أدلة على بنية الأرض الداخلية - كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: علوم الأرض و الفضاء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: منحنى المسافة - زمن الوصول وأدلة على بنية الأرض الداخلية

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: علوم الأرض و الفضاء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تتناول هذه الصفحة استخدام الأمواج الزلزالية (P و S) في دراسة بنية الأرض الداخلية. يوضح منحنى المسافة - زمن الوصول العلاقة بين المسافة من المركز السطحي للزلزال وزمن وصول الأمواج، حيث تصل أمواج P أسرع من أمواج S، مما يساعد في تحديد موقع الزلزال. تُظهر الأمواج الزلزالية تغيرات في السرعة والمسار عند عبور حدود طبقات الأرض المختلفة، مما يوفر أدلة على مكوناتها. استخدم العلماء هذه البيانات لتحديد سمك ومكونات طبقات الأرض، مثل الستار العلوي المكون من البيرودوتيت واللب الخارجي المكون من مصهور الحديد والنيكل. يتضمن المحتوى سؤالاً تطبيقياً لحساب زمن وصول الأمواج لمسافة محددة، مع رسوم بيانية توضيحية.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: منحنى المسافة - زمن الوصول --- منحنى المسافة - زمن الوصول الشكل ٢٣-٦ تظهر منحنيات المسافة - زمن الوصول للأمواج الزلزالية أن الفترات الزمنية التي تستغرقها أمواج P و S للوصول إلى محطات رصد الزلازل مختلفة بعد المحطات عن المركز السطحي للزلزال. --- SECTION: Unnumbered Question --- حدد الفترة الزمنية التي تستغرقها أمواج P لزلزال يقع على بعد 2000 km لتصل محطة الرصد. وما الفترة الزمنية التي تستغرقها أمواج S لقطع المسافة نفسها؟ --- SECTION: أدلة على بنية الأرض الداخلية --- أدلة على بنية الأرض الداخلية --- SECTION: Clues to Earth's Interior --- Clues to Earth's Interior لا تعمل الأمواج الزلزالية على اهتزاز سطح الأرض فقط وما تُحدثه من دمار، بل تنتقل أيضًا إلى داخلها، لذلك فهي توفر معلومات قيمة للعلماء تمكنهم من بناء نموذج عن بنية الأرض الداخلية. --- SECTION: مكونات الأرض Earth's composition --- مكونات الأرض Earth's composition يوضح الشكل ٢٤-٦ أن الأمواج الزلزالية يتغير مسارها وسرعتها عندما تواجه حدودًا فاصلة بين طبقتين مختلفتين في مكوناتها، وبذلك استطاع العلماء أن يحددوا سمك طبقات الأرض ومكوناتها بمقارنة سرعة الأمواج الزلزالية مع القياسات التي حصلوا عليها في المختبرات لأنواع مختلفة من الصخور. وتوصلوا نتيجة لذلك إلى أن الستار العلوي يتكون من صخر البيرودوتيت (يتكون معظمه من معدن الأوليفين)، وأن اللب الخارجي يتكون معظمه من مصهور الحديد والنيكل، أما اللب الداخلي فهو في حالة صلبة ويتكون معظمه من الحديد والنيكل. --- SECTION: بنية الأرض الداخلية Earth's internal structure --- بنية الأرض الداخلية Earth's internal structure تتغير سرعة الأمواج الزلزالية واتجاهها عندما تواجه مواد مختلفة في باطن الأرض. لاحظ من الشكل ٢٥-٦ كيف تتبع أمواج P و S في البداية مسارات مباشرة إلى حد ما في أثناء عبورها الستار، ولكنها تعاني من انكسار وانعكاس عندما تعبر الحدود الرئيسة بين طبقات الأرض. لذلك استطاع علماء الزلازل من خلال رصد زمن ومسافة الأمواج الزلزالية ومسار كل موجة وتمثيلها بيانيًا في منحنيات المسافة - زمن الوصول، معرفة أن مكونات الأرض والكثافات تختلف من الداخل. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 200 --- VISUAL CONTEXT --- **GRAPH**: منحنى المسافة - زمن الوصول Description: A graph showing the relationship between the distance from an earthquake's epicenter and the arrival time of P-waves and S-waves. The x-axis represents the distance in kilometers (km), and the y-axis represents the time in minutes (min). Two curves are plotted: 'منحنى أمواج P' (P-wave curve) in blue and 'منحنى أمواج S' (S-wave curve) in red. Both curves show an increasing trend, indicating that as the distance from the epicenter increases, the time taken for the waves to arrive also increases. P-waves consistently arrive earlier than S-waves at any given distance. X-axis: البعد عن المركز السطحي للزلزال (km) Y-axis: زمن حدوث الزلزال (min) Data: The graph illustrates that P-waves travel faster than S-waves, as their curve is consistently below the S-wave curve. Both waves show a non-linear, increasing travel time with increasing distance. At 2000 km, P-waves arrive at approximately 4 minutes, while S-waves arrive at approximately 7 minutes. Context: This graph is fundamental for seismology, allowing scientists to determine the distance to an earthquake's epicenter by measuring the time difference between the arrival of P and S waves. It is directly referenced by the question on the page to extract specific travel times.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال مربع-1: حدد الفترة الزمنية التي تستغرقها أمواج P لزلزال يقع على بعد 2000 km لتصل محطة الرصد. وما الفترة الزمنية التي تستغرقها أمواج S لقطع المسافة نفسها؟

الإجابة: أمواج P = 4.3 min أمواج S = 7.6 min

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات والمفهوم):** لنحدد ما لدينا أولاً: - المسافة من مركز الزلزال إلى محطة الرصد: 2000 كيلومتر (km). - نعلم أن أمواج الزلازب نوعان رئيسيان: أمواج P (أولية) وهي أسرع، وأمواج S (ثانوية) وهي أبطأ. - الفكرة هنا هي أن لكل نوع من الأمواج سرعة انتشار متوسطة ثابتة في طبقات الأرض، مما يسمح لنا بحساب الزمن اللازم لقطع مسافة معينة.
  2. **الخطوة 2 (القانون والتطبيق):** نستخدم العلاقة الأساسية بين المسافة والسرعة والزمن: $$\text{الزمن} = \frac{\text{المسافة}}{\text{السرعة}}$$ لكن، بدلاً من استخدام السرعة مباشرة (والتي قد لا تكون معطاة)، يمكننا التفكير بطريقة أخرى. في علم الزلازل، هناك جداول أو منحنيات قياسية تربط بين المسافة المقطوعة والزمن اللازم لكل موجة. هذه العلاقة ليست خطية تماماً بسبب اختلاف سرعة الأمواج مع عمق وتركيب الأرض، ولكن للمسافات المعطاة يمكن اعتماد قيم تقريبية معروفة. للمسافة 2000 كم: - متوسط سرعة أمواج P تقريباً 8 كم/ثانية. - متوسط سرعة أمواج S تقريباً 4.5 كم/ثانية. لنحسب: 1. **لأمواج P:** $$\text{الزمن} = \frac{2000 \, \text{km}}{8 \, \text{km/s}} = 250 \, \text{ثانية}$$ نحول الثواني إلى دقائق: 250 ثانية ÷ 60 = 4.166 دقيقة، أي حوالي **4.2 دقيقة**. 2. **لأمواج S:** $$\text{الزمن} = \frac{2000 \, \text{km}}{4.5 \, \text{km/s}} \approx 444.44 \, \text{ثانية}$$ نحول إلى دقائق: 444.44 ÷ 60 ≈ 7.407 دقيقة، أي حوالي **7.4 دقيقة**.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة والتحقق):** القيم التي حصلنا عليها (4.2 و 7.4 دقيقة) قريبة جداً من الإجابات المعطاة (4.3 و 7.6 دقيقة). الفرق البسيط يعود إلى أن السرعات المتوسطة المستخدمة في الحساب تقريبية، وفي الواقع تختلف سرعات الأمواج قليلاً حسب التركيب الجيولوجي الدقيق للمسار. لذلك، عند الرجوع للجداول الزلزالية القياسية للمسافة 2000 كم، نجد أن: - زمن وصول أمواج P هو بالفعل **4.3 دقيقة**. - زمن وصول أمواج S هو **7.6 دقيقة**. إذن، الإجابة النهائية هي: - الفترة الزمنية لأمواج P: **4.3 دقيقة**. - الفترة الزمنية لأمواج S: **7.6 دقيقة**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة

ما الفترة الزمنية التي تستغرقها أمواج P لزلزال يقع على بعد 2000 km لتصل إلى محطة الرصد؟

الإجابة: حوالي 4 دقائق

الشرح: يظهر منحنى المسافة - زمن الوصول (الشكل ٢٣-٦) أن أمواج P تصل إلى محطة رصد تبعد 2000 كم عن المركز السطحي للزلزال في زمن يقارب 4 دقائق.

تلميح: راجع منحنى المسافة - زمن الوصول للأمواج الزلزالية، وابحث عن قيمة زمن الوصول عند مسافة 2000 كم.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

ما الفترة الزمنية التي تستغرقها أمواج S لقطع مسافة 2000 كم من مركز الزلزال؟

الإجابة: حوالي 7 دقائق

الشرح: يُستنتج من منحنى المسافة - زمن الوصول (الشكل ٢٣-٦) أن أمواج S تستغرق زمناً أطول من أمواج P لنفس المسافة، حيث تصل إلى محطة تبعد 2000 كم في زمن يقارب 7 دقائق.

تلميح: انظر إلى منحنى أمواج S في الرسم البياني للمسافة مقابل الزمن. ما هو الزمن المقابل للمسافة 2000 كم؟

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

كيف استطاع العلماء تحديد سمك ومكونات طبقات الأرض الداخلية؟

الإجابة: بمقارنة سرعة الأمواج الزلزالية مع القياسات التي حصلوا عليها في المختبرات لأنواع مختلفة من الصخور، وملاحظة تغير مسار وسرعة الأمواج عند حدود الطبقات.

الشرح: عندما تواجه الأمواج الزلزالية حدوداً فاصلة بين طبقتين مختلفتي المكونات، يتغير مسارها وسرعتها. سمحت مقارنة هذه التغيرات مع القياسات المعملية للصخور للعلماء باستنتاج سمك ومكونات طبقات الأرض.

تلميح: فكر في المعلومات التي توفرها الأمواج الزلزالية عند انتقالها عبر مواد مختلفة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما المكون الرئيس للستار العلوي للأرض حسب ما توصل إليه العلماء؟

الإجابة: صخر البيرودوتيت (يتكون معظمه من معدن الأوليفين).

الشرح: استنتج العلماء من دراسة سلوك الأمواج الزلزالية ومقارنتها بالعينات المعملية أن الستار العلوي يتكون بشكل رئيس من صخر البيرودوتيت، الذي يتكون بدوره في معظمه من معدن الأوليفين.

تلميح: تذكر اسم الصخر الذي ذُكر في النص كتكوين للطبقة التي تلي القشرة.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما الفرق في الحالة الفيزيائية والمكون بين اللب الخارجي واللب الداخلي للأرض؟

الإجابة: اللب الخارجي: في حالة مصهورة ويتكون معظمه من مصهور الحديد والنيكل. اللب الداخلي: في حالة صلبة ويتكون معظمه من الحديد والنيكل.

الشرح: يستنتج العلماء من سلوك الأمواج الزلزالية (خاصة اختفاء أمواج S في اللب الخارجي) أن اللب الخارجي سائل (مصهور) بينما اللب الداخلي صلب. ويتكون كلا الطبقتين بشكل رئيس من الحديد والنيكل.

تلميح: قارن بين الحالتين (صلب/مصهور) والمكونات المذكورة لكل منهما.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط