שילד

בגאולוגיה, שילד או מגן יבשתי הוא חבל גאולוגי בקרום כדור הארץ שמקורו באורוגנזה פרקמברית, המתאפיין ביציבות טקטונית. שילדים נחשפים בתוך קראטונים לאחר סחיפת סלעי המשקע שכיסו את הסלעים הקריסטלינים המרכיבים אותם: סלעים מותמרים וסלעי יסוד.

מאפיינים

שילד הוא אזור נרחב ויציב בכדור הארץ בעל תבליט שטוח למדי מאחר שנותר יציב מבחינה טקטונית לאורך תקופה ארוכה, להוציא אזורי השבירה שלו. שילדים מרכיבים כ-11% מנפחו הכולל של קרום כדור הארץ, בהם השילדים הגדולים של אפריקה, קנדה ואנטארקטיקה.

שילדים נחשבים לגלעינם של קראטונים, ותצפיות מלמדות כי מרביתם תחומים בחגורות קימוט אורוגניות צעירות שנוצרו לאחר הפרקמבריון. קיימת אסכולה גאולוגית הגורסת כי ההיסטוריה של כדור הארץ יכולה להתפרש כרצף של צמיחה יבשתית הדרגתית באמצעות רצועות סלעים צעירות יותר ויותר בהן חל מעוות עז במהלך אורוגנזה ובניית רכסי הרים, רצועות שרותכו לשוליהם של שילדים. אסכולה זו טוענת כי בדרך זו חלה צמיחה יבשתית לאורך הזמן הגאולוגי.

מסלע
שילדים מורכבים מסלעים קריסטלינים שנוצרו בפרקמבריון. גילם של סלעים אלה עולה על 540 מיליון שנים, ותיארוך רדיומטרי הניב גילים של 2–3 ואף יותר מ-3.5 מיליארד שנים.

בשילדים שולטים סלעי יסוד וסלעים מותמרים. תנאי הטמפרטורה והלחץ שחלו על סלעים שנחשפו מצביעים על עומק היווצרות שבין 5 ל-40 ק"מ. סחיפה שחלה בשילדים יצרה על-פניהם משטחים יבשתיים המכונים "פלטפורמות". גם משטחים אלה הם אזורים יציבים בעלי תבליט שטוח, ללא כיסוי משקעי או עם כיסוי משקעי מועט שאינו עולה על קילומטרים בודדים. בסלעי המשקע המצויים על משטחים יבשתיים לא חל מעוות, וגילם נע מהפרקמבריון ועד הקנוזואיקון.

הרכב

על-מנת לגלות ולהעריך את הרכבו המינרלוגי והכימי של הקרום היבשתי בשילדים נעשה שימוש בכמה שיטות. השיטות המוקדמות ביותר חקרו את חלקו העליון של הקרום באמצעות ניתוח כימי של חרסיות קרחוניות, בהתבסס על ההערכה כי הן מייצגות את הרכבו של חלק גדול מן הקרום. שיטה מדויקת יותר התבססה על איסוף נרחב וניתוח של סלעים פרקמבריים שנקדחו מעומקים שונים, וכן ניתוחם של פצלים מהפנרוזואיקון. עם זאת, מאחר שתחתית הקרום אינה נגישה, פותחו אמצעים לא-ישירים הכוללים:
מדידה במעבדה של מהירות גלים סייסמיים במעברם דרך סלעי קרום בתנאי טמפרטורה ולחץ מתאימים והשוואתה למהירויות הנמדדות בשטח
דיגום וניתוח של סלעים מגושי קרום יבשתי שנקדחו מעומקים שונים במרכז ובתחתית הקרום
דיגום של קסנוליתים שמקורם בתחתית הקרום, שנפלטו אל פני השטח במהלך התפרצויות געשיות

ההרכב הכימי הממוצע של הקרום העליון ידוע במידה רבה, והוא נע בין הרכב פלסי גרניטי לדיוריטי. הרכבם של הקרום התיכון והתחתון ידוע פחות. התרוממותם של גושי קרום, פליטתם של קסנוליתים ומהירויות סייסמיות מצביעים על קרום בינוני בהרכב אנדזיטי וקרום תחתון מאפי בהרכב בזלתי. כמו כן עולה כי יסודות בלתי תואמים מתרכזים בעיקר בקרום היבשתי. במהלך התכתם במעטפת הם מועשרים בתוך המאגמה, המובילה אותם אל תוך הקרום.

מאפיינים סייסמיים
שילדים ומשטחים יבשתיים דומים אלה לאלה במהירות הסייסמית ובמבנה השכבתי שלהם. עם זאת, הם שונים אלה מאלה בעובי הממוצע, המשקף בעיקר את שכבות המשקעים המצויות על המשטחים היבשתיים. הבדל זה מתבטא במהירות גלי P, המצביע על עובי השכבות העליונות כנע בין 10 ל-25 ק"מ לערך ועובי שכבות תחתונות הנע בין 16 ל-30 ק"מ לערך.

מחקרים בהחזרה סייסמית מצביעים על עלייה במספר ההחזרות עם העלייה בעומק. המשכיות חלשה ורוחבית של ההחזרה בתחום אי הרציפות של מוהו מגדירה את תחתיתו של הקרום.

תפוצה

השם "מגן יבשתי" רומז על הימצאותם של שילדים בלבן של כל היבשות, לדוגמה:
באמריקה הצפונית – השילד הקנדי המשתרע על שטח של כ-8,000,000 קמ"ר
באמריקה הדרומית – שילד אמזוניה ושילד גויאנה שגילו 1.7 מיליארד שנים
באירופה – השילד הבלטי המשתרע על מרבית שטחה של סקנדינביה
באסיה – שילד סין-קוריאה, השילד ההודי ושילד אנגרה בסיביר
באפריקה – השילד האתיופי המשתרע על מערב אתיופיה, מערב ערב הסעודית ומזרח מדגסקר
באוסטרליה – השילד האוסטרלי המשתרע על יותר ממחצית שטחה של היבשת
באנטארקטיקה – השילד האנטארקטי שגילו 1.8 מיליארד שנים

השילד הערבו-נובי

הרי אילת ותמנע בדרום ישראל מצויים בצפונו של השילד הערבו-נובי. שילד זה משתרע בצפון-מזרח הלוח האפריקאי, בחלקו המערבי של הלוח הערבי ובדרום-מזרח הלוח הלבנטיני, ומהווה את חלקו הצפוני של האורוגן המזרח-אפריקאי. עוביו כ-40–45 ק"מ – עובי אופייני לקרום יבשתי. השילד נמתח לאורך כ-3,000 ק"מ מצפון-מערב לדרום-מזרח ומקיף את ים סוף משני צדדיו: כ-500 ק"מ ממזרח ("השילד הערבי") ומרחק דומה ממערב ("השילד הנובי"). שני חלקים אלה של השילד נפרדו בעת ביקוע ים סוף כחלק מהתהוות השבר הסורי-אפריקאי. השלבים העיקריים בבניית השילד התרחשו בשלושה אירועים עיקריים: האורוגנזה הקיבארית, האורוגנזה החיג'אזית והאירוע הפאן-אפריקאי.

סלעי השילד נחשפים באתיופיה, באריתריאה, בסודאן, במצרים, בסיני, בערב הסעודית ובירדן. בישראל נחשפים סלעיו ב-5 מסיבים:
מסיב תמנע – מייצג את הר תמנע ובקעת תמנע שלמרגלותיו
מסיב נשף – מייצג את הר נשף וההרים שמצפון לבקעת הירח
מסיב עמרם – מייצג את הר עמרם
מסיב רודד – מייצג את הר שלמה, הר ידידיה ואת מזרח הר שחורת
מסיב אילת – מייצג את הר צפחות והר שחמון

ראו גם
גאולוגיה - מונחים
טקטוניקת הלוחות
אורוגנזה
משטח יבשתי
קראטון
מסיב

לקריאה נוספת

Encyclopedia of Geology, Elsevier Academic Press, First edition 2005, 
Glossary of Structural Geology and Tectonics, Satish Serial Publishing House, 2008, 
Dictionary of Geology & Mineralogy, McGraw-Hill, Second Edition 2003,

קישורים חיצוניים

שילד בבריטניקה המקוונת (אנגלית)
היווצרות קרום כדור הארץ באתר האנציקלופדיה של כדור הארץ (אנגלית)

הערות שוליים

טקטוניקה