجذاب وبالتالي تزداد حرارتها مما يؤدي إلى انبعاث موجات اكس X-Rays منها، والأجسام التي تبعث هذه الموجات تلتقط من خلال تلسكوبات X-Rays الموجودة خارج الكرة الأرضية.

أما الطريقة الثالثة فتسمى عدسة الجاذبية، وتحدث هذه العملية عند مرور ثقب أسود مثلاً بين الأرض والنجم، فلنفرض أن هذا النجم يطلق ضوءاً بعشوائية إلى الفضاء، فيصلنا بعضه ويكون ضعيفاً نوعاً ما، ولكن في حالة وجود ثقب أسود في الوسط يعمل هذا الثقب الأسود كعدسة، فيعمل على تغيير مسار الضوء إلى اتجاهه، فإذا كان الضوء يبعد بعداً كافياً عن حقل الجاذبية فلن يقوم بسحبه وإنما ينحني فقط، وبالتالي يتركز باتجاه الأرض، فيظهر النجم لدينا ساطعاً جداً.

والطريقة الرابعة لمعرفة أماكن وجود الثقوب السوداء هي في قياس كتلة المواد في منطقة معينة من الفضاء، فالثقوب السوداء لديها كتلة كبيرة جداً في منطقة صغيرة جداً، فإذا تواجدت كتلة كبيرة غير مرئية في منطقة ما فهناك احتمال أن تكون هذه كتلة ثقب أسود، ولتقريب معنى كتلة كبيرة جداً في منطقة صغيرة جداً، عليك أن تتخيل أن كل الكرة الأرضية انضغطت وانكمشت إلى أن أصبحت بحجم كرة قدم، فإذا حاولت رفع هذه الكرة لوجدت أن وزنها يساوي وزن الكرة الأرضية.

ويعتقد العلماء أن الثقوب السوداء تؤثر بشكل أساسي في بناء الكون، فثقب أسود ذو كتلة صغيرة نسبياً يستطيع امتصاص كواكب ونجوم بسهولة ما أن تدخل في الأفق، أو يدمرها بمجرد المرور بالقرب منها، وبالتالي يتسبب ذلك في توالد جيل جديد من النجوم من بقايا غيرها.

وهناك الثقوب السوداء العملاقة هائلة الكتلة، حيث أن كتلتها تساوي كتلة ملايين الشموس، ويعتقد أن أغلب المجرات تحتوي في مركزها على ثقب أسود عملاق، كما أن الثقوب السوداء تلتهم النجوم والكواكب، فإنها أيضا تلتهم بعضها البعض إذا حدث وأن اقتربت من بعضها، وفي حالات أخرى عند التقاء ثقبين أسودين فإنهما يتحدان ليشكلا ثقباً أسود أكبر وأقوى.

وأشهر العلماء حاليا في هذا المجال هو العالم الانجليزي "ستيفن هوكين"، الذي شارك بشكل كبير جداً عن طريق كتبه ومحاضراته ودراساته عن الثقوب السوداء، حيث جعل القواعد الفيزيائية المعقدة أسهل للفهم من قبل عامة الناس، واكتشافاته عن الجاذبية وعن الثقوب السوداء تعتبر من أهم المشاركات في علم الفيزياء منذ عهد أينشتاين.

حجم الثقوب السوداء و أدلة وجودها
على ماذا يعتمد حجم الثقب الأسود؟

في عام 1970 بين "براندون كارتر " أن حجم وشكل أي ثقب أسود ثابت الدوران يتوقف فقط على كتلة ومعدل دورانه بشرط يكون له محور تناظر ، وبعد فترة أثبت "ستيفن هوكنغ "أن أي ثقب أسود ذي دوران ثابت سوف يكون له محور تناظر . واستخدم "روبنسون " هذه النتائج ليثبت أنه بعد انسحاق الجاذبية بان الثقب الأسود من الاستقرار على وضع يكون دوارا ولكن ليس نابضا،وأيضا حجمه وشكله يتوقفان على كتلته ومعدل دورانه دون الجسم الذي انسحق ليكونه .

ما هي الأدلة على وجود هذه الثقوب؟

الثقوب السوداء لا دليل عليها سوى حسابات مبنية على النسبية لذلك كان هناك من لم يصدق بها. وفي عام 1963 رصد "مارتن سميدت " وهو عالم فلكي أمريكي الانزياح نحو الأحمر في طيف جسم باهت يشبه النجم في اتجاه مصدر موجات الراديو فوجد أنة أكبر من كونه ناتج عن حقل جاذبية فلو كان انزياح بالجاذبية نحو الأحمر لكان الجسم كبير الكتلة وقريبا منا بحيث تنزاح مدرات الكواكب في نظام شمسي . وهذا الانزياح نحو الأحمر ناتج توسع الكون وهذا يعني بدوره أن الجسم بعيدا جدا عنا و لكي يرى على هذه المسافة الكبيرة لابد وانه يبث مقدار هائلاً من الطاقة والتفسير الوحيد لهذا ناتج انسحاق بالجاذبية ليس لنجم واحد بل لمنطقة مركزية من إحدى المجرات بكاملها وتسمى الكوازر وتعني شبيه النجوم .

كويزارز Quasars

هي عبارة عن أجرام سماوية بعيدة جداً تشبه النجوم ولكنها تطلق ضوءاً وطاقة أكثر، وتعتبر أسطع أجرام سماوية عرفت لدى الإنسان، فالكويزارز الواحد يبلغ حجمه حجم مجموعتنا الشمسية كلها، ويطلق ضوءاً وطاقة أكبر بكثير مما يطلقه عدد من المجرات مجتمعة، بالإضافة إلى الطاقة والضوء والموجات اللاسلكية التي يطلقها الكويزارز، فإنه يرسل أيضاً أشعة فوق بنفسجية، وأشعة تحت الحمراء، وأشعة اكس وأشعة جاما.

والسؤال المهم هو من أين لهذه الأجرام هذه القوة والضوء؟

يعتقد العلماء أنها ثقوب سوداء عملاقة تكونت من زمن بعيد جداً تقع في وسط أغلب المجرات، فتلتهم نجوماً وكواكب بأكملها، وبذلك هي تضيء أثناء انصباب كل تلك النجوم المضيئة بداخلها.

وحتى الآن لا يملك العلماء صورة واضحة عن أي كويزارز لأنه بعيد جداً، حتى أن أكبر تلسكوب بالكاد يلتقطه، ولذلك يستعمل العلماء التلسكوبات التي تلتقط موجات أكس وجاما، وعندما ينظر علماء الفضاء إلى هذه الكويزارزات التي تبعد عنا ما بين 10 - 15 بليون سنة ضوئية وهذا أقربهم فإنهم ينظرون إلى 10 - 15 بليون سنة في الماضي، ولذلك فإن دراستها تعطي هؤلاء العلماء معلومات عن المراحل الأولية لتكوين الكون وفرصة لدراسة الماضي، وطبقا للدراسات فإن الكويزارز يعيش بلايين السنين يتغذى في قلب المجرات ويمتص كل ما يقترب منه حتى يستنفد كل مواده، ومن ثم يقوم بالانتقال إلى مجرة أخرى، وحتى الآن أيضاً لم يتأكد العلماء كيف تتكون هذه الأجرام، ولكن غالب الظن أنها ثقوب سوداء عملاقة.

أســــماء الشهـــور و معـــانـــيها

الشهور العربية

يقال : إن أسماء الشهور العربية وضعت في مطلع القرن الخامس الميلادي. أما معانيها فهي كما يلي :

محرم : هو أول الشهور العربية. وسمي بهذا الاسم لأنه أحد الإشارة الحرم التي حرم القتال فيها.

صفر : قبل : أن ديار العرب كانت تصفر أي تخلو من أهلها للحرب. وقيل لأن العرب كانت تغير فيه على بلاد يقال لها الصفرية. وقيل : لترك العرب أعداءهم صفرا من الأمتعة وقبل : لاصفرار مكة من اهلها.

ربيع الأول وربيع الآخر : سميا بهذا الاسم في فصل الربيع وظهور العشب.

جمادى الأولى : جميع الأشهر العربية مذكرة إلا جمادى الأولى والأخرى. وكان جمادى الأولى يسمى قبل الاستلام باسم جمادى خمسة، وسمي جمادى لوقوعه في الشتاء وقت التسمية حيث جمد الماء.

جمادى الآخرة : كان يسمى قبل الإسلام باسم جمادى ستة أما اسمه الحالي فكما ورد سابقا.

رجب : كان العرب في الجاهلية يعظمون هذا الشهر بترك القتال، ولا يستحلونه فيه. واسمه من رجب الشئ أي هابه وعظمه وقيل : رجب أي توقف عن القتال.

شعبان : تشعبت القبائل في هذا الشهر ـ وقت التسمية ـ للإغارة بعد قعودها عنها في رجب. وقيل:
يتفرق الناس فيه ويتشعبون طلبا للماء.

رمضان : كان يسمى قديما ناتق ولما غير الاسم وَافق زمن الحر والرمض، والرمضاء هي شدة الحر. ويقال : رمضت الحجارة إذا سخنت بتأثير أشعة الشمس.

شوال : قيل : أن الإبل كانت تشول بأذنابها أي ترفعها وقت التسمية طلبا للإخصاب وقيل : لتشو يل ألبان الإبل، أي نقصانها وجفافها. وقيل : شوال الارتفاع درجة الحرارة وأدباره.

ذو القعدة : قيل : أن العرب كانوا يقعدون فيه عن الأسفار. وقيل : قعودهم عن القتال لأنه من الأشهر الحرم.

ذو الحجة : هو شهر الحج. وكان العرب قديما يقيمون فيه حجهم إلى الكعبة.

خـــصـــائص الطــبيـــعــيــــة

الكرة الأرضية

نصف قطر خط الاستواء 6,378.135 كيلو متر
نصف القطر القطبي 6,356.750 كيلو متر
متوسط نصف القطر 6,372.795 كيلو متر
استوائي المحيط 40,075.004 كيلو متر
الحجم 1.0832×1012 كيلو متر³
الكتلة الحجمية 5.515 جرام/سم³
مساحة السطح 510,065,284.702 كيلو متر²
فترة الدورانِ الفلكيةِ 23.934 ساعة
الميل الاستوائي للاستدارة 23.45°

خصائص المدار

المسافة المتوسطة مِنْ الشمس 149,597,890 كيلو متر
فرليون (الأقرب) 147,100,000 كيلو متر
افليون (الأبعد) 152,100,000 كيلو متر
فترة المدارِ الفلكيةِ 365.25636 يوماً
سرعة المدارِ المتوسطةِ 29,785.9
اللامركزية المدارية 0.01671022
الميل المداري إلى مسار الشمس 0.00005
مداري المحيط 924,375,700 كيلو متر

عناصر الغلاف الجوي

نتروجين 77%
أوكسجين 21%
الارجون 1%
ثاني أكسيد الكربون
بخار الماء

كوكب الأرض و تعرف أيضا باسم الكرة الأرضية ، هي كوكب يعيش فيه البشر , و الكوكب الثالث بعدا عن الشمس في أكبرُ نظام شمسي , والجسم الكوكبي الوحيد في النظام الشمسي الذي يوجد به حياة، على الأقل المعروف إلى يومنا هذا , كوكب الأرض لَهُ قمر واحد ، تشكّلَ قبل حوالي 4.5 بليون سنة مضت.

وتعتبر الأرض أكبر الكواكب الأرضية الأربعة في المجموعة الشمسية الداخلية . وهي الكوكب الوحيد الذي يظهر به كسوف الشمس.ولها قمر واحد وفوقها حياة وماء .وتعتبر أرضنا واحة الحياة حتى الآن حيث تعيش وحيدة في الكون المهجور . وحرارة الأرض ومناخها وجوها المحيط وغيرهم قد جعلتنا نعيش فوقها. وللأرض قمر واحد يطلق عليه لونا. متوسط درجة حرارتها 15 درجة مئوية , أما جوها به أكسجين و نيتروجين و أرجون .

أسماء المطر ودرجاته عند العرب

الرَّذاذ : السَّاكن الصَّغير القطر كالغبار

والطلُّ :أخفُّ المطر وأضعفه

الرَّشّ والطَّشّ : أول المطر

الدِّيمة : المطر الذي يدوم أياماً في سكون بلا رعد وبرق

المُزْنَة : المطْرة

النَّضْح والبَغْش والدَّثُ والرَّكّ والهِّمْة : أقوى من الرذاذ

الهَطْل والتَّهْتَان : المطر الغزير السُّقوط

الغَيْث : الذي يأتي عند الحاجة إليه

الحَيا : الذي يُحيي الأرض بعد موتها

العُباب : المطر الكثير

والوابِل والصَّنْدِيْد والجَوْد : المطر الضَّخم القطر الشَّديد الوقع

والوَدْق :المطر المستمر

وحَبُّ المُزن وحبُّ الغَمَام : البَرَد

الحميم : المطر الصيفي العظيم القطر والشديد الوقع

أعمــــاق الـــــمحيـــــــطـــــــــات

في أعماق المحيطات يخيم جو من الظلام الدامس والحرارة المنخفضة التي لا تتجاوز الدرجتين فوق الصفر، ويبلغ الضغط حداً يشعر المرء انه يحمل 600 كيلوجرام فوق كل سنتيمتر مربع من جسمه! ومن هنا يعتقد المرء للوهلة الأولى أن الحياة في هذا العالم تبدو مستحيلة
ولابد لنا قبل الغوص في أعماق ذلك العالم، أن نعرج على الطبيعة الجيولوجية التي تتوارى عن أعيننا، فعلى عمق أكثر من 4000 متر تحت سطح البحر يقابلنا قاع المحيط المليء بالصدوع التي يصل طول بعضها إلى أكثر من 550 كيلومتراً وبالتلال والمسطحات وبعدد لا حصر له من البراكين إلى درجة أن بعض هذه البراكين خرق سطح البحر ونافس في ارتفاعه البراكين القارية، كبركان مونا لويا في هاواي الذي يزيد ارتفاعه على 9100 متر.
والشيء المثير للدهشة والعجب أن ثمة سلاسل جبلية يصل ارتفاعها تحت قاع المحيط إلى 2500 متر في حين يصل عرضها إلى مئات الكيلومترات أما طولها فيبلغ 60 ألف كيلومتر.
وفيما يتعلق بالحفر التي يصفها بعض العلماء بأبواب جهنم، فتمتد في الأعماق إلى مستوى يصل إلى 11 ألف متر تحت قاع المحيط كحفرة ماريان الواقعة في المحيط الهادي.

وحوش الأعماق: في هذا العالم متعدد التضاريس، تعيش طائفة من الكائنات البحرية التي يصفها البعض بالوحوش نظرا لأشكالها الغريبة والمخيفة في بعض الأحيان، وأول هذه الكائنات نوع من الأسماك يسمى بالخرافة وهو اسم يتناسب بلا شك مع المكان الخرافي الذي تعيش فيه، والخرافة جنس من الأسماك تتميز بلونها الفضي وذنبها المستطيل وعيونها الواسعة وتكثر الخرافة بين أعماق تتراوح بين 200 و1000 متر أي في أعماق يقل فيها ضوء الشمس ويشير العلماء إلى أن عيون الخرافة مكونة بطريقة تجعلها تلتقط أقل شعاع ممكن من الضوء، وهي بفضل عيونها تستطيع التقاط الأسماك الصغيرة والديدان علاوة على أنها لا تتحرك في المياه بل تثبت في مكانها وتحرك زعانفها فقط كأجنحة الطيور

أما الكائن البحري التالي فليس اسمه اقل غرابة من الأول، إذ يسمى عفريت البحر، وهذا النوع معروف بكبر حجم الرأس والجسم معا، ولو تعرض العفريت لنقص في الغذاء، فيلجأ بسرعة للحيلة، فهو يملك عصا (صنارة صيد) طبيعية في مقدمة أنفه ويوجد في قمة هذه الصنارة الطبيعية زائدة لحمية محشوة بنوع من البكتيريا المضيئة التي تستخدم في العادة كطعم للإيقاع بالفريسة إذ يكفي أن تقترب هذه حتى تنتهي في فم السمكة العفريت المليء بأسنان مسننة حادة جدا، المدهش في الأمر أن طول هذه السمكة لا يتعدى العشرين سنتيمتراً.

وحش آخر متخصص في فن التخفي يسمى بالسمك اللامع، ويتميز هذا النوع، بامتلاكه القدرة على ضبط شدة الإضاءة الصادرة عن جسمه وذلك بسبب امتلاكه أعضاء تنتج الضوء، ويعيش السمك اللامع في أعماق تتراوح بين 300 و1000 متر تحت سطح البحر أي في المنطقة التي تبدأ فيها أشعة الشمس بالتلاشي. ومن هنا نجد هذا السمك يستطيع ضبط الضوء الصادر من جسمه بطريقة تجعل الأسماك الأخرى المفترسة غير قادرة على التعرف عليه باعتباره مجرد نور عادي منعكس من السطح!.

طعام الأعماق: وربما نتساءل عن الطريقة التي تتغذى بها الكائنات البحرية التي تعيش في الأعماق، وفي هذا الصدد نجد أن النباتات البحرية تأتي في قاعدة الهرم الغذائي وذلك بفضل عملية التمثيل الضوئي التي تساهم بشكل أساسي في تكوين ما يسمى بالعوالق النباتية (الفيتوبلانكتون) ونظرا لاحتواء هذه العوالق الميكروسكوبية على مادة الكلوروفيل بنسبة كبيرة، فإن التقاطها للضوء يساعدها على تحويل الماء والأملاح المعدنية وثاني أكسيد الكربون إلى جزيئين ضروريين للحياة هما الأكسجين والجزئيات العضوية (السكر والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية) وتستخدم النباتات هذه الجزيئات لتكوين غذائها الخاص الذي سيتم استخدامه فيما بعد من قبل الحيوانات، أما الأكسجين المحرر في الماء فإنه يسمح لمجموعة الكائنات البحرية بالتنفس.

واحات: والواحات البحرية تشبه إلى حد بعيد الواحات الصحراوية، لكنها هنا عبارة عن مصادر مائية حرارية تنبثق عند عمق يبلغ 2500 متر ويقول العلماء طبقا لدراساتهم أن المادة الحية عند هذه الأعماق تزيد على 10 إلى 100 ألف مرة عما هو موجود في مكان آخر في أعماق المحيطات، وفي بعض الأحيان نجد بعضا من هذه المصادر المائية الحرارية ينبثق بقوة حتى يصل إلى ارتفاعات تصل إلى 20 مترا وفي هذه الحالة يطلق العلماء تعبير المأرضة أو (وكر الأرض الأسود) ويصف العلماء هذا الوكر بالأسود، لأن السائل المنبثق منه يكون ممزوجا بمركبات معدنية داكنة تصل إلى حد السواد، وفي العادة يظهر عند حواف هذا الوكر الأرضي المحيطي نوع من الحياة يضم أنواعا من المحار المعروف “بالقفالة” نظرا لأنه دائم الإقفال،
وبلح البحر والديدان الطويلة والسلطعون والقشريات وعدد كبير من الأسماك.

والجدير بالذكر آن المياه المنبعثة من هذه المصادر تكون في العادة حمضية ومليئة بمواد سامة كالهيدروجين المكبرت الذي تصل حرارته إلى 350 درجة مئوية، ما يعني انه لا يوجد حيوان قادر على مقاومة هذه الحرارة، ولذا فإن الماء الخارج يذوب بسرعة من مياه البحر الجليدية عند تلك الأعماق وتهبط درجة حرارته إلى 10 درجات مئوية فقط، وكلما ابتعدنا عن المصدر قلت نسبة السمية في الماء، الأمر الذي يجعل العديد من الحيوانات البحرية القادرة على تحمل الحرارة والسمية القليلة، أن تتخذ لنفسها وكرا للبحث عن الغذاء.

وهناك نوع من الديدان المعروفة علميا باسم “الفينيلا”، تفضل البقاء عند خاصرة المصدر المائي الساخن وذلك في المكان الذي يلتقي فيه مع المياه الباردة في المحيط حيث تكون نسبة الأكسجين والمواد السامة متغيرة باستمرار، وحتى الآن لا يعرف العلماء كائنا بحريا يستطيع تحمل الصدمة الحرارية في هذه المنطقة سوى هذا النوع من الديدان، فهبوط حرارة المياه من 80 درجة مئوية إلى درجتين مئويتين ليس بالأمر السهل خاصة إذا حدث بشكل مفاجئ!
وإذا كانت الكائنات البحرية بكافة أنواعها تعتمد في جزء كبير من غذائها على العوالق الغذائية نظرا لاحتوائها على كمية مهمة من الأكسجين اللازم للتنفس، إلا أننا نجد عددا كبيرا من هذه الكائنات قد تحرر من الاعتماد الكلي على البلانكتونات أو النباتات البحرية، وشغل نفسه بأنواع معينة من البكتيريا التي خلقت كي تعيش في ظروف صعبة كالتي تشهدها الأعماق السحيقة في المحيطات. والغريب في الأمر أن هذه البكتيريا تكون غذاءها من الهيدروجين المكبرت السام الممزوج بالأملاح المعدنية وثاني أكسيد الكربون ثم تحوله إلى غذاء نافع لكافة الكائنات البحرية.
فعلى سبيل المثال نلاحظ أن دودة الافينيلا تلتهم هذه البكتيريا عند المصادر المائية الحرارية، أما القشريات “الربيان” فتربيها فوق فوهاتها الفموية الكبيرة. وفيما يتعلق بدودة الريفثيا التي تعيش في قنوات يصل طولها إلى المترين، فتقوم بإسكان البكتيريا داخل القنوات نظرا لعدم امتلاكها لفتحتي الفم والشرج. وتسهم الدودة في إنماء البكتيريا بمدها بغازي ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، وعندها تقوم البكتيريا بدورها بتحرير موادها العضوية في دم الدودة مباشرة، ونظرا لأن غاز كبريتيد الهيدروجين معروف بتسميته، فإنه يلتصق فوق الهيموجلوبين ويمنع الأكسجين من العمل الأمر الذي يمكن أن يعرض الدودة للاختناق. وهنا تأتي عظمة الخالق الذي جعل هيموجلوبين الدودة قابلا للتغير، بمعنى انه يمتلك طريقتين مختلفتين للتثبيت إحداهما للأكسجين وأخرى لغاز كبريتيد الهيدروجين.

مصادر آيلة للنضوب: وإذا كانت المصادر المائية الحرارية تعتبر بمثابة الجنة لعدد كبير من الكائنات البحرية، إلا أنها جنة مؤقتة، إذ يكفي أن يقع زلزال خفيف حتى يؤدي بالمصدر إلى الانقلاب أو الاختفاء كليا تحت الركام، ولذا فإن هذه المصادر لا تبقى لأكثر من 10 سنوات الأمر الذي يدفع الكائنات البحرية كي تهاجر إلى أماكن أخرى بعيدة بحثا عن مصدر جديد بغية تأمين ما تحتاج من غذاء والسؤال الذي يمكن أن يطرحه البعض، يتمثل بمدى قدرة بعض الكائنات الصغيرة كالمحار والأصداف على التنقل لمئات الكيلومترات في بعض الأحيان كي تصل إلى مصدر مائي حار، وهو ما يعتبر أمرا صعبا نظرا لعدم توفر الكمية اللازمة من الغذاء أثناء رحلتها، وفي هذا الصدد عكف خبير المحيطات البروفسور كريج سميث في جامعة هاواي على الموضوع وأتى بفكرة جديدة ربما تفسر لنا التساؤل السابق.
يقول سميث: “لاحظت انه بعد مرور سنوات عدة على نفوق احد الحيتان الكبرى وهبوطه بالكامل إلى أعماق المحيطات، نجد أن ما تبقى من عظام مغمورة تحت الرواسب يؤدي إلى ظهور جيل جديد من الحيوانات البحرية القريبة من تلك التي تظهر عند مصادر المياه الحارة، واستنتج سميث أن تفتت عظام الحيتان في غياب الأكسجين “خاصة عندما تكون مطمورة”، تنتج بدورها غاز الأكسجين الضروري للحياة في تلك الأعماق البعيدة

الــــــــــــــــزلازل

تتعرض الأرض سنويا لنحو مليون زلزال، لا يشعر الناس بمعظمها إما لضعفها أو لحدوثها في مناطق غير مأهولة.. فالإنسان لا يحس بالزلزال عادة إلا حين تصل شدته إلى 4 درجات بمقياس ريختر. ويعتبر الزلزال كبيرا حين تزيد قوته على 7 درجات في هذا المقياس.
بالتأكيد على المدى الطويل قد تتسبب الأنشطة البشرية في حدوث الزلازل، ومن هذه النشاطات: التفجيرات النووية، وشفط النفط من آباره بباطن الأرض، وكذلك بناء سدود المياه فوق مناطق زلزالية.. لكن أقدم تلك الأنشطة البشرية لا تتجاوز بداياتها قرنا من الزمان، أي إن تلك الأنشطة لا تفسر سبب وقوع الزلازل القديمة الموغلة في عمق تاريخ الأرض والإنسانية، ولا بد من تفسير آخر لها ينظم أسباب وقوعها ويحدد ماهيتها في آن واحد.
علماء الجيولوجيا لديهم هذا التفسير. ففي الفترة بين 1912 و1915 كان العالم الألماني فيجنر قد قدم نظرية تحكي تاريخ قارات البسيطة وحركتها، وأطلق عليها اسم الانجراف القاري "Continental Drift" وأعاد فيها ترتيب القارات ومواقعها منذ 200 مليون سنة وحتى عصرنا هذا.
وحسب تلك النظرية كانت القارات الخمس تشكل مجموعة واحدة متكاملة تعرف باسم اليابسة الجامعة أو "Pangea"، وبسبب عدة عوامل -نعرض لها- بدأت القارات بالانفصال في شكل كتل من القشرة الأرضية.
ولما جاء عام 1968 تبلورت نظرية جامعة لكل الجهود العلمية في هذا المجال، امتدت قرابة نصف القرن من الزمان، وانتظمت معظم النظريات السابقة لها وخاصة نظرية الانجراف القاري وقدمت تفسيرا لها، وأقامت الدليل على صحتها، وقدمت تفسيرا رائعا لكثير من الأنشطة الأرضية ومنها الزلازل، وشبه مقبول بالإجماع من معظم علماء الجيولوجيا، وأطلق على تلك النظرية: الصفائح أو الألواح التكتونية "Plate Tectonics".
ملخص تلك النظرية أن القشرة الأرضية ليست متصلة، بل مقسمة بشبكة من الصدوع إلى عدد من الألواح أو الصفائح التي تتحرك بصورة دائمة، كل صفيحة على حدة كوحدة مستقلة متماسكة تسبح فوق غلالة من الصخور شبه المنصهرة من الوشاح أو الطبقة الثانية بعد القشرة الأرضية من الطبقات العظمى المكونة لكوكبنا الأرضي.
أما حدود تلك الألواح، حيث تحدث الحركة، فهي معرضة دوما للإجهاد والشد، مما ينتج طيات وتصدعات؛ إذ تنشأ الطيات عادة من الإجهاد المستمر، فيما يحدث التصدع بفعل الإجهاد العنيف المفاجئ، وهذا الذي يعنينا ما دمنا بصدد الحديث عن الزلازل، ولا يهمنا الكثير من تفاصيل تلك النظرية الرائعة التي باتت أقرب للحقيقة منها للنظرية.التركيب الداخلي للكرة الأرضية
الدراسة المتأنية للزلازل، والمشاهدة الدقيقة لها أثبتت الارتباط بين الزلازل وانطلاق الطاقة الناتجة من احتكاك الصخور وتحرك طبقات الأرض حول الصدوع التي تشكل حواف تلك الصفائح، وهذا يجرنا للتطرق لتركيب الأرض؛ إذ إن فهم موضوع الزلازل والأسباب التي تؤدي إلى هذا النوع من الكوارث الطبيعية يعيِّن علينا أولا التعرف على التركيب الداخلي للكرة الأرضية بما يفي بحاجة الموضوع دون توسع.اللب core: يقع على عمق 2900 كيلومتر من سطح الأرض. الجزء الداخلي منه صلب والجزء الخارجي منه منصهر إلى حد السيولة، ويتكون هذان الجزآن من عنصر الحديد وبعض العناصر الأخرى.الوشاح mantle: يحيط باللب ويصل سمكه إلى 2880 كيلومترا، ويتكون من صخور صلبة عالية الكثافة يدخل في تركيبها عنصرا الحديد والمغنيسيوم، داخله صلب وخارجه منصهر، والطبقة العليا للوشاح شبه منصهرة وهي تلعب دورا مهما في أصل نشوء الزلازل.القشرة الأرضية crust: وهي الغطاء الخارجي للوشاح ومكونة من صخور أقل كثافة يتراوح سمكها بين بضعة كيلومترات تحت المحيطات و70 كيلومترا تحت الجبال العالية، وهي نوعان: القشرة القارية والقشرة المحيطية.
المهم أن عوامل عدة منها فروق الكثافات النوعية للصخور المكونة للقشرة الأرضية، واختلاف مجموع أوزان الأعمدة الصخرية للقارات والمحيطات والجبال، فوق الطبقة العليا من الوشاح والتي سبق وصفها بشبه منصهرة، أو سائلة سيولة شديدة اللزوجة، مع ارتفاع درجة حرارة الأرض كلما ابتعدنا عن سطحها، وفوران الصهير "Magma" المكون للوشاح.. تجعل القشرة الأرضية غير ثابتة وفي حالة حركة دائمة، ويمكن تقسيم تلك الحركة إلى:
حركة تباعديه divergent movement: مثال على ذلك تباعد قارتي إفريقيا وأمريكا وتشكل المحيط الأطلسي بينهما، والتباعد بين الصفيحة العربية والصفيحة الإفريقية، مما ولد البحر الأحمر الذي يمكن أن يصبح محيطا بعد ملايين السنين.
حركة تقاربيه بين الصفائح في مناطق التصادم convergent movement: وهي مناطق التحام الصفائح بعضها ببعض، فينتج عن ذلك تكوين الجبال الشاهقة مثل جبال هملايا، حيث التحم شبه القارة الهندية بقارة آسيا، وكذلك جبال الأنديز في الطرف الغربي من أمريكا الجنوبية.
حركة انزلاقية على حدود الصفائح: وتتم من خلال صدوع انزلاقية ناقلة للحركة. ومثال ذلك ما يحدث في فالق سان أندرياس الشهير في ولاية كاليفورنيا الأمريكية، وفالق البحر الميت الذي يبدأ في البحر الأحمر ويعبر البحر الميت ولبنان وسوريا وصولا إلى تركيا.الزلازل على خريطة الأرض
الحقيقة أنه أيا كانت الأسباب التي تنشأ عنها الزلازل فهي في النهاية عبارة عن موجات زلزالية، تنتشر في الأرض عندما ينزلق جزء من القشرة الأرضية عن الأجزاء المجاورة، ولا تكون هذه الحركة الانزلاقية سلسة وناعمة غالبا، بل عنيفة ومتقطعة بسبب الاحتكاك بين الجزء المتحرك والأجزاء الملامسة له.
والواقع أيضا أن عنف الحركة المسببة للاهتزازات يحدد قوة الموجات الزلزالية بين الضعيفة التي لا تكاد تحس والقوية المؤدية إلى كوارث.
وتنشأ الزلازل في نقطة ما داخل الأرض تدعى البؤرة "focus" تتحرك منها الموجات الزلزالية إلى الخارج، فيما تعرف النقطة التي تقابلها على سطح الأرض بالمركز السطحي "epicenter".
وإذا راقبنا مواقع الزلزال على خريطة الأرض فسنجد أنها لا تنتشر بصورة عشوائية، وإنما يتركز معظمها في أحزمة رئيسية تمتد مسافات طويلة عبر القارات والبحار، وأشهر تلك الأحزمة وأقواها ذلك الممتد بطول الساحل الشرقي للمحيط الهادي، ويشكل شريطا طويلا يحاذي غرب الأمريكتين واليابان والفلبين ويصل إلى أستراليا ونيوزيلندا مشكلا نحو 68% من زلازل العالم، ومنها مثلا تلك التي حدثت في ألاسكا عام 1964 وبيرو عام 1970 وشيلي عام 1985 واليابان في 1923- 1995.
ويعرف هذا الحزام بـ"حلقة النار"؛ لأن الزلازل فيه تترافق غالبا مع انبثاق بركاني، مثلما حدث في كولومبيا في 14 نوفمبر 1992 حيث انبثقت في اليوم التالي لحدوث الزلزال حمم بركانية على جبال الأنديز.
هناك أيضا الحزام الثاني على طول الساحل الغربي للمحيط الهادي، بدءا بجزر اليابان شمالا حتى إندونيسيا جنوبا، مرورا بقوس جزر تايوان.
أما الحزام الثالث فيمتد عبر إفريقيا وأوربا وآسيا، من جبال أطلس شمال إفريقيا، عبر البحر الأبيض المتوسط وإيطاليا واليونان وتركيا، حتى الصين، ويعرف هذا الحزام بحزام جبال الألب وفيه نحو 21% من زلازل العالم.
وتتصف هذه الأحزمة فضلا عن كثرة زلازلها بنشاطها البركاني. ويعزى ذلك إلى وقوعها عند التقاء الصفائح التي تكون قشرة الأرض الخارجية. والصفائح ترق تحت المحيطات وتكثف تحت القارات، وهي كما ذكرنا تطفو فوق طبقة أخرى من طبقات الأرض مكونة من صخور ثقيلة لزجة وساخنة، مما يساعد على انزلاق صفائح قشرة الأرض. وقد كشفت الأقمار الاصطناعية عن أن الصفائح تتحرك بين سنتيمتر واحد وعشرة سنتيمترات في السنة. لكن الزلازل تحدث أحيانا في مناطق لا علاقة لها بالأحزمة الزلزالية، فتنبع من داخل الصفيحة مثلما حدث في زلزال القاهرة في أكتوبر 1992.