النطاقات الكهربائية في الأرض

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثالث

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

النطاقات الكهربائية في الأرض الأرض علوم الأرض والجيولوجيا

أسفرت محاولات قياس الخاص الكهربائية للصخور على أعماق متفاوتة، تتراوح بين عشرات إلى مئات الكيلومترات عن تحديد نطاقات كهربائية في قشرة الأرض.

وفي أعماقها تبدأ هذه النطاقات بالنطاق السطحي المعروف جيداً للعلماء، حيث يتكون من تتابع صخور رسوبية بجانب صخور متحولة متبلورة ومتشققة، وكلها جيدة التوصيل للكهرباء.

ويرجع ذلك لاحتوائها على كمية كبيرة من الماء بين فراغاتها البينية وشقوقها الأخرى.

 

وتتراوح درجة توصيل هذا النطاق الذي يختلف سمكه ما بين كيلومتر واحد إلى عدة عشرات من الكيلومترات – ما بين 0,5 أوم – م في الرواسب الحديثة إلى 1000 أوم – م أو أكثر في الصخور المتبلورة المجواة.

أما صخور القاعدة تحت هذا النطاق السطحي فتتكون من صخور متبلورة نارية ومتحولة ذات كثافة عالية، وفراغات بينية قليلة تتجمع المياه فيها عادة، ولكون معظم معادنها عوازل جيدة في درجات الحرارة العادية، فإن درجة توصيلها للكهرباء تكاد تعتمد كلياً على مقدار ما تحتويه من مياه.

من ذلك يتضح أن هذا الجزء من القشرة الأرضية مقاوم للكهرباء. وقد قوبلت تجارب قياس الخواص الكهربائية لهذا النطاق بكثير من الصعاب ولكن يبدو أن مقاومتها (Resistivity) تتراوح بين 10000، 100000 أوم – م.

 

وعلى أعماق متوسطة أسفل النطاق الثاني تبدأ المقاومة في التناقص مع العمق. وهذا التناقص هو نتيجة للارتفاع في درجات الحرارة المؤكدة زيادتها على الأعماق الكبيرة.

ويؤدي الارتفاع في درجات الحرارة إلى تأين جزئي للبنية الجزيئية للمعادن المكونة للصخر، وبذلك تكسب الأيونات حتى للمعادن العازلة جودة التوصيل. ومع ازدياد درجة الحرارة بالعمق يصبح هذا التأثير أكثر وضوحاً وتقل المقاومة بشكل ملحوظ.

ويعتقد أن أعلى مقاومة في القشرة الأرضية تقع فقط على أعماق تتراوح من 5 إلى 10 كم تحت سطح صخور الركيزة المتبلورة.

 

وعند أعماق تتراوح بين 30 – 40 كم والتي تقابل المستوى العلوي لوشاح الأرض تبلغ المقاومة مئات قليلة من الأوم – متر فقط.

وتعاود المقاومة في الانخفاض قليلاً بمقادير طفيفة تحت هذا العمق ثم تزداد في الانخفاض بشدة حتى نصل إلى عمق حوالي 700 كم.

وعلى الأعماق الأكبر تصل المقاومة إلى أقل من 1 أوم – م. ويوضح شكل (1) مدى تغير المقاومة بالعمق في قشرة ووشاح الأرض العلوي.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]