0

علم زمین‌شناسی

2071 بازدید
علم زمین‌شناسی

فهرست مطالب

زمین‌شناسی علمی است که ساختمان، وضعیت فعلی و تغییر و تحولات گذشته زمین را مورد بررسی قرار می‌دهد. انسان پیوسته در شناخت محل زندگی خود کنجکاو بوده و برای دوام و بقا خویش و استفاده از منابع طبیعی تفکر و تلاش می‌کرده است. بدین جهت همیشه به زمین و منابع آن نیازمند بوده است.

مدارک و اسناد حاکی از آن است که حدود 4500 سال قبل از میلاد، انسان موفق به استخراج مس شد، حدود 2800 سال پیش از میلاد آلیاژ مفرغ بوسیله ایرانیان شناخته شد. در سال‌های 1600 تا 1300 پیش از میلاد از آهن استفاده گردید. قدبمی‌ترین نقشه زمین‌شناسی در 2000 سال قبل از میلاد مربوط به معادن زمرد و طلا در مصر باقی مانده است (الیاسی 1364).

اینکه اولین مطالعات علمی زمین‌شناسی از چه زمانی آغاز شده به درستی مشخص نیست، شاید اولین نوشته در مورد این علم به وسیله ارسطو (332-348 سال قبل از میلاد) در کتاب السماء والعالم به رشته تحریر درآمده باشد، که در آن تغییرات وارد بر زمین و آثار جوی ذکری به میان آمده است. بررسی در این خصوص را به مروری بر نوشته‌های دانشمندان  غیراسلامی، آیات قرآن و متفکران اسلامی اختصاص داده می‌شود.

دانشمندان غیراسلامی

هالی کاراناسوس (455-484 قبل از میلاد) آلمانی پس از یک سری مطالعات علمی به ارتباط بین زلزله‌ها، شکستگی‌ها و حرکات زمین پی برد.

اراتوستن (195-276 قبل از میلاد) به کرویت زمین پی برد و قطر آن را تا 20% تقریب محاسبه کرد. این واقعیت علمی برای مدت‌ها به فراموشی سپرده شده بود به طوری که حتی 1800 سال بعد از آن دانشمندان اروپایی فکر می‌کردند زمین مسطح است. الدر (79-28 بعد از میلاد) که به مطالعه و سفرهای علمی علاقه‌مند بود توانست فرهنگ نامه‌ای در تاریخ طبیعی بنوسید که تا سال‌های بعد از او هم مورد استفاده قرار گیرد.

پلین (23-79 بعد از میلاد) طبیعی‌دان رومی 37 جلد کتاب دایرة‌المعارف در تاریخ طبیعی تالیف نموده است. وی در در هنگام فوران کوه وزوو (سال 79) در حال کمک برای نجات مردم کشته شد. به یاد این نویسنده بزرگ انفجاری شبیه کوه وزوو را که خاکستر فراوان از خود خارج می‌کند به نام پلینین نامگذاری کرده‌اند.

تا حدود سال 1700 بیشتر دانشمندان فکر می‌کردند زمین مرکز عالم است و خورشید و دیگر سیارات به دور آن می‌چرخند و هر نظریه‌ای را که در رد نظریه فوق بیان میشد مورد مخالفت کلیسای کاتولیک و پروتستان‌ها قرار میگرفت. به عنوان مثال کوپرنیک (1543-1473 میلادی) در کتابی نوشت: خورشید مرکز عالم است و زمین به دور آن می‌چرخد. بدین جهت کتاب و نوشته‌های گوپرنیک از طرف کلیسا توقیف شد.

گالیله (1642-1504 میلادی) به جرم  طرفداری از نظریه کوپرنیک مورد تعقیب و محاکمه قرار گرفت.

در اواسط قرن هفدهم در سواحل ایتالیا فسیل گلوسوپتره و همزمان با آن فسیل بلمنیتی پیدا شد. در آن زمان مردم اعتقاد داشتند این اجسام از آسمان افتاده‌اند و سبب مرگ عده‌ای شده‌اند.

استنو (Steno) پزشک و دانشمند دانمارکی (1638-1686 میلادی) بر علیه نظریه کلیسا مطالبی در مورد زمین بیان نمود. در سفری که به ایتالیا داشت از دیدن گلوسوپتره به این نتیجه رسید که این چیزی جز فسیل دندان قدیمی نیست که در داخل سنگ‌ها باقی‌مانده است. استنو پس از یک سری مطالعات کتابی در باب قرار گرفتن مواد جامد در جامد به رشته تحریر درآورد. در این کتاب استنو اصولی را بیان کرد که امروز هم مورد قبول و استفاده دانشمندان قرار می‌گیرد. اصول استنو عبارتند از:

  • ته‌نشست افقی لایه‌ها (اصل افقی بودن لایه‌ها)
  • اصل گسترش جانبی لایه‌ها
  • اصل انطباق لایه‌ها

اطلاعات پزشکی استنو به او کمک کرد تا کشف کند فسیل‌ها بقایای موجودات زنده‌ای بوده‌اند که در قبل میزیسته‌اند. وی از این واقعیت برای شناخت گذشته استفاده نمود. استنو در سال 1667 میلادی تحت فشارهای وارد از طرف کلیسا مجبود به رها کردن تحقیقات زمین‌شناسی شد ولی خوشبختانه اصول و تحقیقات ارزنده وی پایه خیلی از مطالعات بعدی قرار گرفت.

مورو (1687-1764 میلادی) اعلام کرد همه کوه‌ها و سنگ‌ها حتی سنگ‌های آهکی و جرائر مرجانی در نتیجه فعالیت آتشفشانی به وجود آمده است. گوتارد (1715-1787 میلادی) ضمن مطالعه یک کوه آتشفشانی در جنوب مرکزی فرانسه اعلام داشت بازالت در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی در دریا حاصل شده است. این نظریه در سال 1774 توسط دسمارت (1725-1815 میلادی) رد شد.

دسمارت پس از سی سال تحقیق و مطالعه در صحرا و آتشفشان‌ها اظهار داشت بازالت در نتیجه سرد شدن مواد آذرین حاصل شده است.

شاید اولین طبقه‌بندی سنگ‌ها مربوط به معلمی آلمانی به نام ورنر (1750-1816 میلادی) باشد در این طبقه‌بندی سنگ‌ها به دسته‌های زیر تقسیم شده اند.

الف-سنگ‌های اولیه که حاصل فعل و انفعالات شیمیایی در دریاها می‌باشند. مانند گرانیت، اسلیت، بازالت، مرمر. ضمنا این سنگ‌ها را فاقد فسیل می‌دانست.

ب-سنگ‌های لایه‌بندی شده شامل زغالسنگ، سنگ‌های آهکی، کنگلومرا، ماسه‌سنگ.

پ-سنگ گچ؛ این سنگ‌ها را حاصل سنگ‌های اولیه و ته‌نشینی شیمیایی می‌دانست.

ت-سنگ‌های آذرین؛ این سنگ‌ها قسمت کمی از سطح زمین را تشکیل می‌دهند و از ذوب شدن سنگ‌های رسوبی به وجود آمده‌اند.

ث-رسوبات حمل شده یا رسوبات رودخانه‌ای و در نهایت سری پنجمی است که بین دو سری اول و دوم قرار می‌گیرند. این طبقه‌بندی امروزه مورد قبول زمین‌شناسان نمی‌باشد. ورنر چون به کلیسا احترام می‌گذاشت از طرف آن‌ها مورد حمایت قرار گرفت.

در مورد سن زمین، کلیسا عقیده داشت که 6000 سال از عمر آن گذشته است. در سال 162 زمان پیدایش زمین توسط لایت فود 9 صبح اول سپتامبر 3928 سال ماقبل تاریخ اعلام شد. در سال 1658 اشر در حاشیه تورات پیدایش زمین را بیست و سوم اکتبر 4004 ماقبل تاریخ نوشت. دانشمندان امروز سن زمین را در حدود 4/5 میلیارد سال محاسبه کرده‌اند. (فریتز و مور 1988)

هاتن زمین‌شناسی اسکاتلندی (1726-1798 میلادی) اظهار داشت که بیشتر حوادث زمین که امروزه اتفاق می‌افتد مانند آنچه است که در گذشته اتفاق افتاده است. هاتن طی مطالعات زیادی که بر روی ساختارهای زمین‌شناسی از جمله شکستگی‌ها و دگرشیبی‌ها داشت بیان کرد که تشکیل این ساختارها در زمین احتیاج به زمان طولانی دارد. همچنین عامل پیدایش اغلب این ناهماهنگی‌ها را توده‌های نفوذی سنگ‌های اذرین و فوران‌های آتشفشانی می‌دانست.

قرآن

با اینکه قرآن برای هدایت و ارشاد جامعه انسانی در امور دنیوی و اخروی بر پیامبر اسلام نازل شده است، اشارات بسیار دقیق راجع به آسمان و زمین نموده است. قرآن نه‌تنها از نظر فصاحت و بلاغت معجزه است بلکه از نظر علمی نیز دارای اعجاز می‌باشد. در قرآن به یک سلسله ایات و اشارات علمی برمیخوریم که مطابق با آخرین تحقیقات و اکتشافات روز است. اسلام  مردم را به شناخت زمین و پدیده‌های مختلف آن ترغیب نموده است. آنجایی که می‌فرماید:

بگو زمین را سیر و سیاحت کنید و ببینید که چگونه خداوند آفرینش را آغاز فرموده است. سوره انکبوت/آیه 20

در قرآن کریم آیات زیادی در خصوص شناخت زمین و چگونگی به وجود آمدن آن آورده شده است. برای نشان دادن عظمت آن عوامل طبیعی سوگند یاد می‌کند. بحث در آیات قرآن در خصوص زمین‌شناسی احتیاج به فرصت زیادی داشته و از طرفی خارج از توان این حقیر است.

در اینجا به نمونه‌هایی از ترجمه آیات قرآن در شناخت زمین اشاره میگردد:

و کوه‌ها را نمی‌بینند که چگونه برافراشته‌اند و بر زمین نظر نمی‌کنند که چگونه گسترده‌اند. سوره الغاشیه آیات 18 و 19

آیا ما زمین را مهد آسایش خلق نگرداندیم و کوه‌ها را عماد و نگهبان آن نساختیم. سوره النباء آیات 7 و 8

هنگامی که زمین به سخت‌ترین زلزله خود به لرزه درآید و بارهای سنگین اسرار درون خویش همه را از دل خاک بیرون افکند. سوره الزلزال آیات 1 و 2

بگو آیا نسبت به کسی که زمین را در دو روز (دو نوبت) بیافرید و بر روی آن، طی چهار دوره کوه‌ها برافراشت و در آن نعمات و برکات خود را به ودعیت گاشت کفر می‌ورزید و برای او شریک قرار می‌دهید، کسی که پروردگار جهانیان است. سوره فصلت آیه 9

و زمین را گسترش دادیم و در آن کوه‌ها (از دهانه‌های آتشفشان) بیفکندم. سوره ق آیه 17

کوه‌ها را می‌بینید و آن‌ها را ساکن می‌پندارید،در صورتی که همچوم ابرها در حرکتند. سوره نحل آیه 88

هر کدام از آیات فوق سرفصل مطالب مهم و اساسی در زمین‌شناسی هستند که با پیشرفت علم و تکنولوژی روز به روز بر اهمیت آن افزوده می‌شود.

دانشمندان اسلامی

در آثار بجای مانده از متفکران اسلامی در خصوص علوم زمین نظراتی ارائه شده که به تعدادی از آن‌ها فهرست‌وار اشاره می‌گردد.

ابوالفدا اولین کسی است که برای اثبات کرویت زمین دلیل نجومی ذکر کرده است (الیاسی 1364).

حنین بن اسحاق نسطوری (125 تا 188 هجری) برای اولین بار صفات بلورشناسی یاقوت قرمز و یاقوت کبود را کشف کرده است.

زکریای رازی (25 تا 312 هجری) فیلسوف علوم طبیعی و شیمی در نوشته‌های خود به خواص مواد معدنی و سنگ‌ها اشاره نموده است.

در رسائل اخوان‌الصفا که طبقه‌ای از حکمای قرن چهارم در 52 یا 54 جلد تحریر یافته شامل مسائل علوم منطقی و ریاضی و طبیعی و الهی و حکمت عملی است. در قسمتی از این رسائل در خصوص مراتب پیدایش عالم، کرویت زمین تغییر و تحولات پوسته جامد زمین، پیدایش مواد معدنی و زلزله بحث شده است.

ابوریحان بیرونی (362 تا 440 هجری قمری) از جمله دانشمندان بزرگ ایرانی اسلامی است که علاوه بر تعقل به تجربه نیز برای رسیدن به حقایق اعتقاد داشته است. نظرات وی در زمین‌شناسی در کتاب الجماهر فی معرقه الجواهر بیان شده است. بیرونی موفق شد وزن‌مخصوص 9 کانی را مورد مقایسه و دقت نظر قرار دهد. وی چگونگی تعیین مدار زمین در یک نقطه را با روش ساده توضیح داد.

این دانشمند بعضی از خواص فیزیکی مانند: بو، رنگ، نرمی و زبری کانی‌ها را بیان کرده است. بیرونی به تحولات تدریجی سطح زمین معتقد بود، در خصوص تغییرات سنگ‌ها مانند شکستگی‌ها و چینه‌بندی‌های سنگ‌های رسوبی در اثر فشارهای درونی زمین در نوشته‌های خود اشاره نموده است. وی مانند اخوان‌الصفا فسیل‌ها را بقایای حیوانات دریایی می‌دانست، نظرات روشن و درستی در مورد فسیل شدن و قالب داخلی و خارجی بیان داشته است. با وجود اعتقاد به تغییرات تدریجی در سطح زمین مانند سایر دانشمندان معاصر خود معتقد به انقلاب و تحولات سریع و ناگهانی و زیر و رو شدن وضع زمین نیز بوده است.

شیخ‌الرئیس ابوعلی سینا (370 تا 427 هجری) متفکر و فیلسوف بزرگ در خصوص چگونگی پیدایش رسوبات رودخانه‌ها، ساختمان کوه‌ها، بقایای نباتات و حیوانات ادوار گذشته تجربیات و مشاهدات جالبی دارد حتی سنگ‌های شهابی را نیز تجزیه کرده و مواد سازنده آن‌ها را با مواد معدنی زمین مقایسه نموده است. او معتقد است که خشکی‌های فعلی زمانی زیر دریا بوده‌اند.

ابوبکر محمدبن حسن کرجی از دانشمندان ایران در قرن چهارم و اوایل قرن پنجم هجری است که در مورد آب‌های زیرزمینی، منابع آب و حفر چاه‌ها و قنوات مطالعات قابل توجهی منتشر نموده است. وی علت شوری آب دریا را بخار شدن آب‌ها می‌داند. همچنین در مورد تعیین فواصل دو کوه و تعیین اختلاف ارتفاع قله کوه از محلی معین روش‌های عملی ارائه داده است.

خواجه نصیرالدین طوسی، یکی از فلاسفه و حکما و ریاضیدانان بزرگ مسلمان ایران است که در قرن ششم و هفتم هجری می‌زیسته است. کار اصلی وی در زمینه علوم ریاضی و نجوم بود ولی در مورد سنگ‌های قیمتی و جواهرات نیز کتابی بنام تنسوخ نامه ایلخانی نوشته است. وی مشخصات برخی کانی‌ها و مواد معدنی را به دقت بررسی نموده و به رشته تحریر درآورده است.

ذکر تمامی نوشته‌های ارزشمند متفکران اسلامی در زمین‌شناسی هرچند هم به اختصار باشد کتابی چند صد صفحه‌ای خواهد شد و در این مختصر نمی‌گنجد. بطور کلی در آسمان علم و دانش ستارگان درخشان اسلامی در اعصار و قرون مختلف پرتوافشانی نموده‌اند. برماست که گنجینه‌های عظیم علمی و فرهنگی خود را شناخته و با عشق و ایمان در کسب علوم و خلاقیت به پیش رویم.

پیشرفت‌های اخیر

بعد از جنگ جهانی دوم (1945-1939) با پیشرفت علوم و تکنولوژی و در نتیجه احتیاج به مواد اولیه اهمیت علم زمین‌شناسی بیش از پیش آشکابر شد. برای جستجوی معادن فلزی و مخصوصا نفت، زمین‌شناسان را بر آن داشت که دست به یک سری مطالعات جدید در زمینه ساختمان‌های تحت‌الارضی زده و مطالب جدیدی کشف نمایند. همزمان و با بهره‌گیری از تکنولوژی جدید اکتشافات زمین‌شناسی زیردریایی نیز گسترش یافته است.

در اوایل قرن بیستم با پیشنهادات وگنر نظر زمین‌شناسان به فرضیه اشتقاق قاره‌ها معطوف شد. در سال‌های اخیر با مطالعات و توجهات بیشتر به نظریه‌های گسترش کف اقیانوس‌ها و تکتونیک صفحه‌ای توسط دانشمندانی همچون هس (1962) و مورگان (1981) و با استفاده از پیشرفت‌هایی که در سایر علوم حاصل گردیده زمین‌شناسی وارد مرحله جدیدی از علوم شده است. بهره‌گیری از رایانه و اینترنت تحقیقات و مطالعات زمین‌شناسی وارد مرحله جدیدی شده است.

تغییر و تحولات زمین

لازم است به چند سوال توجه شود: آیا کوه‌ها، دشت‌ها و دریاهای امروزی همیشه به همین وضع فعلی بوده‌اند؟ آیا موجودات زنده امروزی همان موجودات سالیان گذشته‌اند؟ و بطور کلی چهره ظاهری زمین تغییر ناپذیر و دائما به یک شکل بوده است؟ مسلما خیر، زمانی جانوران و گیاهانی حیات داشته‌اند که امروزه جز آثار فسیلی، اثر دیگری از آن‌ها باقی نمانده است.

گرچه مقدار انرزی و مدت زمان لازم برای ساخته شدن کوه‌ها، فرسایش قاره‌ها و تغییر خطوط ساحلی کار ساده‌ای نیست اما ناچار از پذیرش این تغییرات هستیم زیرا شواهدی موجود هست که نشان می‌دهد زمین دائما در حال تغییر و تکامل است.

پاره‌ای از تغییرات سطح زمین مانند فوران یک آتشفشان و یا وقوع زلزله سریع و ناگهانی بوده که ممکن است آن‌ها را با چشم خود ببینیم ولی اغلب موارد تغییرات زمین به قدری کند است که طول عمر آدمی قادر به مشاهده این تغییرات و نتایج حاصل از آن نیست.

بعضی از تغییر و تحولاتی که در سال‌های اخیر اتفاق افتاده‌اند به شرح زیر است:

جزیره کاراکاتوا در اندونزیا در سال 1883 در اثر انفجر حاصل از آتشفشان ناپدید و 300 متر پایین‌تر از سطح آب رفت. آب و هوا از سال 1899 تا 1950 بین 5 تا 0/7 درجه سانتی‌گراد کمتر شده است.

سطح آب دریاها از سال 1890 تا 1950 حدود 7/5 سانتی‌متر بالا آمده و تداوم دارد. بزرگ‌ترین یخبندان بین 20000 تا 25000 سال قبل اتفاق افتاده و سطح آب دریاها 100 متر پایین‌تر از وضع فعلی بوده‌اند. اگر همه برف‌ها ذوب شوند سطح آب دریاها 50 متر بالاتر می‌آید و بعضی از شهرها از جمله نیویورک هوستن و واشنگتن دی‌سی در آمریکا به زیر آب می‌روند.

امروزه شواهدی موجود است که نشان می‌دهد زمین در طول عمر بیش از چهار میلیارد ساله خود تغییرات و سوانح بسیاری را پشت سر گذاشته است. زمین‌شناسان ثابت نموده‌اند که قطب‌های شمال و جنوب زمین در طی زمان‌های گذشته چندین بار عوض شده‌است. مطالعات نشان می‌دهد که محورهای خشکی‌ها از محل استقرار خود گسیخته شده و بر روی سطح کره به حرکت درآمده‌اند.

یکی از پدیده‌های جالب زمین‌شناسی دوران حاضر پیدایش و گسترش دریای احمر است. بر اثر همین پدیده است که خشکی عربستان از قاره آفریقا در حال دور شدن می‌باشد. نتایج تحقیقات فینزی (1987) حاکی از آن است که هر ساله بطور متوسط 2/5 میلی‌متر بر ارتفاع کوه‌های زاگرس افزوده می‌شود.

فرآیندهایی که باعث تغییرات سطح زمین می‌گردند می‌توان به دو دسته فرآیندهای بیرونی و فرآیندهای درونی تقسیم نمود. فرآیندهای بیرونی یا فرآیندهای خارجی عواملی هستند که در سطح بیرونی زمین فعالیت دارند. در عوض فرآیندهای داخلی همواره از داخل زمین تغییر و تحولاتی را در سطح آن بوجود می‌آورند. فرآیندهای خارجی از جمله آب، باد، یخچال‌ها و تغییرات جوی همواره موجب متلاشی شدن، ساییدن، حل کردن و به حرکت درآوردن سنگ‌ها در فرورفتگی‌های سطح زمین مانند دریاها و دریاچه‌ها میشوند. نتیجه فعالیت‌های فرآیندهای خارجی سبب صاف و هموار شدن سطح زمین است.

شواهد مختلف حاکی از آن است که زمین در گذشته هیچگاه مسطح نبوده و احتمال اینکه در آینده نیز چنین وضعی پیدا کند بعید به نظر می‌آید زیرا فرآیندهای درونی عکس فرآیندهای بیرونی عمل می‌کنند.

فرآیندهای درونی زمین از قبیل آتشفشانی، کوهزایی، خشکی‌زایی و حتی گسترش کف اقیانوس‌ها دائما سبب ناهموار شدن سطح زمین می‌شوند. لازم به ذکر است که نوع فرآیندها و همچنین شدت و ضعف این فعالیت‌ها در طول زمان و در نقاط مختلف یکسان نبوده است.

منبع: کتاب زمین‌شناسی تاریخی “محمد داستان‌پور”

امیدواریم این مطالب مورد توجه شما عزیران قرار گرفته باشد. لطفا از طریق ثبت دیدگاه و امتیاز ستاره‌ای ما را در هرچه بهتر ارائه دادن مطالب یاری بفرمایید. با تشکر از همراهی شما عزیران 😊

و در ادامه ما همچنان مطالب نوشتاری خودمان را کامل و بی‌نقص نمی‌دانیم و انتظار داریم با همراهی مخاطبان و اساتید گرامی زمین‌شناسی، مطالب روز به روز کامل‌تر و درخور خوانندگان عزیز باشد 🙂

آیا این مطلب را می پسندید؟
https://zamincenter.com/?p=4431
اشتراک گذاری:
برچسب ها:

نظرات

2 نظر در مورد علم زمین‌شناسی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

چهار + 15 =