علم زمین شناسی

---

ریشه لغوی

زمین شناسی یا ژئولوژی (Geology) از لغت یونانی Geo به معنی "زمین" و Logos به معنی "علم" یا "منطق" گرفته شده است. به عبارت دیگر زمین شناسی علم مطالعه زمین می‌باشد.

دید کلی

زمین شناسی علمی است که درباره پیدایش زمین ، تشکیلات ، ساختمان و مواد تشکیل دهنده زمین ، کوهها ، دشت‌ها و اقیانوس و همچنین تاریخ پیدایش جانداران و تسلسل وقایع فیزیکی در زمین و بالاخره تحولاتی که در زمین صورت گرفته و می‌گیرد بحث می‌نماید. زمین شناسی در نیم قرن اخیر در جهان و در ربع قرن حاضر در ایران گسترش فراوانی یافت. بسیاری از نظریات سابق دگرگون شد و زمین شناس در بررسی سیاره پرارزش خود به آگاهیهای نوین دست یافت که پایه علوم زمین جدید را فراهم ساخت چون مانند همه رشته‌های تجربی کار زمین شناسی بر اساس مشاهده و تغییر است لذا هر قدر امکان مشاهده مستقیم و غیر مستقیم ما ، از راه‌های ژئوفیزیک ، ژئوشیمی ، ماهواره‌ها و الکترونیک افزایش یابد، طبعا آگاهی‌های ما هم از جهان و از گذشته کره زمین عمیق‌تر می‌گردد.

 

تاریخچه ، سیر تحولی و رشد

• 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 استفاده از آهن معمول گردید. قدیمی‌ترین نقشه زمین شناسی در 2000 سال قبل از میلاد مربوط به معادن زمرد و طلا در مصر باقی مانده است.

• اینکه اولین مطالعات علمی زمین شناسی 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 "السما و العالم" به رشته تحریر در آمده باشد، که در آن از تغییرات وارد بر زمین و آثار جوی ذکر به میان آمده است. بعد از جنگ جهانی دوم (1945-1939) با پیشرفت علوم و تکنولوژی و در نتیجه احتیاج به مواد اولیه اهمیت علم زمین شناسی بیش از پیش آشکار شد. برای جستتجوی معادن فلزی و مخصوصا نفت ، زمین شناسان را بر آن داشت که دست به یک سری مطالعات جدید در زمینه ساختمانهای تحت الارضی زده و مطالب جدید کشف نمایند.

• در اوایل قرن بیستم با پیشنهادات وگنر ، نظر زمین شناسان به فرضیه اشتقاق قاره ها معطوف شد. در سالهای اخیر با مطالعات و توجهات بیشتر به نظریه‌های گسترش کف اقیانوس و تکتونیک صفحه‌ای توسط دانشمندانی همچون مس و مورگان و با استفاده از پیشرفته‌ایی که در سایر علوم حاصل گردیده زمین شناسی وارد مرحله جدیدی از علوم شده است.

تعریف علم زمین شناسی

• زمین شناسی دانش سیاره زمین است ودرباره منشا مواد و اشکال موجود بر آن صحبت می‌کند. گذشته این سیاره وفرایندهایی که برروی آن رخ داده یا درحال رخ دادن است و بر اشکال آن تاثیر دارد بررسی شود. برای حصول نتیجه از این مباحث در زمین شناسی باید اثر فشارهای مختلف مورد اثر بر زمین وهمچنین شیمی موادی که این سیاره از آن تشکیل شده واثر موجودات زمین در آن از جنبه‌های مختلف مورد بحث قرار گیرد. اطلاعات اولیه در مورد خود کره زمین نظیر پیدایش زمین عمر آن و وضعیت آن در فضا واز این قبیل ازطریق مطالعه سایر اجرام سماوی بدست می‌آید و گاها از این طریق با مطالعه وضع فعلی سایر اجرام شبیه زمین به طرز پیدایش رخدادها وتغییرات در گذشته زمین پی می‌برند.

• تمام مطلعاتی که در مسیر شناخت زمین صورت می‌گیرد و علومی که در این مسیر پا گرفته و می‌گیرند در نهایت در خدمت جامعه بشری قرار می‌گیرد‌. در این علوم چگونگی استخراج واستفاده از مواد موجود در زمین و محیطهای زیستی پایدار در زمان پیدایش این مواد مورد بررسی قرار می‌گیرد و در علومی دیگر از خطرات ناشی از نیروهائی در حال حرکت و پویای موجود در زمین که ممکن است رفاه یا هستی انسانها را با خطر نیستی مواجه سازد آگاه می‌سازد. چون مواد موجود در زمین و ساختمانهای طبیعی موجود در آن از ابتدای تاریخ بشریت مورد استفاده انسانها بوده است می‌توان گفت این علم از قدیمیترین علومی است که انسانها نا خودآگاه به آن پرداخته‌اند ودر طی قرون رفته رفته این علم و شاخه‌های متنوع آن مدون و طبقه بندی شدند و رشته‌های فرعی وتخصصی با قوانین تعریف شده را به وجود آورده‌اند که هریک بخشی از دانش زمین شناسی را تشکیل می‌دهند.

• زمین شناسی علمی است که به طور کلی در باره زمین صحبت می‌کند. این تعریف را باید کامل‌تر کرد. زیرا موضوع علوم دیگری نیز مثل هیات و نجوم و ... درباره زمین صحبت می‌کنند. ولی مقصود از زمین شناسی ، شناسایی و مطالعه تئوری‌های پیدایش زمین و مواد تشکیل دهنده آن ، بررسی عواملی که در وضعیت آن تاثیر دارند. و بالاخره مطالعه و شناسائی مواد ارزشمند زمین و نحوه استفاده از آنهاست. زمین شناسی علم قدیمی و دارای سابقه طولانی است. و بشر همواره در مورد زمین کنجکاو بوده است. حوادثی مانند زلزله ، طوفان ، سیل ، گردباد و ... انسان را همواره در مورد زمین نگران می کرده. علم زمین شناسی ، یعنی آنچه که امروزه به علم جداگانه دارای رشته‌های متنوعی است که بیش از دو سه قرن سابقه ندارد. و مانند سایر رشته‌های علوم تحقیقات مداوم دانشمندان متعددی این علم را به پایه امروزی رسانده است.

نقش زمین شناسی در زندگی

زمین شناسی علم قدیمی و سابقه‌داری است. اصولا بشر اولیه ، همیشه در مورد زمین کنجکاو بوده است. این کنجکاوی را می‌توان معلول دو علت اساسی دانست. اول اینکه بشر و سایر موجودات زنده ، هستی خود را مرهون زمین بوده و همیشه غذای خود را از آن بدست می‌آورده‌اند و بدین ترتیب مجبور بوده‌اند که دائما در مورد آن مطالعه کنند تا بتوانند غذای مناسب و حدالامکان متنوعی برای خود به دست آورند. نکته دومی که بشر را در مورد زمین نگران می‌کرده است، وقوع حوادث ناگواری مانند زلزله ، آتشفشان ، طوفان ، سیل و نظایر آن بوده که همیشه خسارات مالی و جانی زیادی را سبب می‌شده است و بشر به ناچار همواره در صدد بوده است که علل این حوادث را دریابد تا بتواند حتی المقدور از وقوع آن جلوگیری و یا حداقل آن را پیش بینی کند.

ارتباط زمین شناسی با سایر علوم

همانند سایر علوم ، زمین شناسی نیز نمی‌تواند بدون کمک دیگر رشته‌های علمی ، موجودیت خود را حفظ کند. مهمترین رشته‌های علمی که زمین شناسی بر مبنای آنها استوار است فیزیک ، شیمی ، مکانیک ، بیولوژی و نجوم‌اند.

تقسیمات علم زمین شناسی

• کانی شناسی:
• درباره مواد تشکیل دهنده زمین ، طرز تشکیل و نحوه شناسائی آنها گفتگو می‌کند.
• سنگ شناسی:
• موضوع بحث آن سنگ‌های زمین ، تقسیم بندی و چگونگی تشکیل آنهاست.
• هواشناسی:
  راجع به آزمایش‌های مربوط به هوا و مشخصات آن صحبت می‌کند.
• آب شناسی:
• موضوع بحث آن آب‌های زمین است. این رشته خود به دو قسمت آبهای سطحی و آبهای زیر زمینی تقسیم می‌شود.
• زمین شناسی ساختمانی:
• درباره ساختمان‌های طبیعی زمین صحبت می‌کند.
• زمین شناسی فیزیکی:
• 
  در باره مشخصات طبیعی زمین صحبت می‌کند.
• دیرینه شناسی:
• راجع به موجودات زنده‌ای که در قدیم زندگی می‌کرده‌اند و شرایط زندگی آنها بحث می‌کند. با استفاده از این رشته می‌توان سن طبقات مختلف زمین را محاسبه کرد.
• رسوب شناسی:
• راجع به رسوبات و نحوه تشکیل آنها صحبت می‌کند.
• چینه شناسی:
• موضوع بحث آن درباره طبقات مختلف زمین و ارتباط آنها با یکدیگر است.
• ژئومرفولوژی:
  موضوع بحث آن در مورد عوارض زمین است و درباره طرز پیدایش پستی‌ها و بلندی‌ها گفتگو می‌کند.
• ژئوفیزیک:
  درباره خواص فیزیکی زمین نظیر جاذبه ، ثقل ، فشار و حرارت بحث می‌کند. در قسمتی از این رشته که به نام ژئوفیزیک عملی معروف است ، نحوه استفاده از خواص زمین در پی‌گیری و اکتشاف مواد معدنی بحث می‌شود.
• ژئو شیمی:
• راجع به خواص شیمیایی زمین و ترکیب مواد تشکیل دهنده آن گفتگو می‌کند. در این رشته نحوه استفاده از خواص شیمیایی عناصر تشکیل دهنده زمین در اکتشاف مواد معدنی مورد بحث است.
• زمین شناسی اقتصادی:
• این رشته از زمین شناسی درباره آن دسته از مواد زمین که ارزش اقتصادی دارند صحبت می‌کند. و نحوه و شرایط تشکیل آنها را بررسی می‌کند.
• زمین شناسی مهندسی:
• در باره چگونگی استفاده از اطلاعات زمین شناسی در کارهای مهندسی نظیر سد سازی ، جاده‌ سازی و ... گفتگو می‌کند.
• فتوژئولوژی:
  به کمک این رشته می‌توان با استفاده از عکس‌های هوایی زمین ، نقشه زمین شناسی تهیه کرد.
• زلزله شناسی:
• زمین لرزه‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.
• آتشفشان شناسی:
• آتشفشان‌ها و فعالیتهای آتشفشانی را مورد بررسی قرار می‌دهد.
• اقیانوس شناسی:
• اقیانوس‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.
• پالئو ژئوگرافی:
• درباره شکل و توزیع خشکی‌ها و دریاهای زمین در ادوار گذشته زمین شناسی گفتگو می‌کند.
• پالئو بوتانی:
• راجع به گیاهانی که در قدیم می زیسته‌اند و چگونگی شناسائی آنها گفتگو می‌کند.
• دورسنجی:
  در آن نحوه بررسی زمین با استفاده از ماهواره‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.
• غارشناسی:
  در آن نحوه پیدایش غارها مورد بررسی قرار می‌گیرد .
• زمین شناسی دریایی:
• در آن در مورد آبها بحث می‌شود.
• زمین شناسی ساختمانی و تکتونیک:
• درباره ساخت‌های مختلف سنگهای تشکیل دهنده پوسته ، چگونگی تشکیل و ارتباط آنها با عوامل داخلی زمین ، بحث می‌کند.

دوره های زمین شناسی

دوره های زمین شناسی

دوره کواترنری

دوره اردویسین

دوره پرمین

دوره تریاس

دوره دونین

دوره ژوراسیک

دوره سلیورین

دوره کامبرین

دوره کربنیفر

دوران پالئوسونیک

مززوئیک

دوره کواترنری

در سال 1829 میلادی یکی از استادان زمین شناسی موسوم به دانویه جدیدترین ته نشینهای تشکیل دهنده قشر فوقانی زمین را به نام زمینهای دوران چهارم خوانده است. ولی در تقسیمات اخیر از آن به نام دوره یادمی‌کنند.

 مشخصات دوره کواترنری

این دوره بر خلاف دیگر دوره‌های زمین شناسی بسیار کوتاه و بیش از یک و نیم میلیون سال از عمر آن نمی‌گذرد. چون کوهزایی دوره کواترنری دنباله کوهزایی آلپ در پلیوسن است، بعضی از زمین شناسان آن را به نام پلیوکواترنر می‌نامند. از طرفی نظر به اینکه یخچالها در این دوره توسعه زیادی داشته‌اند، آن را دوره توسعه یخچالها نیز نامیده‌اند. در این دوره است که کوههای اروپای شمالی کانادا قسمت مهمی از آمریکای شمالی از یخ پوشیده بوده است.

 پیدایش انسان

چون پیدایش انسان در دوره کواترنری گرفته است، برخی از زمین شناسان و دیرینه شناسان آن را دوره انسان یا دوره آنتروپوزوئیک نیز نامیده‌اند. از نقطه نظر دیرینه شناسی ، دوره کواترنری با توسعه فیلها ، شترها و دیگر پستانداران امروزی که در پلیوسن نیز وجود داشته‌اند مشخص می‌گردد. از نظر دیرینه شناسی ، دوره کواترنری را بر اساس فسیل انسانهای اولیه تقسیم بندی می‌نمایند.
برای مثال در روسیه مقیاس تقسیمات چینه شناسی این دوره بر اساس مطالعات انسان شناسی مبتنی بر دلایلی نظیر اندازه‌های مختلف قد و اعضاء بدن از بدو پیدایش تاکنون صورت می‌گیرد. بطور کلی دوره کواترنری با عقب نشینی دریا و پیدایش دوره‌ای یخچالی و همچنین پیدایش انسان آغاز می‌گردد.

 تقسیمات دوره کواترنری

 دوره کواترنری را اغلب به دو زیر دوره تقسیم می‌کنند:

·         پلیتوسن: که مطابق با دوره‌های قبل از یخبندان و دوره‌های یخبندان است.

·         هولوسن: که شامل دوره‌های بعد از یخبندان و از چند هزار سال تجاوز نمی‌کند.

 حیات در کواترنری

در نواحی خارج از محیطهای یخچالی دوره کواترنری در دریاها دو گروه از موجودات تشخیص داده است. یکی موجودات مربوط به محیطهای گرم مانند گاستروپودها و دیگری موجوداتی که مربوط به محیطهای سرد هستند، مانند بعضی از لاملی برانکیاها. در این دوره یک دسته از موجودات به طرف شمال و دسته دیگر در دوره یخچالی به طرف جنوب کره زمین مهاجرت کرده‌اند. از جانوران خشکی مخصوص نواحی گرم می‌توان: فیلها ، رینوسرسها و ماستودونها را نام برد.
مهمترین موجودات اولین دوره بین یخچالی عبارتند از: الفاس‌انتی‌کاس و رینوسراس مرکی و بالاخره از موجودات خشکی نواحی سرد می‌توان فیل ماموت را نام برد. بطور کلی گیاهان کواترنر شبیه به گیاهان دوره نئوپن و گیاهان امروزه بودند. در موقعی که یخچالها توسعه یافته‌اند، گیاهان مشخص نواحی سرد مانند بید علفی توسعه یافته‌اند. بر عکس در مواقع سردی یخچالها گیاهان نواحی گرم مانند ماگنولیا در آمریکا دیده شده‌اند گیاهانی مانند شمشماد ، سرو خمره‌ای و مو در دوره بین یخچالی دیده شده‌اند.

 حرکات کوهزایی در کواترنری

کوهزایی در دوره نئون به بیشینه توسعه خود رسیده است. لذا در دوره کواترنری حرکات کوهزایی چندان اهمیت نداشته و چین خوردگی مهمی به وقوع نپیوسته است. مع هذا از این دوره جنبشهای خفیفی در کنار دریاها به موازات چین خوردگیهای دوره نئون مشاهده شده است.

 پدیده‌های آتشفشانی کواترنری

با اینکه برخی از زمین شناسان عقیده دارند که پدیده‌های آتشفشانی در دوره کواترنری اهمیت چندانی ندارند، ولی در این دوره ، آتشفشانها فعالیتهای زیادی داشته و گدازه های فراوان از آنها باقی مانده است. یکی از مهمترین مراکز آتشفشانی دوره کواترنری آتشفشان ایسلند است که گدازه‌های بازالتی از آن به بیرون رانده شده است. پدیده‌های آتشفشانی در ناحیه شرقی بن در فرانسه نیز دیده شده است.

در اروپای مرکزی و جنوبی چندین آتشفشان متعلق به این دوره شناخته شده است، ولی هم اکنون کاملا خاموش هستند. در آمریکا فعالیتهای آتشفشانی دوره کواترنری در نواحی سیرا (Seerra) کوههای اورگان واشنگتن (آمریکای شمالی) دیده می‌شود. در ایران نیز فعالیتهای آتشفشانی کواترنری از جمله سهند و سبلان و تفتان گزارش شده‌اند.

 جغرافیای دیرینه کواترنری

بطور کلی باید خاطر نشان کرد که گسترش و پیشروی یخچالها و تشکیلات مربوط به آنها با پیشروری و پسروی دریاها نسبت معکوس داشته است. یعنی هر وقت دریاها پیشروی داشته‌اند از وسعت یخچالها کاسته شده و هر گاه دریاها پسروی نموده‌اند پیشروی یخچالها و تشکیلات مربوط به آنها توسعه یافته‌اند.
تغییرات شدید و وسیع دبی آبهای حاصل از ذوب یخچالها موجب ایجاد پادگانه‌ای رودخانه شده و نوسان سطح آب دریا یعنی پیشروی و پسرویهای مقدار دریا نیز پادگانه‌های ساحلی را بوجود آورده است. تعداد پادگانه‌های دریایی کواترنری در مناطق مختلف متغیر بوده و بیشتر در شمال اروپا و یا نواحی مدیترانه شناسایی شده‌اند و سن مطلق آنها نیز محاسبه شده است