سیاره زمین

زمین، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است. زمین شرایط بسیار منحصر به فردی دارد. هیچ کدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آن ها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که ۴٫۵ میلیارد سال طول کشیده است، همچنان به طور طبیعی و نیز بر اثر فعالیت های انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.

قرآن و چگونگی پیدایش زمین

خلقت زمین

قرآن مجید در ۷ آیه زیر خلقت زمین را در شش دوره (فی سته ایام) معرفی نموده است.
آیه ۵۴ سوره اعراف – آیه ۷سوره هود – آیه ۳سوره یونس – آیه ۵۹ سوره فرقان – آیه ۴سوره سجده – آیه ۳۸ سوره ق.
در تمامی آیات فوق فی سته ایام تکرار شده است از جمله، هوالذی خلق السموات و الارض فی سته ایام علی العرض یعلم مایلج فی الارض و مایخرج منها و ماینزل من السماء و مایخرج فیها و هو معکم این ما کنتم والله بماتعملون بصیر.
اوست خدایی که آسمان ها و زمین را در شش روز آفرید و سپس بر عرش استیلا یافت، می داند که چه چیزی وارد زمین می شود و چه چیزی از آن بیرون می رود و آنچه از آسمان فرود می آید و آنچه به آن فرا می رود و او هر جا که باشید با شماست و خداوند به آنچه می کنید بیناست.
اوست خدایی که آسمان ها و زمین را در شش دوره(یوم) آفرید سپس بر عرش استیلا یافت…، شاید منظور و تأکید بر دوره های مختلف، شکل پذیری و تکامل زمین در طی زمان ها و مراحل مختلف بوده است. زمین شناسان امروزی از جمله: پورمعتمد وهمکاران(۱۳۶۹)، خسروتهرانی(۱۳۷۵)، داستانپور(۱۳۸۰)، درویش زاده(۱۹۸۹)،Schock براین عقیده اند که زمین کنونی مراحل مختلف حیات را طی نموده تا به عهد حاضر رسیده است. این مراحل عبارتند از:
۱- دوران قبل از حیات(۴۵۰۰-۲۵۰۰میلیون سال قبل)
۲- دوران حیات بسیار قدیمی(۲۵۰۰-۵۷۰ میلیون سال قبل)
۳- دوران دیرینه زیستی(۵۷۰-۲۳۵ میلیون سال قبل)
۴- دوران میانه زیستی(۲۳۵-۶۵میلیون سال قبل)
۵- دوران سوم(ترشیری)۶۵-۵/۲ میلیون سال قبل)
۶- دوران چهارم زمین شناسی(۵/۲میلیون سال قبل تا زمان حاضر)

گرچه اساس تقسیمات فوق بر حیات موجودات زنده استوار است ولی تغییر و تکامل حیات تابع تغییرات محیط از جمله تغییرات و تکامل دریاها و خشکی ها، کوهزایی ها و تغییرات آب و هوایی بوده است.

حرکت صفحات زمین

گرچه پوسته جامد سطحی زمین ثابت و ساکن به نظر می رسد ولی دلایل و شواهد مختلف حاکی از آن است که، صفحات زمین دائماً در حرکت بوده اند خداوند کریم در قرآن مجید در آیه ۸۸ سوره نمل، حرکت قاره ها را چنین بیان فرموده است:(وتری الجبال تحسبها جامده وهی تمر مرّالسحاب)

کوه‌ها را ثابت و ساکن می انگاری و حال آنکه همانند حرکت ابر حرکت دارند.

نظریه زمین ساخت صفحه ای یا اشتقاق قاره ها حدود۹۰ سال قبل، یعنی پس از گذشت ۱۳۳۵ سال بعد از نزول آیه فوق، توسط الفرد وگنر عنوان شد که مدتها قبل به فراموشی سپرده شده بود. بیش از نیم قرن از اثبات حرکت صفحات زمین نمی گذرد که اکنون ثابت شده که پوسته جامد زمین از تعدادی صفحات بزرگ و کوچک تشکیل یافته و بر روی مواد مذاب زیرین شناور هستند. این صفحات نسبت به یکدیگر در حال حرکت می باشند. برای مثال بر اثر باز شدن دریای سرخ (بحر احمر) خشکی حجاز (عربستان) از آفریقا جدا شده و به طرف ایران در حرکت است. عرض دریای سرخ با سرعتی حدود۴-۶سانتیمتر در سال در حال گسترش است و براثر نیروهای حاصل ارتفاع کوههای زاگرس سالانه۲-۳ سانتیمتر رشد می نماید. دور شدن آفریقا از آمریکای جنوبی و اروپا از آمریکای شمالی که براثر باز شدن اقیانوس اطلس اتفاق افتاده است. یکی دیگر از نمونه های بارز حرکت صفحات زمین هستند. مثال دیگر از حرکت صفحات زمین آن است که: صفحه ایران زمین تا پایان دوران دیرینه زیستی (۲۳۵میلیون سال قبل) جزئی از خشکی آفریقا (گندوانا) بوده و در شمال غرب استرالیا قرار داشته است. از آن زمان به بعد از خشکی بزرگ جنوب جدا شده و در اواخر دوران میانه زیستی (۶۵میلیون سال قبل) به خشکی آسیا پیوسته است.

پایداری و تعادل زمین توسط کوه ها

در قرآن مجید چنین آمده است:

(الم نجعل الارض مهاداً والجبال اوتادا) آیا زمین را مهد آسایش خلق نگردانیدیم و کوه ها را عماد و نگهبان آن نساختیم.

اوتاد: جموع وتد(میخ چادر) است. در قرآن کوه ها را به میخ های چادر برای نگهداری زمین تشبیه نموده است.

زمین شناسان پس از سال ها تحقیق و بررسی دریافتند که ضخامت پوسته در مناطق مرتفع و کوه ها بیشتر از قسمت های کم ارتفاع و پست است. ستبرا (ضخامت) پوسته با ارتفاع از سطح دریا نسبت مستقیم دارد بدین سبب در قسمت های مرتفع ستبرای پوسته تا ۷۰ کیلومتر و در قسمت های عمیق اقیانوس ها به ۳۰ کیلومتر می رسد. بدین ترتیب کوه ها به مانند میخ هایی که چادر را ثابت نگه می دارد و در قسمت های مذاب فرو رفته و سبب تعادل پوسته شده اند. در علم ایزوستازی (Isostasy) به معنی پایداری زمین که کمتر از یک قرن از اثبات آن می گذرد، ثابت شده که اگر پوسته زمین صاف و مسطح بود به سبب غیر یکنواختی جنس لایه بیرونی و شناور بودن بر روی توده مذاب درونی تعادل و ثبات پیدا نمی کرد.

شاخه های زمین شناسی

با اهمیتی که امروزه زمین شناسی در رشته های مختلف مهندسی ٬ کشاورزی ٬ صنعتی ٬ شهرسازی و پیش بینی حوادث و محیط زیست و …. پیدا نموده و با گسترشی که اطلاعات بشر از زمان ارسطو تا کنون در این علم حاصل کرده است گرایش های مختلف و شاخه های متنوعی از زمین شناسی بوجود آمده است از جمله:

— بلور شناسی (Cristallography)

شکل عناصر متبلور سازنده سنگ ها را بررسی می کند.

— کانی شناسی (Mineralogy)

به مطالعه و بررسی عناصر تشکیل دهنده سنگ ها می پردازد.

— سنگ شناسی (Petrography)

به مطالعه سنگ های درونی و دگرگونی رسوبی می پردازد.

— پترولوژی (Petrology)

چگونگی پیدایش و تبلور کانی ها  و تشکیل سنگ های آذرین در فازهای مختلف را بررسی می کند.

— رسوب شناسی (Sedimentology)

بررسی رسوبات و سنگ های رسوبی و نحوه تشکیل آن ها در طول تاریخ زمین و عهد حاضر بر عهده این شاخه از علم زمین شناسی است.

— زمین شناسی تاریخی (Historical Geology)

تاریخ حوادث زمین و ادامه آن ها را در طول گذشت زمان بررسی می کند. علم زمین شناسی تاریخی بر اساس چینه شناسی یا استراتیگرافی (Stratigraphy) قرار گرفته است. علم چینه شناسی مطالعه و بررسی طبقات متوالی زمین را بر عهده دارد.

— دیرینه شناسی (Paleontology)

بررسی فسیل ها و بقایای سنگ شده موجودات زنده گیاهی و جانوری است.

رشته هایی از پالئونتولوژی بنام میکروپالئونتولوژی (Micro Paleontology) منشعب می گردد که امروزه اهمیت زیادی در اکتشافات نفتی پیدا نموده است و همچنین علم پالئوبوتانیک با پیشرفت مطالعات گیاه شناسی امروزه از اهمیت خاصی در زمین شناسی زغال سنگ ها برخوردار است.

— زمین ساخت (Tectonic)

در مورد چگونگی ساخته شدن بیرونی ترین لایه زمین از صفحات متعدد و تغییرات آن ها بحث می‌کند. به طورکلی زلزله عبارت است از ارتعاش بخشی از پوسته جامد زمین که به دلیل آزاد شدن ناگهانی انرژی حاصل از شکسته شدن بخشی از پوسته و یا تغییر شکل بخش زیرین پوسته که بنام گوشته معروف است حاصل می گردد. همچنین با توجه به نظریه جابجایی قاره ها و تکتونیک صفحه ای نیز تغییراتی در پوسته زمین به دلیل حرکت صفحات زمین صورت می گیرد. این حرکات می توانند عامل بروز برخی از زلزله ها باشند. با توجه به این که عمق کانون زلزله ها متفاوت است و این عمق به شرایط زمین شناسی هر منطقه بستگی دارد لذا، مطالعه حرکت صفحات و ساختمان های زمین شناسی به ویژه گسل ها و … در شناخت زلزله و تعیین مکان و کانون آن مؤثر است.

—  مورفوتکتونیک (Morpho tectonic)

به وجود آمدن اشکال زمین متأثر از فعالیت های ساختمانی فرسایشی و آب و هوایی را مورد بحث قرار  می دهد.

— زمین شناسی نفت (Petroleum Geology)

چگونگی تشکیل معادن نفت و خواص هیدروکربورها را بررسی نموده و از حرکت نفت در اعماق زمین ، خواص و وسعت حوضه های نفتی بحث می کند.

— زمین شناسی اقتصادی (Economic Geology)

در مورد چگونگی تشکیل کانسارها و وسعت معادن فلزی و غیرفلزی مطالعه می کند.

— زمین شناسی زیست محیطی (Environment Geology)

عبارت است از به کارگیری دانسته ها، داده ها و روش های زمین شناسی که چاره جویی و رهیافت‌های مناسب برای جلوگیری از نارسایی ها و زیان آوری کارکردهای انسان بر محیط زیست را ممکن می سازد.

— زمین شناسی مهندسی (Geotechnic)

شاخه ای از علم زمین شناسی و ژئوتکنیک است که به کاربرد زمین شناسی مهندسی در مسائل مهندسی و پروژه های عمران از قبیل سدسازی، تونل سازی، جاده سازی و سایر پروژه های بزرگ عمرانی می پردازد. در این رشته، خواص مهندسی خاک و سنگ، مقاومت زمین های مختلف، پایداری شیب ها و وضعیت آبهای زیرزمینی در ارتباط با اجرای پروژه های مهندسی مورد توجه قرار می گیرد.

عدم آشنایی با علم زمین شناسی مهندسی و یا سهل انگاری در بهره گیری از این علم در اجرای پروژه های عمرانی می تواند به ایجاد خسارت های جانی و مالی منجر گردد و یا اینکه باعث گردد که اجرای پروژه با صرف هزینه های اضافی و سنگینی همراه گردد. بنابراین با انجام بررسی های زمین شناسی و به خصوص زمین شناسی مهندسی که زیربنای کارهای مهندسی عمران به حساب می آید، می توان از بروز مشکلات و صرف هزینه های اضافی و حادث شدن اتفاقات غیرمنتظره جلوگیری به عمل آورد. لذا ضروری است که قبل از اجرای پروژه های عمرانی بزرگ به مطالعه زمین شناسی ناحیه در مقیاس وسیع اقدام گردد.

 — آب های زیرزمینی (Hydro Geology)

در مورد آب های موجود در عمق زمین و همچنین چشمه ها و چاه ها بحث می کند و با استفاده از مدل های ریاضی به تفسیر و تعیین میزان آبدهی مناطق مختلف می پردازد.

— ژئوفیزیک (Geophysic)

حوادث فیزیکی زمین را از نظر قدرت مقاومت الکتریکی و هدایت امواج الکتریسیته و پخش امواج زلزله و مغناطیس و … موردمطالعه قرار می دهد.

— ژئودینامیک (Geodinamic)

نیروهای مؤثر در تغییر شکل زمین و نتیجه اثر آن ها در زمین شناسی را مورد بررسی قرار می دهد و به دو قسمت تقسیم می شود :

–  نیروهای مؤثر خارجی و نحوه اثر آن ها ( باد ٬ باران ٬ هوا ٬ موجودات زنده و … )

–  نیروهای مؤثر داخلی و نحوه اثر آن ها ( زلزله ٬ آتشفشان ٬ کوهزایی و … )

— ژئوشیمی (Geochemistry)

شیمی زمین را بررسی کرده عناصر متشکله آن و چگونگی تشکیل و نحوه ارتباط آن ها را مطالعه می نماید.

— ژئوبوتانیک (Geobotanic)

رابطه زمین و موجودات زنده گیاهی را ازنظر نوع و جنس سنگ و نیز محیط و ارتفاع بررسی می کند.

— رادیوژئولوژی (Radiogeology)

وضع عناصر رادیواکتیو و چگونگی استفاده از آن را در علم زمین شناسی مشخص

تهیه و تنظیم: فرزانه صادقیان دانشجوی کارشناسی موسسه آموزش عالی حکمت قم