ه‍.ش. ۱۳۸۸ آذر ۲۲, یکشنبه

زمین‌شناسی

از: دانشنامه آریانا


فهرست مندرجات

[زمین]


زمین‌شناسی (به انگلیسی: Geology)، علمی است که ترکیب، ساختار و تاریخ پیدایش زمین (یا سیاره‌های دیگر) را بررسی می‌کند. این علم درباره مواد سازندهٔ زمین، نیروهای مؤثر بر مواد مزبور، برآیندهای آن نیروها، پراکندگی سنگ‌های پوستهٔ سیاره، سرگذشت آن و همچنین گیاهان و جانورانی که در دوره‌های گوناگون زمین‌شناسی وجود داشته‌اند گفتگو می‌کند.


[] پیدایش زمین

زمین در بدو پیدایش به‌صورت کره‌ای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به‌تدریج عناصر سنگین‌تر ته‌نشین شده و هسته فلزی را به‌وجود آوردند، و در عین حال عناصر سبک‌تر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوس‌ها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فوران‌های آتشفشانی در کف اقیانوس‌ها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکت‌های قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالت‌های انسان به آرامی در حال تغییر است.[*]


[] سرگذشت زمین

در اوایل پیدایش منظومه شمسی، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتاً از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به‌هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگ‌تری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.

۴/۵ میلیارد پیش، زمین دارای سطحی داغ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیون‌ها سال، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگ‌های زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.

پس از یک میلیارد سال، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیون‌ها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به‌تدریج به شکل کنونی درآمده است.[*]

با آن که ۵/۴ ميليارد سال از عمر زمین می‌گذرد، فقط نزديک به چهارهزار سال است که انسان‌های متفکر درباره مسایل آسمان و زمين نظر داده‌اند، بشر تا مدت‌های مديد تصور می‌کرد زمين مسطح است و آسمان و ستارگانش بی‌حرکت در سقف آن قرار گرفته‌اند تا بالاخره با وجود دانشمندانی نظير کپلر، گاليله، کوپرنيک ثابت شد که زمين گرد است و بدور خورشيد می‌چرخد و بر گرد خود نيز می‌گردد. اما در آن زمان‌ها هنوز چگونگی به‌وجود آمدن زمين و آسمان‌ها برای بشر مشخص نگرديده بود تا سرانجام در نيمه دوم قرن بيستم با پيشرفت همه‌جانبه علوم، بشر توانست تا حدودی به اين رمز و راز پی ببرد.

زمین‌شناسان مدت‌ها تصور می‌کردند شرایط ناپایدار و سوزان زمین پس از تولدش در ۵/۴ میلیارد سال پیش، تنها با گذشت زمان و در حدود ۸/۳ میلیارد سال پیش متعادل و زیست‌پذیر شده است. حدود ۵/۴ میلیارد سال پیش، اقیانوس‌های ماگما سطح "زمین گداخته" را پوشانده بودند. زمین در معرض برخوردهای پیاپی اجرامی جوان قرار داشت که در هر برخورد سطح ناپایدار آن را متلاشی می‌کردند و همه چیز ذوب یا بخار می‌شد. با فرو رفتن آهن سنگین در اقیانوس‌های ماگما، هسته فلزی هم به‌تدریج تشکیل شد و در اعماق زمین فروپاشی عناصر رادیواکتیو، گرمایی شش برابر گرمای کنونی تولید می‌کردند. چنین حالت ناپایداری برای چند صد میلیون سال طول کشید. این شرایط جهنم‌بار باید آرام می‌شد تا سطح گداخته زمین به پوسته تبدیل شود، قاره‌ها شکل گیرند، اتمسفری متراکم و یک‌پارچه تشکیل شود و سرانجام اشکال نخستین حیات دوام بیاورند و تکامل یابند.

اما سطح زمین با چه سرعتی سرد شد؟ اکثر دانشمندان چنین فرض کرده‌اند که این شرایط سوزان تا ۵۰۰ میلیون سال ادامه یافته است. دلیل اصلی این دیدگاه هم عدم وجود سنگ‌های دست نخورده‌ای است با عمر بیش از چهار میلیارد سال و همچنین وجود فسیل اشکال نخستین حیات که از جوان بودن آن‌ها خبر می‌دهد. طی پنج سال گذشته زمین‌شناسان - از جمله گروه جان والی از دانشگاه ویسکانسین و مدیسن - کریستال‌هایی از کانی زیرکونیم با ساختار شیمیایی متفاوتی یافتند که تصور انسان را نسبت به دوران آغازین زمین تغییر می‌دهد. خواص ویژه این کانی باعث می‌شود تا شرایط محیطی زمان پیدایش آن را درک کرد. این کپسول‌های زمانی کوچک نشان می‌دهند که اقیانوس‌ها و شاید هم قاره‌ها حدود ۴۰۰ میلیون سال زودتر از آنچه تصور می‌شد، پدید آمده‌اند.

از قرن ۱۹ میلادی دانشمندان در پی یافتن سرعت سرد شدن زمین بوده‌اند اما هیچ‌کس انتظار یافتن شواهدی جامد را نداشت. چون دمای اقیانوس‌های ماگمایی ابتدایی بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد بوده است. پیشنهادهای امیدوارکننده دیگر ناشی از محاسبات ترمودینامیک بود که نشان می‌داد پوسته زمین می‌تواند طی ۱۰ میلیون سال سخت شود و بدین صورت پوسته تازه سخت‌شده محیط بیرون را از درون سوزان جدا کند. در صورتی که دوره‌های آرامی بین برخوردهای شهاب سنگی وجود داشته باشد و پوسته پایدار بماند، و اگر اثر گلخانه‌ای گرمای چندانی را به دام نیندازد، دمای سطح زمین می‌تواند به‌سرعت به کمتر از دمای جوش آب برسد. علاوه بر این خورشید ابتدایی کم فروغ‌تر بوده و انرژی کمتری ایجاد می‌کرده است.

اما هنوز هم برای اکثر دانشمندان شواهد اندک زمین‌شناختی نشان‌دهنده شرایط فوق‌العاده سوزان طولانی مدت هستند. قدیمی‌ترین سنگ دست‌نخورده شناخته شده سنگی چهار میلیارد ساله است که در نواحی شمال غربی کانادا کشف شد. اما به‌دلیل اینکه در اعماق زمین تشکیل شده اطلاعات چندانی درباره سطح زمین به ما نمی‌دهد. اکثر پژوهشگران معتقدند شرایط جهنمی ابتدایی همه سنگ‌های جوان‌تر را نابود کرده است. قدیمی‌ترین سنگی هم که در زیر آب (و در شرایط نسبتاً خنک) پدید آمده عمری بیش از ۸/۳ میلیارد سال ندارد (مشابه قدیمی‌ترین نشانه‌های حیات در جنوب غربی گرینلند).

این ماجرا تا زمانی ادامه داشت که کریستال‌های زیرکونیم در دهه ۸۰ اطلاعات تازه‌ای فراهم آورد، قدیمی‌ترین ماده خاکی شناخته شده تا آن زمان که تا ۳/۴ میلیارد سال پیش قدمت داشت. این کانی‌ها در صخره‌ها و سنگ‌ دامنه‌های ناحیه "جاک هیلز" (Jack Hills)، و "ماوت نرریر" (Mount Narryer) دوام آورده بودند، اگرچه برخی دانشمندان درباره اطلاعات به‌دست آمده، به‌خاطر سنگ بستر این کانی‌ها تردید کردند. این کانی‌ها به‌قدری پردوام هستند که حتی با قرار گرفتن سنگ حامل‌شان در معرض هوازدگی و فرسایش به‌همان صورت باقی می‌مانند. بنابراین ممکن بود هزاران کیلومتر آن طرف‌تر تشکیل شده باشند و به کمک باد یا آب به آن منطقه حمل شده و پس از مدتی در آن سنگ‌ها دفن شوند. به‌همین خاطر به‌رغم هیجان اولیه همان دیدگاه قبلی باقی ماند تا زمانی که در سال ۱۹۹۹ با پیشرفت تکنولوژیکی امکان مطالعه درباره این کانی‌های باستانی به‌دست آمد.

صخره‌های "جاک هیلز" حدود سه میلیارد سال پیش نشست کرده‌اند. جان والی می‌گوید: "ما برای به‌دست آوردن یک بندانگشت زیرکونیم، مانند گشتن دنبال یک سوزن در انبار کاه، حدود چند صد کیلوگرم از سنگ‌ها را جمع‌آوری و بررسی کردیم. در می ۱۹۹۹ از "وایلد" یکی از پیشگامان این کار خواستم تا تاریخ‌گذاری این سنگ‌ها را به کمک تکنولوژی نوین انجام دهد و در نهایت شگفتی دیدیم که آنها ۴/۴ میلیارد سال قدمت دارند. نمونه‌هایی از ماه و مریخ هم‌چنین قدمتی داشتند و برخی شهاب سنگ‌ها حتی قدیمی‌تر هم بودند، اما هیچ چیزی قدیمی‌تر از آن در سیاره ما یافت نمی‌شد."

تقریباً همه هم‌عقیده بودند که با تداوم شرایط جهنمی ابتدایی زمین این کانی‌ها از بین می‌رفتند. بنابراین تاریخ آغاز شرایط آرام زمین ۴۰۰ میلیون سال به‌عقب بازگشت، یعنی زمینی ‌زیست‌پذیر در ۴/۴ میلیارد سال پیش.[*]


[] دوره‌های زمین‌شناسی

دوره یکی از واحدها در زمان‌بندی زمین‌شناسی است. در زمین‌شناسی هر دوران به چند دوره و هر دوره به چند دور بخش می‌گردد.

در سال ۲۰۰۴ اتحادیه بین‌المللی دانش زمین‌شناسی (I.U.G.S.) یک دوره زمین‌شناسی جدید را به رسمیت شناخت که نام آن را دوره ادیاکارن گذارده‌اند و زیربخشی از دوران پیشین‌زیستی نو (پروتروزوئیک نو) بةشمار می‌آید. در ۱۳۰ سال اخیر هیچ دوره جدیدی در زمین‌شناسی برسمیت شناخته نشده‌بود.

ابردوراندوراندورهآغاز،
میلیون سال پیش
پیرازیستینوزیستینئوژن* (میسوین/پلیوسن/پلیستوسن/هلوسن)۲۳٫۰
پالئوژن (پالئوسن/ائوسن/الیگوسن)۶۵٫۵
میان‌زیستیکرتاسه۱۴۵٫۵
ژوراسیک۲۰۰
تریاسه۲۵۱
دیرینه‌زیستیپرمین۳۰۰
کربونیفر (میسیسیپیایی/پنسیلوانیایی)۳۵۹
دوونین۴۱۶
سیلورین۴۴۴
اردوویسین۴۸۸
کامبرین۵۴۲
پیشین‌زیستیپیشین‌زیستی نوادیاکارن۶۳۰

برخی زمین‌شناسان هنوز یک دوره سوم یا بقولی یک "زیردوره" در دوران نوزیستی به رسمیت می‌شناسند به نام کوارترنری. کوارترنری دربرگیرنده دو دور آخر دوره نوزا (نئوژن) می‌شود و تا امروز ادامه می‌یابد[+]. به‌هر حال، به‌طور كلی دوره‌های زمين‌شناسی به ۱۱ بخش تقسيم می‌شوند:

    ۱- دوره کواترنری
    ٢- دوره اردویسین
    ٣- دوره پرمین
    ۴- دوره تریاس
    ۵- دوره دونین
    ٦- دوره ژوراسیک
    ٧- دوره سلیورین
    ٨- دوره کامبرین
    ۹- دوره کربنیفر
    ۱٠- دوران پالئوسونیک
    ۱۱- مززوئیک


[] شاخه‌های زمین‌شناسی

علم زمین‌شناسی به شاخه‌های گوناگون دسته‌بندی شده است که هر شاخه کارشناسان مخصوص خود را دارد. برخی از شاخه‌ها عبارتنداز:

    ۱- اقیانوس‌شناسی: درباره اقیانونس‌ها، لایه‌های تشکیل دهنده آن‌ها، جانوران موجود در آن‌ها مطالعه می‌کند.

    ۲- هواشناسی: علم مطالعه پوشش گاز در اطراف زمین (هواکره) است.

    ۳- اخترشناسی: علم مطالعه ستارگان و کلیه اجرام آسمانی و به آن علم نجوم نیز می‌گویند.

    ۴- ژئوفیزیک: علم کاربرد قوانین فیزیک در حل مسائل مربوط به زمین

    ۵- ژئوشیمی: علم شناسایی مواد سازنده زمین مثل سنگ، خاک، کانی و ... است.

    ۶- دیرین‌شناسی: علم مطالعه فسیل‌ها و ارتباط آن‌ها با علم زیست‌شناسی است. دیرین‌شناسی در تعیین موقعیت مخازن نفتی نقش مهمی دارد.

    ۷- چینه‌شناسی: علمی که با استفاده از لایه‌های رسوبی و فسیل‌ها دورن زمین‌شناسی را مشخص می‌کند.


[] :



[] :



[] :



[] :



[] :



[] :



[] :



[۱]
[٢]
[٣]
[۴]
[۵]
[٦]
[٧]
[٨]
[۹]
[۱٠]

[۱۱]
[۱٢]
[۱٣]
[۱۴]
[۱۵]
[۱٦]
[۱٧]
[۱٨]
[۱۹]
[٢٠]

[٢۱]
[٢٢]
[٢٣]
[٢۴]
[٢۵]
[٢٦]
[٢٧]
[٢٨]
[٢۹]


[ ] يادداشت‌ها


يادداشت ۱: اين مقاله برای دانش‌نامه‌ی آريانا توسط برشتۀ تحرير درآمده است.



[] پيوست‌ها

پيوست ۱:
پيوست ٢:
پيوست ۳:
پيوست ۴:
پيوست ۵:
پيوست ۶:



[] پی‌نوشت‌ها

[۱]-
[۲]-
[۳]-
[۴]-
[۵]-
[۶]-
[٧]-
[۸]-
[۹]-
[۱٠]-
[۱۱]-
[۱۲]-
[۱۳]-
[۱۴]-
[۱۵]-
[۱۶]-
[۱٧]-
[۱۸]-
[۱۹]-
[٢٠]-
[٢۱]-
[٢۲]-
[٢۳]-
[٢۴]-
[٢۵]-
[٢۶]-
[٢٧]-
[٢۸]-
[٢۹]-



[] جُستارهای وابسته







[] سرچشمه‌ها








[] پيوند به بیرون

[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20]
[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20]



[برگشت به بالا] [گفت و گو و نظر کاربران در بارهٔ مقاله]