كتاب زمنشاسي - دوازدهم - PDF

‫ــــم‬ ‫لــــی ُم َح َّمــــ ٍد َو آلِ ُم َح َّمــــ ٍد َو َع ِّج ْ‬ ‫ــــل َف َر َج ُه ْ‬ ‫ـــــل َع ٰ‬ ‫اَللّٰ ُه َّ‬ ‫ــــم َص ِّ‬ ‫زمینشناسی...

‫ــــم‬ ‫لــــی ُم َح َّمــــ ٍد َو آلِ ُم َح َّمــــ ٍد َو َع ِّج ْ‬ ‫ــــل َف َر َج ُه ْ‬ ‫ـــــل َع ٰ‬ ‫اَللّٰ ُه َّ‬ ‫ــــم َص ِّ‬ ‫زمینشناسی‬ ‫رشتههای علوم تجربی ـ ریاضی و فیزیک‬ ‫پایۀ یازدهم‬ ‫دورۀ دوم متوسطه‬  ‫وزارت آموزش و پرورش‬ ‫سازمان پژوهش و برنامه‌ريزي آموزشي‬ ‫زمینشناسی ـ پایۀ یازدهم دورۀ دوم متوسطه ـ ‪111237‬‬ ‫نام کتاب‪:‬‬ ‫سازمان پژوهش و برنامهریزی آموزشی‬ ‫پدیدآورنده‪:‬‬ ‫دفتر تألیف کتابهای درسی عمومی و متوسطه نظری‬ ‫مدیریت برنامهریزی درسی و تألیف‪:‬‬ ‫محمدحسن بازوبندی‪ ،‬هاله تیمورزاده‪ ،‬فرزانه رجایی‪ ،‬مریم عابدینی و حمیدرضا ملک محمدی (اعضای‬ ‫شناسه افزوده برنامهریزی و تألیف‪:‬‬ ‫شورای برنامهریزی)‬ ‫محمدحسن بازوبندی‪ ،‬بهروز صاحبزاده‪ ،‬مریم عابدینی‪ ،‬ناهید کرباسیان‪ ،‬سروش مدبری‪ ،‬حمیدرضا‬ ‫ناصری و با همکاری احمد حسینی (اعضای گروه تألیف) ـ علیاکبر احمدی‪ ،‬فرزانه رجایی‪ ،‬رضا‬ ‫سنگقلعه‪ ،‬ابراهیم شریفی تشنیزی‪ ،‬مریم عابدینی‪ ،‬رزیتا عسگری گرمی (اعضای گروه بهسازی و‬ ‫غنیسازی) ـ مریم عابدینی (ویراستار علمی) ـ علیاکبر میرجعفری (ویراستار ادبی)‬ ‫اداره ّ‬ ‫کل نظارت بر نشر و توزیع مواد آموزشی‬ ‫مدیریت آماده‌سازی هنری‪:‬‬ ‫احمدرضا امینی (مدیر امور فنی و چاپ) ـ جواد صفری (مدیر هنری‪ ،‬طراح گرافیک)  ـ مریم وثوقی‬ ‫شناسه افزوده آمادهسازی‪:‬‬ ‫انباردان (صفحهآرا)ـ علیرضا امری کاظمی (عکاس) ـ الهام محبوب (رسام) ـ فاطمه باقریمهر‪ ،‬شاداب‬ ‫ارشادی‪ ،‬علیرضا ملکان‪ ،‬فاطمه پزشکی و ناهید خیامباشی (امور آمادهسازی)‬ ‫تهران‪ :‬خیابان ایرانشهر شمالی ـ ساختمان شمارۀ ‪ ٤‬آموزش و پرورش (شهید موسوی)‬ ‫نشانی سازمان‪:‬‬ ‫تلفن‪٩:‬ـ‪ ،٨٨٨٣١١٦١‬دورنگار‪ ،٨٨٣٠٩٢٦٦ :‬کد پستی‪١٥٨٤٧٤٧٣٥٩ :‬‬ ‫وبگاه‪ www.chap.sch.ir :‬و ‪www.irtextbook.ir‬‬ ‫شرکت چاپ و نشر کتاب های درسی ایران تهران‪ :‬کیلومتر ‪ ١٧‬جادۀ مخصوص کرج ـ خیابان ‪٦١‬‬ ‫ناشر‪:‬‬ ‫(داروپخش) تلفن‪  ٥ :‬ـ ‪ ،٤٤٩٨٥١٦١‬دورنگار‪ ،44985160 :‬صندوق پستی‪١٣٩ :‬ـ  ‪٣٧٥١٥‬‬ ‫شرکت چاپ و نشر کتابهای درسی ایران «سهامی خاص»‬ ‫چاپخانه‪:‬‬ ‫چاپ هشتم ‪1403‬‬ ‫سال انتشار و نوبت چاپ‪:‬‬ ‫شــابك‪1‬ـ‪2805‬ـ‪05‬ـ‪964‬ـ‪978‬‬ ‫‪   1‬ـ ‪  2805‬ـ  ‪ 05‬ـ ‪ 964‬ـ ‪ISBN: 978‬‬ ‫جوان‌ها قدر جوانیشان را‬ ‫بدانند و آن را در علم و‬ ‫تقوی و سازندگی خودشان‬ ‫ٰ‬ ‫صرف كنند كه اشخاصی‬ ‫امین و صالح بشوند‪.‬‬ ‫مملكت ما با اشخاص امین‬ ‫می‌تواند مستقل باشد‪.‬‬ ‫امامخمینی « ُق ِّد َ‬ ‫سسِ ُّر ُه»‬ ‫کلیه حقوق مادی و معنوی این کتاب متعلق به سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی‬ ‫وزارت آموزش و پرورش است و هرگونه استفاده از کتاب و اجزای آن به صورت چاپی‬ ‫و الکترونیکی و ارائه در پایگاه های مجازی‪ ،‬نمایش‪ ،‬اقتباس‪ ،‬تلخیص‪ ،‬تبدیل‪ ،‬ترجمه‪،‬‬ ‫عکس برداری‪ ،‬نقاشی‪ ،‬تهیه فیلم و تکثیر به هر شکل و نوع‪ ،‬بدون کسب مجوز از این‬ ‫سازمان ممنوع است و متخلفان تحت پیگرد قانونی قرار می گیرند‪.‬‬  ‫فهرست‬ ‫‪9‬‬ ‫فصل ا ّول‪ :‬آفرینش کیهان و تکوین زمی ‬ ‫ن‬ ‫‪10‬‬ ‫آفرینش کیهان‬ ‫فرایند آفرینش جهان ‪10‬‬ ‫تشکیل عناصر ‪11‬‬ ‫کهکشان راه شیری ‪13‬‬ ‫سامانه خورشیدی ‪14‬‬ ‫تکوین زمین و آغاز زندگی در آن ‪14‬‬ ‫سن زمین ‪16‬‬ ‫زمان در زمین شناسی ‪19‬‬ ‫تغییرات آب و هوایی ‪20‬‬ ‫‪23‬‬ ‫فصل دوم‪ :‬منابع معدنی و ذخایر انرژی‪ ،‬زیربنای تمدن و توسعه‬ ‫منابع معدنی در زندگی ما ‪24‬‬ ‫غلظت عناصر در پوستۀ زمین ‪24‬‬ ‫کانی های سیلیکاتی ‪25‬‬ ‫سری واکنشی بوون ‪27‬‬ ‫کانه ‪28‬‬ ‫کانسنگ ‪28‬‬ ‫طبقه بندی کانسنگ ها ‪29‬‬ ‫اکتشاف معدن ‪31‬‬ ‫استخراج معدن و فراوری ماده معدنی ‪31‬‬ ‫گوهرها‪ ،‬زیبایی شگفت انگیز دنیای کانی ها ‪32‬‬ ‫سوخت های فسیلی ‪35‬‬ ‫ ‪41‬‬ ‫فصل سوم‪ :‬منابع آب و خاک‬ ‫آب جاری ‪42‬‬ ‫آب زیرزمینی ‪44‬‬ ‫فرونشست زمین ‪52‬‬ ‫منابع خاک ‪ 53‬‬ ‫فرسایش ‪ 54‬‬ ‫فصل چهارم‪ :‬پویایی زمین ‪59‬‬ ‫چرخۀ ویلسون ‪60‬‬  ‫تنش ‪62‬‬ ‫چین خوردگی ‪64‬‬ ‫آتشفشان ‪65‬‬ ‫گاز و بخارهای آتشفشانی ‪66‬‬ ‫فواید آتشفشان ها ‪ 67‬‬ ‫زمین لرزه ‪ 67‬‬ ‫امواج لرزه ای ‪ 69‬‬ ‫مقیاس    اندازهگیری    زمینلرزه ‪ 71‬‬ ‫پیش بینی   زمین لرزه ‪ 72‬‬ ‫ایمنی     در     برابر    زمینلرزه ‪ 73‬‬ ‫ ‪77‬‬ ‫فصل پنجم‪ :‬زمین شناسی و سالمت‬ ‫زمین شناسی پزشکی ‪ 78‬‬ ‫چرخه بیوژئوشیمیایی ‪ 79‬‬ ‫تقسیم بندی بیوشیمیایی عناصر ‪ 79‬‬ ‫منشأ بیماری های زمین زاد ‪ 82‬‬ ‫اثرات توفان های گرد و غبار و ریزگردها ‪ 88‬‬ ‫کاربرد کانی ها در داروسازی و صنایع بهداشتی ‪ 90‬‬ ‫ ‪93‬‬ ‫فصل ششم‪ :‬زمینشناسی و سازههای مهندسی‬ ‫مکان یابی سازه ها ‪ 94‬‬ ‫نحوه به دست آوردن اطالعات زمین شناسی ‪95‬‬ ‫عوامل مؤثر بر مکان یابی سازه ها ‪ 96‬‬ ‫مکان مناسب برای ساخت سد ‪ 101‬‬ ‫مکان مناسب برای ساخت تونل و فضاهای زیرزمینی ‪ 102‬‬ ‫مکان یابی مناسب برای ساخت سازه های دریایی ‪ 104‬‬ ‫شاخص های مهندسی مصالح ‪ 105‬‬ ‫مصالح مورد نیاز برای احداث سازه ها ‪ 105‬‬ ‫ ‪109‬‬ ‫فصل هفتم‪ :‬زمین شناسی ایران‬ ‫تاریخچه زمین شناسی ایران ‪ 110‬‬ ‫نقشه های زمین شناسی ‪ 112‬‬ ‫پهنه های زمین شناسی ایران ‪ 113‬‬ ‫منابع معدنی و ذخایر انرژی ایران ‪ 115‬‬ ‫توان معدنی پهنه های زمین شناسی ایران ‪ 118‬‬ ‫ذخایر نفت و گاز ایران ‪ 119‬‬ ‫گسل های ایران ‪ 121‬‬ ‫آتشفشان های ایران ‪ 122‬‬ ‫زمین گردشگری ‪ 122‬‬ ‫ژئوپارک ‪ 123‬‬ ‫واژه نامه ‪ 126‬‬ ‫ ‪127‬‬ ‫منابع‬  ‫پیشگفتار‬ ‫در دهههای اخیر همگام با توسعه فناوری‪ ،‬فرایند آموزش‪ ،‬دچار تغییرات و تحوالت فراوانی شده است‪.‬پیش از‬ ‫این بیشتر کتابهای درسی با رویکرد موضوعی و دانش محور به رشته تحریر در میآمد‪ ،‬اما امروزه رویکرد حاکم‬ ‫بر تألیف کتابهای درسی‪ ،‬رویکرد پیامد محور و مبتنی بر کاربردی بودن محتوای آنها است‪.‬از این رو مؤلفین‬ ‫این کتاب تالش کردهاند که با نگاه تلفیقی از پرداختن به مطالب غیرکاربردی پرهیز کنند‪.‬آموزش زمینشناسی‬ ‫در این کتاب بیشتر با نگاه تصویر محور و با استفاده از فعالیتهایی با عناوین‪ :‬فکر کنید‪ ،‬جمعآوری اطالعات‪،‬‬ ‫با  هم بیندیشید‪ ،‬بیشتر بدانید‪ ،‬یادآوری و‪...‬مطرح شده است‪.‬‬ ‫از آنجایی که بسیاری از مطالب زمینشناسی مانند چرخۀ آب و سنگ‪ ،‬نظریه زمین ساخت ورقهای‪ ،‬نجوم و‬ ‫ساختمان درونی زمین در دورة ابتدایی و متوسطه اول مطرح شدهاند‪ ،‬از تکرار آنها پرهیز شده و با عنوان فعالیت‬ ‫یادآوری به آنها اشاره شده است‪.‬بنابراین از شما همکاران گرامی خواهشمند است قبل از تدریس این کتاب‪،‬‬ ‫مطالب زمینشناسی که دانشآموزان درکتاب های علوم تجربی پایههای تحصیلی قبلی خواندهاند را مورد‬ ‫مطالعه قرار دهید‪.‬‬ ‫منظور از فعالیت یادآوری این است که دانشآموزان در سالهای قبل با مفهوم مورد بحث آشنا شدهاند‪،‬‬ ‫بنابراین مطالب با توجه به آموختههای قبلی آنها تدریس میشود‪.‬‬ ‫در ابتدای هر فصل‪ ،‬نشانۀ رمزینه سریع پاسخ (‪ )QR Code‬آمده است که با تلفن همراه یا تبلت‪،‬‬ ‫میتوان به محتوای آموزشی آن دسترسی پیدا کرد‪.‬‬ ‫در فعالیت فکر کنید‪ ،‬دانشآموز با توجه به مطالب موجود در کتاب قادر به پاسخگویی آن میباشد‪.‬‬ ‫در فعالیت جمعآوری اطالعات‪ ،‬دانشآموزان با مراجعه به منابع مختلف‪ ،‬مطالب بیشتری راجع به آن موضوع‬ ‫درسی جمعآوری کرده و به اشکال مختلف (گزارش‪ ،‬پوستر‪ ،‬روزنامه دیواری و پردهنگار) در کالس ارائه میدهند‪.‬‬ ‫در فعالیت با هم بیندیشید‪ ،‬دانشآموزان به  صورت فعال و مشارکتی با طرح پرسشهایی‪ ،‬همافزایی کرده‬ ‫و پاسخ آن را میدهند‪.‬‬ ‫در بیشتر بدانیدها‪ ،‬فعالیتهای تکمیلی‪ ،‬جمعآوری اطالعات و آشنایی با دانشمندان‬ ‫علوم زمین در ایران و جهان دانشآموز به دانشافزایی میپردازد‪.‬این بخشها در ارزشیابی‬ ‫نظرسنجیکتابدرسی‬ ‫دانشآموزان قرار نمیگیرند‪.‬‬ ‫‪7‬‬  ‫زمان‬ ‫‪ 13/8‬میلیارد سال‬ ‫رخداد مهبانگ‬ ‫شکلگیریستارگان‬ ‫مزوزوئیک‬ ‫پالئوزوئیک‬ ‫پرکامبرین‬ ‫رخداد مه بانگ‬ ‫سنوز‬ ‫وئیک‬ ‫پالئ‬ ‫وژن ـ‬ ‫نئوژن‬ ‫کهکشان راه شیری‬ ‫کواترنری‬ ‫تشکیل سامانه خورشیدی‬  ‫فصل‬ ‫آفرینشکیهانوتكوينزمين‬ ‫ون»‬ ‫اأْْل َ ْر َ‬ ‫ض َف َر ْشناها َفنِ ْع َم الْماه ُِد َ‬ ‫السما َء بَنَیْناها ب ِ َأیْدٍ َو إِنّا ل َ ُموسِ ُع َ‬ ‫ون َو ْ َأْ‬ ‫« َو َّ‬ ‫و آسمان را با قدرتی وصف ناپذیر بناکردیم و آن را گسترش دادیم و زمین را‬ ‫گسترانیدیم‪ ،‬پس چه نیکو گسترش دهنده ایم‪.‬‬ ‫سورۀ ذاریات ـ آیه های ‪ ٤٧‬و ‪٤٨‬‬ ‫ذهن کنجکاو بشر‪ ،‬همواره به دنبال کشف اسرار شگفت انگیز جهان هستی‬ ‫است‪.‬مشاهدۀ منظرۀ زیبای آسمان شب یا رصد آن‪ ،‬توجه آدمی را به مطالعه و‬ ‫شناخت اجرام و پدیده های آسمانی جلب می کند‪.‬در کیهان‪ ،‬پدیده های متنوعی‬ ‫سیاره ها و    اجرام دیگر وجود دارد‪.‬ستاره ها‬ ‫مانند کهکشان ها‪ ،‬منظومه ها‪ ،‬ستاره ها‪ّ ،‬‬ ‫و سیاره هایی كه در آسمان شب می توان دید‪ ،‬تنها‪ ،‬تعداد اندکی از میلیاردها جرم‬ ‫آسمانی در كهكشان راه شیری هستند‪.‬‬ ‫برخی از اجرام و پدیدههای آسمانی به وسیلۀ کاوشگران شناسایی شده‌اند و برخی‬ ‫ديگر‪ ،‬تاکنون حتی رصد هم نشدهاند و اطالعی از آنها در دست نیست‪.‬اندازهگیریهای‬ ‫نجومی نشان میدهند كه کیهان در حال گسترش است وکهکشانها در حال دورشدن‬ ‫از یکدیگر هستند‪.‬در اين زمینه‪ ،‬پرسشهايی نظیر‪ :‬گسترش کیهان از چه زمانی آغاز‬ ‫شده است؟ آینده کیهان‪ ،‬چگونه خواهد بود؟ سرنوشت سامانه خورشیدی و تکوین‬ ‫زمین چیست؟ و سؤاالت بیشماری مطرح میشود‪.‬‬ ‫‪9‬‬  ‫تصویر مقطع میکروسکوپی از یک‬ ‫کندرول‪ 1‬به اندازه یک میلی متر در یک‬ ‫شهاب سنگ کندریتی را نشان می دهد‪.‬‬ ‫کانی ها به صورت تیغه های کشیده و‬ ‫موازی در کنار یکدیگر متبلور شده اند‪.‬‬ ‫آفرینش کیهان‬ ‫دانشمندان بر این باورند که خداوند‪ ،‬جهان هستی را بر اساس اصول و قوانین آفریده است‪.‬آنها با‬ ‫مطالعه و شناخت نظام حاکم بر آفرینش کیهان‪ ،‬به دنبال کشف رازهای خلقت هستند‪.‬ماده و انرژی‬ ‫دو جزء اصلی سازنده کیهان می باشند‪.‬ذرات بنیادی واحدهای اصلی تشکیل دهنده ماده می باشند و‬ ‫مانند آجرها‪ ،‬ساختمان جهان اطراف ما را تشکیل می دهند که با برقراری ارتباط بین ذرات بنیادی‪،‬‬ ‫ساختار جهان هستی را شکل می دهند‪.‬‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫فیزیک دانان بهترین تصویر خود از ذرات بنیادی را به عنوان «مدل استاندارد» توصیف‬ ‫می کنند‪.‬براساس این مدل همه ذرات بنیادی توسط چهار نیروی شناخته شده (هسته ای‬ ‫ضعیف‪ ،‬هسته ای قوی‪ ،‬الکترومغناطیس‪ ،‬گرانش) در کنار هم قرار گرفته و ذرات بزرگ تر را‬ ‫تشکیل می دهند‪.‬عملکرد این ذرات با یکدیگر شرایطی را توصیف می کند که سرانجام باعث‬ ‫شکل گیری جهان فعلی می گردد‪.‬‬ ‫فرایند آفرینش جهان‬ ‫طبق نظر دانشمندان‪ ،‬جهان از نقطه ای بسیار کوچک‪ ،‬داغ و چگال در ‪ 13/8‬میلیارد سال پیش‬ ‫آغاز شد‪.‬زمان بسیار کوچکی بعد از آن فقط صورتی از انرژی در جهان وجود داشت و سپس جهان‬ ‫وارد یک دوره گسترش بسیار شدیدی می شود که امروزه با نام مه بانگ‪ 2‬می شناسیم‪.‬از این زمان به‬ ‫بعد جهان شروع به سردشدن و توسعه به اطراف کرده است‪.‬‬ ‫‪ Chondrule‬ـ‪1‬‬ ‫‪ Big Bang‬ـ‪2‬‬ ‫‪10‬‬  ‫جمع آوری‬ ‫درسال گذشته خوانديد كه دانشمندان پيدايش جهان را با نظريۀ مه بانگ توضيح می دهند‪.‬‬ ‫اطالعات‬ ‫در این باره‪ ،‬اطالعات بیشتری جمع آوری و دربارۀ پیدایش اجرام آسمانی با هم گفت و گو کنید‪.‬‬ ‫در سال ‪ 1964‬ستاره شناسان با استفاده از یک رادیوتلسکوپ قوی کشف کردند که از فضا‬ ‫نوعی امواج تابشی ضعیف که شدت آن در تمام جهت ها یکسان است دریافت می شود‪.‬این‬ ‫امواج را تابش پس زمینه کیهانی نامیدند‪.‬‬ ‫در این باره اطالعات بیشتری جمع آوری کرده و توضیح دهید که تابش پس زمینه کیهانی‬ ‫چگونه وقوع انفجار بزرگ را ثابت می کند‪.‬‬ ‫تشکیل عناصر‬ ‫بعد از پایان گسترش اولیه ‪ ،‬هستههای اتمی که از ترکیب ذرات بنیادی شکل گرفتهاند‪ ،‬در دریایی از‬ ‫الکترون  های آزاد شناور گشته و حالتی از ماده را به نام پالسما بهوجود میآورند‪.‬با گذشت زمان دما آنچنان‬ ‫افت میکند که برای بهدام افتادن الکترونها در مدار پیرامون هستههای اتمی کافی شده و نخستین‬ ‫اتم یعنی هیدروژن بهوجود میآید‪.‬با تشکیل هیدروژن نخستین بار حالت گاز در جهان شکل میگیرد‪.‬‬ ‫شکل ‪1‬ـ‪ 1‬ـ توده های گاز و غبار معروف‬ ‫سپس اتمهای هیدروژن به اتمهای سنگینتر هلیوم‪ ،‬تبدیل شدند‪.‬با تولید اتم هلیوم اولین ستاره‬ ‫به ستون های آفرینش در سحابی عقاب‬ ‫در جهان هستی بهوجود آمده و با افزایش واکنشهای زنجیری‪ ،‬عناصر سنگینتر در ستارگان تشکیل‬ ‫میشوند‪.‬با تشکیل عناصر و توزیع و سرد شدن آنها درجهان‪ ،‬نخستین جامدات به صورت ابرهایی از‬ ‫غبار شکل گرفته و به همراه گازهای مختلف در اشکالی بسیار متنوع تجمع یافته و سحابیها را تشکیل‬ ‫میدهند (شکل ‪1‬ـ‪.)1‬‬ ‫قطره های مذاب‬ ‫غبارها طی افزایش دما مجدداً ذوب شده و قطرههای مذابی را تشکیل میدهند و هنگامی که قطره‬ ‫سرد میشود‪ ،‬نخستین کانیها متبلور شده و به همراه سولفیدهای آهن و نیکل در شکل گلولههای‬ ‫کوچکی به نام کندرول تجمع می یابند (شکل ‪2‬ـ‪.)١‬تجمع کندرولها با یکدیگر منجر به تشکیل اجرام‬ ‫کاهش دما‬ ‫بزرگتر گردیده و بدیهی است که این اجرام در اندازههای مختلف با برخورد شدید با یکدیگر بارها ذوب و‬ ‫افزایش دما‬ ‫مجدداً متبلور شده و کانیهای مختلفی را میسازند‪.‬اجرام تشکیل شده از کندرولها را کندریت مینامیم‪.‬‬ ‫کندریتها بعد از تشکیل در فضا بارها با یکدیگر برخورد کرده ذوب شده و مجدداً متبلور میشوند‬ ‫تبلور کانی ها و‬ ‫(شکل ‪3‬ـ‪.)١‬بعد از تشکیل زمین بارها قطعاتی از این اجرام در مسیر برخورد با زمین قرار گرفتهاند‪.‬هرگاه‬ ‫تشکیل کندرول‬ ‫بقایایی از این اجرام هنگام عبور از هواکره منهدم نشوند و به سطح زمین برسند‪ ،‬قطعاتی از سنگها را‬ ‫گرد وغبار و گاز‬ ‫تشکیل میدهند که شهاب سنگ نامیده میشوند (شکل ‪ 4‬ـ‪.)1‬‬ ‫شکل ‪2‬ـ‪١‬ـ طرحی از چگونگی شکل گیری‬ ‫کندرول ها‬ ‫‪11‬‬  ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫تشکیل سیارات‬ ‫کندرول های آزاد داغ و شناور‬ ‫تشکیل اولین تجمعات کندرولی‬ ‫تشکیل سیارک ها‬ ‫تجمع مجدد توده های کندرولی بعد از‬ ‫متالشی شدن ناشی از برخوردها‬ ‫شکل ‪3‬ـ‪١‬ـ تجمع کندرول ها و تشکیل سیارات‬ ‫فکر کنید‬ ‫اهمیت مطالعه علمی شهاب سنگ ها در چیست؟‬ ‫چرا برخی از شهاب سنگ ها گران قیمت هستند؟‬ ‫شکل ‪4‬ـ‪١‬ـ شهاب سنگ کندریتی یافت شده در کویر لوت‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫ذرات اولیه‬ ‫کندرولها‬ ‫دانشمندان شهاب سنگ ها را به دو گروه‬ ‫اصلی طبقه بندی می کنند‪:‬‬ ‫شهاب سنگ اولیه‬ ‫جمع شدن‬ ‫‪1‬ـ شهاب سنگ های اولیه (تفریق نیافته)‬ ‫‪2‬ـ شهاب سنگ های تفریق یافته‬ ‫تفریق‬ ‫از زمانهای قدیم سه گروه شهاب سنگهای‬ ‫سیارات و سیارکها‬ ‫آهنی‪ ،‬سنگی و سنگی ـ آهنی شناخته شده بودند‪.‬‬ ‫تشکیل هسته‪ ،‬گوشته و پوسته‬ ‫امروزه ارتباط معنیداری بین این تقسیمبندی و‬ ‫منشأ شهابسنگها مشخص شده است‪.‬به‬ ‫شهاب سنگهای‬ ‫این صورت که هر کدام از آنها مربوط به بخش‬ ‫تفریقیافته‬ ‫خاصی از یک سیاره و یا سیارک متالشی شده‬ ‫سنگی‬ ‫برخورد‬ ‫میباشند‪.‬‬ ‫آهنی‬ ‫سنگی ـ آهنی‬ ‫‪12‬‬  ‫کهکشان راه شیری‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫بعد از شکل گیری ستارگان در جهان‪ ،‬برخی نواحی چگال تر که گرانش قوی تری‬ ‫کشف مهمی که در سال ‪ 1952‬توسط‬ ‫داشتند‪ ،‬بقیه ماده موجود در جهان را به سوی خود کشیده و نوعی تجمع کیهانی را‬ ‫ادوین هابل صورت گرفت نشان داد که‬ ‫شکل دادند که امروزه به نام کهکشان نامیده می شوند‪.‬درحقیقت کهکشان ها از تعداد‬ ‫جهان در حال انبساط است‪.‬جالب آنکه در‬ ‫زیادی ستاره‪ ،‬سیاره و فضای بین ستاره ای (اغلب گاز و گرد و غبار) تشکیل شده که‬ ‫سال ‪ 1988‬گروهی از منجمین پی بردند که‬ ‫تحت تأثیر نیروی گرانش متقابل‪ ،‬یکدیگر را نگه داشته اند‪.‬‬ ‫انبساط جهان نه تنها کند نشده است بلکه‬ ‫در شبهای صاف و بدون ابر و در مکانهایی که آلودگی نوری نداشته باشد‪ ،‬در‬ ‫شتاب هم گرفته و سریع تر شده است‪.‬‬ ‫آسمان شب نواری مه مانند و کم نور مشاهده میشود که کهکشان راه شیری نام‬ ‫دارد‪.‬کهکشان راهشیری یکی از بزرگترین کهکشانهای شناخته شده دارای شکلی‬ ‫مارپیچی است که سامانه خورشیدی ما‪ ،‬در لبه یکی از بازوهای آن واقع شده است‪.‬‬ ‫کهکشان راه شیری از باال مارپیچی شکل و از پهلو شبیه عدسی محدب است‪.‬قطر آن در‬ ‫حدود ‪ 100‬هزار سال نوری و ضخامت آن حدود ‪ 10‬هزار سال نوری است (شکل ‪  5‬ـ‪.)1‬‬ ‫سامانه خورشیدی‬ ‫صدهزار سال نوری‬ ‫جمع آوری اطالعات‬ ‫عکس زیر بخشی از کهکشان راه شیری‬ ‫در آسمان شب است که از رصدگاه کویر‬ ‫خارا در اصفهان تهیه شده است‪.‬شما هم‬ ‫ده هزار سال نوری‬ ‫در مکانی مناسب‪ ،‬از کهکشان راه شیری و‬ ‫شکل ‪  5‬ـ‪١‬ـ طرح شماتیک یک کهکشان مارپیچ مانند کهکشان راه شیری‬ ‫سایر اجرام آسمانی‪ ،‬عکس بگیرید و آن را به‬ ‫کالس ارائه دهید‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫آیا تاکنون از کل کهکشان راه شیری مستقیم ًا‬ ‫تکمیلی‬ ‫عکس برداری شده است؟‬ ‫چرا منجمین معتقدند که کهکشان راه شیری‬ ‫مارپیچی شکل است؟‬ ‫قطر و ضخامت کهکشان راه شیری را چگونه‬ ‫اندازه گیری می کنند؟‬ ‫‪13‬‬  ‫سامانه خورشیدی‬ ‫حدود ‪ 6‬میلیارد سال قبل‪ ،‬با نخستین تجمعات ذرات کیهانی‪ ،‬شکل گیری سامانه خورشیدی آغاز شد‪.‬در سال های گذشته با برخی از‬ ‫ویژگی های این سامانه و اجزای آن آشنا شدید‪.‬زمین همراه با ماه مانند دیگر سیاره ها در مدارهای بیضوی و مخالف حرکت عقربه های‬ ‫ساعت به دور خورشید می گردند‪.‬‬ ‫یادآوری‬ ‫باتوجه به اینکه‪ ،‬نور خورشید حدود ‪ 8/3‬دقیقه نوری طول می کشد تا به زمین برسد‪ ،‬فاصله‬ ‫متوسط زمین تا خورشید چند کیلومتر است؟‬ ‫به این فاصله در اصطالح ستاره شناسی چه گفته می شود؟‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫حدود قرن ‪ 16‬میالدی یوهانس کپلر با ارائه سه قانون زیر‪ ،‬چگونگی حرکت سیارات در سامانه خورشیدی‬ ‫را مشخص ساخت‪:‬‬ ‫قانون اول‪ :‬هر سیاره در مدار بیضوی‪ ،‬چنان به دور خورشید می گردد که خورشید همواره در یکی از دو‬ ‫کانون آن قرار دارد‪.‬‬ ‫قانون دوم‪ :‬هر سیاره‪ ،‬چنان به دور خورشید میگردد که خط فرضی که سیاره را به خورشید وصل میکند‪،‬‬ ‫در مدت زمانهای مساوی‪ ،‬مساحتهای‬ ‫مساوی ایجاد میکند‪.‬‬ ‫‪N‬‬ ‫سیاره‬ ‫‪M‬‬ ‫‪A‬‬ ‫قانون سوم‪ :‬زمان گردش یک دور سیاره‬ ‫به دور خورشید (‪ ،)p‬با افزایش فاصله از‬ ‫حضیض خورشیدی‬ ‫اوج خورشیدی‬ ‫(اول دی ماه)‬ ‫خورشید (‪ )d‬افزایش مییابد‪ ،‬به طوری که‬ ‫(اول تیرماه)‬ ‫‪P‬‬ ‫‪B‬‬ ‫مربع زمان گردش سیاره به دور خورشید‪،‬‬ ‫‪Q‬‬ ‫معادل مکعب فاصله آن سیاره تا خورشید‬ ‫است (‪.)p 2 ∝ d3‬در این رابطه‪ p ،‬بر حسب‬ ‫نمایش قانون دوم کپلر‬ ‫سال زمینی و ‪ d‬بر حسب واحد نجومی است‪.‬‬ ‫تکوین زمین و آغاز زندگی در آن‬ ‫در حدود ‪ 4/6‬میلیارد سال قبل‪ ،‬سیاره زمین به صورت کره ای مذاب‪ ،‬تشکیل و در مدار خود قرار گرفت‪ 4/4.‬میلیارد سال پیش یک‬ ‫جرم آسمانی با زمین برخورد کرد‪.‬نتیجه این برخورد متالشی شدن کامل این جرم به همراه حدود یک پنجم حجم زمین و پراکنده شدن‬ ‫آنها در فضا بود‪.‬با ادامه جذب و تجمع قطعات پراکنده شده تنها قمر زمین یعنی ماه تشکیل شد (شکل ‪  6‬ـ‪.)1‬‬ ‫با گذشت زمان و سرد شدن زمین سنگ های آذرین به عنوان نخستین اجزای سنگ کره تشکیل شدند‪.‬سپس با فوران آتشفشانهای متعدد‪،‬‬ ‫گازهایی از داخل زمین خارج شده و به تدریج گازهای مختلف مانند اکسیژن‪ ،‬هیدروژن و نیتروژن هواکره را به وجود آوردند‪.‬در ادامه کره زمین‬ ‫‪14‬‬  ‫سردتر شد و بخار آب به صورت مایع درآمد و آب کره تشکیل شد‪.‬‬ ‫برخورد‬ ‫گوشته‬ ‫با تشکیل اقیانوس ها شرایط برای بهوجود آمدن زیست کره فراهم‬ ‫هسته‬ ‫گردید‪.‬به وجود آمدن چرخه آب‪ ،‬باعث فرسایش سنگ ها‪ ،‬تشکیل‬ ‫زمین‬ ‫رسوبات و سنگ های رسوبی شد‪.‬در ادامه با حرکت ورقه های‬ ‫پراکنده شدن قطعات‬ ‫زمین به اطراف‬ ‫سنگ کره و ایجاد فشار و گرمای زیاد در مناطق مختلف‪ ،‬سنگ های‬ ‫دگرگونی به وجود آمدند‪.‬‬ ‫با توجه به شواهد زمینشناسی‪ ،‬دانشمندان دریافتند که خداوند در‬ ‫آفرینش جهان‪ ،‬ابتدا شرایط محیط زیست را مهیا کرده است و سپس‬ ‫قرارگیری تعدادی از قطعات در مدار و‬ ‫تشکیل ماه‬ ‫جانداران را از ساده تا پیچیده آفریده است‪.‬مهم ترین شواهدی که به‬ ‫بازگشت تعدادی از قطعات به زمین‬ ‫کمک آنها می توان روند تغییرات آب و هوایی و زیستی و اقلیمی را‬ ‫شکل ‪  6‬ـ‪1‬ـ الگویی از چگونگی شکل گیری ماه (بر اثر برخورد زمین با یک جرم آسمانی)‬ ‫در طول تاریخ زمین دنبال کرد آثار باقی مانده از جانداران یا فسیل ها‬ ‫میباشند‪.‬‬ ‫به عنوان مثال استروماتولیتها از قدیمیترین آثار فسیلی مربوط‬ ‫به سیانوباکتریها (تک سلولیهای فتوسنتز کننده) در دریاهای‬ ‫کمعمق میباشند (شکل ‪  7‬ـ‪.)1‬در دوران پرکامبرین فعالیتهای‬ ‫حیاتی آنها سبب افزایش میزان اکسیژن اتمسفر و فراهم آمدن امکان‬ ‫زندگی پرسلولیها در روی سطح زمین بوده است‪.‬‬ ‫در دورانهای مختلف‪ ،‬شرایط آبوهوایی و محیط زیست‬ ‫شکل ‪  7‬ـ‪1‬ـ قدیمی ترین فسیل یافت شده از ابتدایی ترین شکل استروماتولیت ها در‬ ‫تغییرات فراوانی داشتهاند و بر این اساس‪ ،‬گونههای مختلف‬ ‫گرینلند‬ ‫جانداران در سطح زمین ظاهر و منقرض شدهاند‪.‬‬ ‫فسیل ها‪ ،‬آثار و بقایای حفظ شده از گیاهان و جانوران در محیط های مختلفی مانند اقیانوس ها‪ ،‬دریاها‪،‬‬ ‫یادآوری‬ ‫رودها‪ ،‬یخچال های طبیعی و حتی در بعضی مواقع در محیط های آغشته به مواد نفتی‪ ،‬صمغ درختان‪،‬‬ ‫معادن نمک و خاکسترهای آتشفشانی می باشند‪.‬بیشترین شواهد و مدارک برای مطالعه گذشته زمین در‬ ‫سنگ های رسوبی یافت می شود‪.‬سنگ های رسوبی به دلیل داشتن فسیل‪ ،‬می توانند در تشخیص سن‬ ‫الیه ها و محیط تشکیل آنها مورد استفاده قرار گیرند‪.‬به عنوان مثال‪ ،‬وقتی در یک الیه رسوبی‪ ،‬فسیل‬ ‫مرجان ها یافت می شود‪ ،‬نشان دهنده‬ ‫آن است که این الیه در محیط دریایی‬ ‫گرم و کم عمق تشکیل شده است‪.‬‬ ‫فسیل ها نشان دهنده تغییرات‬ ‫اشکال حیات در طول تاریخ زمین‬ ‫هستند‪.‬‬ ‫‪15‬‬  ‫شکل ‪  8‬ـ‪1‬ـ هیالونوموس نخستین‬ ‫خزنده یافت شده در ابتدای کربونیفر با‬ ‫طول حدود ‪ 12‬سانتی متر‬ ‫با مطالعه در مورد فسیل خزندگان‪ ،‬در مورد عوامل ایجاد هر یک از‬ ‫فعالیت‬ ‫وقایع زیر‪ ،‬مطالبی گردآوری و در کالس ارائه کنید‪.‬‬ ‫تکمیلی‬ ‫‪1‬ـ دایناسورها در پایان دوره کرتاسه بسیار بزرگ جثه و سنگین وزن‬ ‫بودند‪.‬‬ ‫‪2‬ـ دایناسورها در پایان دوره کرتاسه بسیار متنوع شده بودند‪.‬‬ ‫‪3‬ـ دایناسورها در پایان دوره کرتاسه نتوانستند با تغییرات محیطی‬ ‫سازگار شوند‪.‬‬ ‫سن زمین‬ ‫از آغاز پیدایش کره زمین تاکنون‪ ،‬مدت زمان بسیار زیادی میگذرد و در این مدت‪ ،‬حوادث و وقایع فراوانی در آن رخ داده است‪.‬آیا‬ ‫میدانید سن زمین و حوادث و وقایع گذشته را چگونه تعیین میکنند؟ تعیین سن سنگها و پدیدههای مختلف‪ ،‬از نظر بررسی تاریخچه‬ ‫زمین‪ ،‬اکتشاف ذخایر و منابع موجود در زمین‪ ،‬پیشبینی حوادث احتمالی آینده و غیره اهمیت زیادی دارد‪.‬‬ ‫برای پیبردن به سن رویدادهای گذشته زمین‪ ،‬الزم است به دنبال شواهدی بگردیم که ما را در رسیدن به واقعیتهای رخ داده در‬ ‫ال الیه الیه بودن‪ ،‬مهمترین‬‫گذشته راهنمایی کنند‪.‬سنگها مهمترین شواهدی هستند که در این زمینه به دانشمندان کمک میکنند‪ ،‬مث ً‬ ‫ویژگی سنگهای رسوبی است‪.‬هر الیه شواهدی از شرایط محیطی زمان رسوبگذاری را در خود حفظ کرده است‪.‬یک الیه رسوبی که‬ ‫ممکن است هزاران کیلومتر مربع را بپوشاند‪ ،‬در نقاط مختلف به صورتهای متفاوتی دیده میشود‪.‬بهطور مثال هنگامی که رسوبات در دریا‬ ‫تهنشین میشوند‪ ،‬قطع ًا دانههای درشت در نزدیکی ساحل برجای میمانند‪ ،‬اما ذرات ریز و سبک تا مسافت زیادی از ساحل فاصله میگیرند‪.‬‬ ‫میدانیم که طبقات رسوبی بهطور افقی تهنشین میشوند‪ ،‬اما بعدها ممکن است براثر عوامل کوهزایی‪ ،‬چینخوردگی یا ایجاد گسل‪،‬‬ ‫وضع آنها بههم خورده و گاهی از آب خارج شوند‪.‬در این حالت تحت اثر عوامل فرسایشی قرار میگیرند و نوعی وقفه در توالی و نظم‬ ‫طبیعی الیهها ایجاد میشود‪.‬به این وقفه ایجاد شده در توالی رسوبی‪ ،‬ناپیوستگی میگویند‪.‬روی زمین نمیتوان نقطهای را یافت که درطول‬ ‫تاریخ زمین همواره در زیر دریا مانده و همچنان رسوبات الیهبهالیه‬ ‫در آنجا تهنشین شده باشند‪.‬اصو ًال ناپیوستگیها مشخصکنندۀ ‬ ‫زمانهایی هستند که عمل رسوبگذاری متوقف شده است‪.‬‬ ‫انواع ناپیوستگی ها عبارت اند از‪:‬‬ ‫‪1‬ـ ناپیوستگی آذرین پی‪ :‬در نقاطی که الیه هایی از‬ ‫سنگ های رسوبی مستقیم ًا در روی توده های آذرین قرار گرفته‬ ‫باشند‪ ،‬نوعی ناپیوستگی پدید می آید که به آن آذرین پی گویند‬ ‫شکل ‪9‬ـ‪1‬ـ ناپیوستگی آذرین پی‬ ‫(شکل‪9‬ـ‪.)1‬‬ ‫‪16‬‬  ‫‪2‬ـ ناپیوستگی دگرشیب (زاویه دار)‪ :‬در این نوع ناپیوستگی‪،‬‬ ‫سری رسوبات زیرین از حالت افقی خارج شده اند و روی آنها‪،‬‬ ‫سری رسوبات جوان تر و اغلب افقی‪ ،‬قرار گرفته است و تشخیص‬ ‫آن بسیار آسان است‪.‬‬ ‫‪3‬ـ ناپیوستگی همشیب (موازی)‪ :‬این نوع ناپیوستگیها‬ ‫فراوانتر‪ ،‬اما نامشخصتر از بقیهاند؛ زیرا الیههای رسوبی واقع در‬ ‫باال و پایین سطح ناپیوستگی‪ ،‬با همدیگر موازی اند و حتی گاهی‬ ‫شکل ‪10‬ـ‪1‬ـ الیه ناپیوستگی هم شیب (موازی)‬ ‫شواهد وقوع فرسایش احتمالی هم وجود ندارد (شکل‪10‬ـ‪.)1‬‬ ‫با توجه به تصاویر مقابل‪ ،‬مراحل‬ ‫فکر کنید‬ ‫تشکیل دگرشیبی زاویه دار را توضیح‬ ‫دهید‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫دگرشیبی زاویه دار‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫در زمین شناسی سن سنگ ها و پدیده ها به دو روش نسبی و مطلق صورت می پذیرد‪.‬در تعیین سن نسبی‪ ،‬ترتیب تقدم‪ ،‬تأخر و‬ ‫هم زمانی وقوع پدیده ها‪ ،‬نسبت به یکدیگر مشخص می شود‪.‬‬ ‫در کتاب علوم نهم با روش تعیین سن و اصول نسبی آن آشنا شدید‪.‬این اصول عبارت بودند از‪:‬‬ ‫یادآوری‬ ‫‪1‬ـ همۀ الیه های رسوبی به صورت افقی ته نشین می شوند‪.‬‬ ‫‪2‬ـ همیشه الیه زیرین قدیمی تر از الیه باالیی است‪(.‬در صورتی که الیه ها برنگشته باشند‪).‬‬ ‫‪3‬ـ هر گونه تغییر (خارج شدن الیه ها از حالت افقی‪ ،‬چین خوردگی و گسل خوردن) بعد از تشکیل الیه‬ ‫اتفاق افتاده است‪.‬‬ ‫‪4‬ـ هر الیه و توده سنگی که الیه و یا توده سنگی‬ ‫دیگر را قطع کند از آن جوان تر است‪.‬‬ ‫‪5‬ـ هرگاه قطعه ای از یک سنگ در داخل یک الیه‬ ‫یافت شود از آن الیه قدیمی تر است‪.‬‬ ‫با توجه به این اصول در شکل مقابل ترتیب وقایع را‬ ‫از قدیم به جدید شماره گذاری کنید‪.‬‬ ‫‪17‬‬ ‫در تعیین سن مطلق (پرتوسنجی)‪ ،‬سن واقعی نمونه ها با استفاده از عناصر پرتوزا (رادیواکتیو) اندازه گیری می شود‪.‬عناصر پرتوزا به‬ ‫طور مداوم‪ ،‬با سرعت ثابت درحال واپاشی هستند‪.‬این عناصر پس از واپاشی به عنصر پایدار (غیر رادیواکتیو) تبدیل می شوند‪.‬به عنصر‬ ‫پرتوزا عنصر والد و به عنصر پایدار به وجود آمده از آن عنصر دختر گفته می شود‪.‬مدت زمانی را که نیمی از یک عنصر پرتوزا به عنصر‬ ‫پایدار تبدیل می شود‪ ،‬نیم عمر آن عنصر می گویند‪.‬در تعیین سن مطلق با استفاده از رابطه زیر می توان سن مطلق نمونه هایی مانند‬ ‫سنگ ‪ ،‬چوب‪ ،‬استخوان و غیره را تعیین نمود‪.‬‬ ‫نیم عمر × تعداد نیم عمر = سن نمونه‬ ‫پیوند با‬ ‫ریاضی‬ ‫در جدول زیر‪ ،‬نیم عمر برخی از عناصر پرتوزا و عنصر پایدار حاصل از آنها نشان داده شده‬ ‫است‪.‬با استفاده از اطالعات موجود در آن‪ ،‬به پرسش های زیر پاسخ دهید‪:‬‬ ‫‪1‬ـ برای تعیین سن نخستین سنگ هایی که در کره زمین تشکیل شده اند‪ ،‬استفاده از کدام‬ ‫عنصر پرتوزا مناسب تر است؟ چرا؟‬ ‫‪2‬ـ برای تعیین سن فسیل ماموت و یا جمجمه انسان اولیه‪ ،‬از کربن ‪ 14‬استفاده می شود‪.‬‬ ‫دلیل آن را توضیح دهید‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪3‬ـ اگر مقدار کربن ‪ 14‬باقی مانده در یک نمونۀ استخوان قدیمی حدود مقدار اولیه آن‬ ‫‪8‬‬ ‫باشد‪ ،‬سن استخوان را محاسبه کنید‪.‬‬ ‫نیم عمر برخی از عناصر پرتوزا‬ ‫مواد مناسب‬ ‫عنصر پایدار‬ ‫نیم عمر(تقریبی)‬ ‫عنصر پرتوزا‬ ‫اندازه گیری‬ ‫سرب ‪206‬‬ ‫‪ 4/5‬میلیارد سال‬ ‫اورانیم ‪238‬‬ ‫سرب‪207‬‬ ‫‪ 713‬میلیون سال‬ ‫اورانیم ‪235‬‬ ‫کانیها و سنگهای آذرین‬ ‫سرب ‪208‬‬ ‫‪ 14/1‬میلیارد سال‬ ‫توریم ‪232‬‬ ‫آرگون ‪40‬‬ ‫‪ 1/3‬میلیارد سال‬ ‫پتاسیم ‪40‬‬ ‫مواد آلی‪،‬‬ ‫ریف های مرجانی‪،‬‬ ‫نیتروژن ‪14‬‬ ‫‪ 5730‬سال‬ ‫کربن ‪14‬‬ ‫چوب و استخوان‬ ‫‪18‬‬  ‫زمان در زمین شناسی‬ ‫مفهوم زمان در مقیاس های مختلفی به کار می رود‪.‬شما با واحدهای زمان مانند‪ :‬ثانیه‪ ،‬دقیقه‪ ،‬ساعت‪ ،‬شبانه روز‪ ،‬هفته‪ ،‬ماه‪ ،‬سال‪ ،‬دهه‪،‬‬ ‫سده (قرن) و هزاره آشنا هستید؛ اما‪ ،‬واحدهای بزرگ تر زمان نیز وجود دارند که در زندگی روزمره ما‪ ،‬کاربرد زیادی ندارند‪ ،‬ولی در علوم‬ ‫زمین بسیار مهم اند‪.‬مانند عهد‪ ،‬دوره‪ ،‬دوران و اَبَردوران که واحدهای زمانی مورد استفاده در زمین شناسی هستند‪.‬معیار تقسیم‌بندی این‬ ‫واحدهای زمانی مختلف‪ ،‬به حوادث مهمی همچون پیدایش یا انقراض گونه خاصی از جانداران‪ ،‬حوادث كوه زايی‪ ،‬پيشروي يا پسروی‬ ‫جهانی درياها‪ ،‬عصرهای یخبندان و رویدادهای دیگر بستگی دارد (شکل‪11‬ـ‪.)1‬‬ ‫اَبردوران‬ ‫دوران‬ ‫دوره‬ ‫رویدادهای زیستی‬ ‫میلیون سال قبل‬ ‫کواترنری‬ ‫انسان‬ ‫نئوژن‬ ‫سنوزوئیک‬ ‫عصر یخبندان‬ ‫پالئوژن‬ ‫تنوع پستانداران‬ ‫‪66‬‬ ‫انقراض دایناسورها‬ ‫کرتاسه‬ ‫پیشروی جهانی دریاها‬ ‫نخستین گیاهان گل دار‬ ‫مزوزوئیک‬ ‫نخستین پرنده‬ ‫ژوراسیک‬ ‫نخستین پستاندار‬ ‫تریاس‬ ‫نخستین دایناسور‬ ‫‪251‬‬ ‫پرمین‬ ‫انقراض گروهی‬ ‫فانروزوئیک‬ ‫کربنیفر‬ ‫نخستین خزنده‬ ‫نخستین دوزیست‬ ‫دونین‬ ‫پالئوزوئیک‬ ‫پایان کوه زایی کالدونین‬ ‫سیلورین‬ ‫نخستین گیاهان آونددار‬ ‫اردوویسین‬ ‫نخستین ماهی ها‬ ‫کامبرین‬ ‫نخستین تریلوبیت‬ ‫‪541‬‬ ‫پروتروزوئیک‬ ‫پرکامبرین‬ ‫‪2500‬‬ ‫آرکئن‬ ‫‪4000‬‬ ‫هادئن‬ ‫‪4600‬‬ ‫شکل‪11‬ـ‪1‬ـ مقیاس زمان زمین شناسی و رویدادهای مهم آن‬ ‫‪19‬‬  ‫تغییرات آب و هوایی‬ ‫کره زمین دارای حرکت وضعی و انتقالی است‪.‬چرخش زمین به دور محورش را حرکت وضعی می گویند‪.‬این چرخش در خالف جهت‬ ‫حرکت عقربه های ساعت است و در مدت زمان حدود ‪ ٢٤‬ساعت انجام شده و شب و روز بر اثر این حرکت ایجاد می شود‪.‬به گردش زمین‬ ‫روی مدار بیضوی به دور خورشید‪ ،‬حرکت انتقالی گفته می شود که در خالف جهت حرکت عقربه های ساعت انجام می گردد‪.‬پیدایش‬ ‫فصل ها حاصل حرکت انتقالی زمین و انحراف ‪ 23/5‬درجه ای محور زمین است‪.‬انحراف ‪ 23/5‬درجه ای محور زمین‪ ،‬نسبت به خط عمود‬ ‫برسطح مدار گردش زمین به دور خورشید باعث اختالف مدت زمان روز و شب و زاویه تابش خورشید به عرض های جغرافیایی مختلف‬ ‫می شود‪.‬تغییر فاصله سیاره زمین در حرکت مداری خود نسبت به خورشید‪ ،‬همراه با تغییر در انحراف محور زمین و حرکات محوری آن‬ ‫باعث کاهش و افزایش دوره ای در میزان انرژی دریافتی از خورشید و نوسان درجه حرارت سطحی آن می گردد‪.‬این پدیده باعث بروز‬ ‫دور ه های خشکسالی و یخ بندان شدید روی زمین در دراز مدت می شود‪.‬‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫محور زمین دارای چرخشی به صورت یک مخروط در دوره های ‪ 12000‬و ‪ 27000‬ساله‬ ‫است‪.‬جهت این حرکت برخالف عقربه های ساعت است‪.‬محققین معتقدند بروز تغییرات اقلیمی‬ ‫(آب و هوایی) روی زمین بی ارتباط با این پدیده نیست‪.‬این حرکت را رقص محوری زمین‬ ‫(حرکت تقدیمی) می نامند‪.‬‬ ‫زمین‬ ‫خورشید‬ ‫زمین‬ ‫تغییر در مدار‬ ‫تغییر در انحراف محور‬ ‫رقص محوری‬ ‫(الف)‬ ‫(ب)‬ ‫(پ)‬ ‫طرحی از تغییرات حرکتی زمین مانند الف) تغییرات مداری‪ ،‬ب) انحراف محور و پ) رقص محوری زمین‬ ‫علم‪،‬‬ ‫زمین شناسی را می توان به طور کلی‪ ،‬علم مطالعه سیاره ای که در آن به سر می بریم‬ ‫زندگی‪،‬‬ ‫تعریف کرد و زمین شناس ماجراجویی است که به دنبال جمع آوری اطالعات از زمان پیدایش‬ ‫کار آفرینی‬ ‫زمین تاکنون می باشد‪.‬وی با طبقه بندی‪ ،‬ارزیابی و تجزیه و تحلیل داده ها‪ ،‬نقش مهمی در‬ ‫تولید اطالعات علمی دارد‪.‬‬ ‫‪20‬‬  ‫اگر اهل ماجراجویی هستید هر مقدار که دانش زمین شناسی خواهید آموخت در کوله پشتی‬ ‫خود قرار دهید‪ ،‬کفش های محکمی به پا کنید و برای فتح قله های دانش آماده شوید‪.‬‬ ‫ما در مسیر حرکت خود از فناوری (مهندسی‪ ،‬ریاضیات‪ ،‬هوش مصنوعی) استفاده الزم را‬ ‫خواهیم برد و برای حل مشکالت زندگی‪ ،‬دورماندن از مخاطرات طبیعی و تأمین منابع معدنی‬ ‫و انرژی‪ ،‬دست به کارآفرینی خواهیم زد‪.‬‬ ‫هوش مصنوعی دستگاه و یا نرم افزاری است که برخی عملکردهای شناختی‪ ،‬یادگیری‬ ‫و حل مسئله را مشابه و یا با تقلید از ذهن انسان بازسازی می نماید‪.‬‬ ‫زمین شناسی مدرن با حجم زیادی از داده ها سروکار دارد‪.‬گستردگی زیاد داده ها ناشی‬ ‫از موضوعات متنوع و منابع فراوان مورد تحقیق می باشد‪.‬توسعه هوش مصنوعی در دانش‬ ‫زمین شناسی امکان استفاده از روش های بهتر و با کیفیت تر طبقه بندی و ارزش گذاری داده ها‬ ‫و کشف روابط پنهان بین داده ها را فراهم کرده است؛ زیرا می تواند حجم زیادی از داده ها را به‬ ‫سرعت و با دقت زیاد پردازش کند‪.‬از همه مهم تر محدودیت های این دانش در مورد زمان و‬ ‫ال نیازی نیست برای دیدن هسته خارجی و بررسی جزئیات آن‬ ‫مکان را برطرف کرده است‪ ،‬مث ً‬ ‫به درون زمین سفر کرد‪.‬‬ ‫امروزه زمین شناسان از هوش مصنوعی در شناسایی سنگ ها و کانی ها‪ ،‬اکتشاف موادمعدنی‪،‬‬ ‫شناسایی مخاطرات طبیعی‪ ،‬بررسی نتایج گرمایش جهانی و تهیه نقشه های زمین شناسی با‬ ‫دقت بسیار زیاد در تعامل با روش های سنجش از راه دور استفاده می کنند‪.‬‬ ‫بازیابی‬ ‫اطالعات خروجی‬ ‫دادههای ورودی‬ ‫بازیابی‬ ‫بازیابی‬ ‫‪21‬‬ ‫معدن مس سرچشمه رفسنجان ـ کرمان‬ ‫‪22‬‬  ‫فصل‬ ‫منابع معدنی و ذخایر انرژی‪ ،‬زیربنای تمدن و توسعه‬ ‫زیربنای اقتصادی کشورهای مختلف‪ ،‬متنوع است‪.‬مبنای اقتصادی برخی از‬ ‫کشورها‪ ،‬صنعت‪ ،‬کشاورزی یا گردشگری است و برخی دیگر‪ ،‬اقتصاد خود را بر مبنای‬ ‫منابع و ذخایر معدنی بنا نهادهاند‪.‬مبنای اقتصاد کشور ما کدام مورد است؟ بسیاری‬ ‫از کاالهایی که در زندگی روزمره از آنها استفاده میکنید‪ ،‬یا با آنها سروکار دارید‪ ،‬از‬ ‫منابع فلزی (آهن‪ ،‬آلومینیم‪ ،‬طال و منیزیم)‪ ،‬غیرفلزی (رسها‪ ،‬زغالسنگ و ‪ )...‬و یا‬ ‫مواد نفتی و فراوردههای پتروشیمی مانند پالستیک‪ ،‬بنزین و ‪...‬بهدست میآیند‪.‬در‬ ‫علم زمینشناسی با مواردی مانند نحوۀ تشکیل‪ ،‬ذخیره و اکتشاف منابع معدنی و‬ ‫سوختهای فسیلی مانند زغال سنگ‪ ،‬نفت و گاز آشنا میشوید‪.‬‬ ‫‪23‬‬  ‫شمش طال و نقره‬ ‫مجتمع معدنی‬ ‫منابع معدنی در زندگی ما‬ ‫بخش عمدۀ مواد مورد نیاز برای زندگی ما‪ ،‬از منابع معدنی تأمین می شوند‪.‬مس موجود در کابل های برق‪ ،‬آهن‬ ‫مورد استفاده در ریل راه آهن‪ ،‬پالتین استفاده شده در ساخت گوشی تلفن همراه‪ ،‬کانی گرافیت به کار گرفته شده در‬ ‫مدادی که با آن می نویسیم و فلوئور موجود در ترکیب خمیردندان از منابع معدنی تهیه می شوند‪.‬منابع    معدنی پس از‬ ‫شناسایی توسط زمین شناسان‪ ،‬از معادن استخراج و پس از فراوری‪ ،‬به کاالهای مورد نیاز تبدیل می گردند‪.‬‬ ‫جدول ‪١‬ـ‪٢‬ـ غلظت کالرک برخی عناصر در پوسته جامد زمین‬ ‫غلظت عناصر در پوسته زمین‬ ‫میانگین درصد وزنی در پوسته‬ ‫عنصر‬ ‫پوسته زمین از انواع سنگهای آذرین‪،‬‬ ‫رسوبی و دگرگونی تشکیل شده است‪.‬‬ ‫‪45/20‬‬ ‫اکسیژن‬ ‫ترکیب میانگین پوسته در اصل همان‬ ‫‪27/20‬‬ ‫سیلیسیم‬ ‫ترکیب میانگین سنگهای آذرین پوسته‬ ‫‪8/00‬‬ ‫آلومینیم‬ ‫است؛ چرا که مقدار کل سنگهای رسوبی‬ ‫‪5/80‬‬ ‫آهن‬ ‫و دگرگونی نسبت به حجم سنگهای‬ ‫‪3/63‬‬ ‫کلسیم‬ ‫آذرین بسیار اندک و فاقد اهمیت است‪.‬‬ ‫‪2/77‬‬ ‫سدیم‬ ‫دو زمینشناس به نامهای کالرک و‬ ‫‪2/32‬‬ ‫پتاسیم‬ ‫واشنگتن در سال ‪ ١٩٢٤‬میالدی بر مبنای‬ ‫‪1/68‬‬ ‫منیزیم‬ ‫تجزیه نمونههای فراوانی که از سنگهای‬ ‫‪0/44‬‬ ‫تیتانیم‬ ‫سراسر دنیا گردآوری شده بود‪ ،‬میانگین‬ ‫‪0/12‬‬ ‫فسفر‬ ‫درصد وزنی عناصر سازنده پوسته زمین‬ ‫‪0/10‬‬ ‫منگنز‬ ‫معروف به غلظت کالرک را تعیین کردند‬ ‫‪0/007‬‬ ‫روی‬ ‫(جدول ‪١‬ـ‪.)٢‬‬ ‫‪0/006‬‬ ‫مس‬ ‫‪0/0016‬‬ ‫سرب‬ ‫‪24‬‬  ‫بعدها دانشمند دیگری در زمینه پراکندگی و تمرکز عناصر تحقیق کرد و اصطالح دیگری تحت عنوان «کالرک تمرکز» معرفی‬ ‫شد که تمرکز یک عنصر را در یک کانی یا سنگ نسبت به فراوانی آن در پوسته زمین نشان می دهد‪.‬به عنوان مثال اگر تمرکز منگنز‬ ‫در یک کانی ‪ 50‬درصد وزنی آن کانی باشد‪ ،‬با توجه به اینکه کالرک منگنز در پوسته زمین ‪ 0/1‬درصد است‪ ،‬کالرک غلظت آن در‬ ‫این کانی برابر ‪ 500‬است‪.‬گاهی تمرکز یک یا چند عنصر در سنگ‪ ،‬خاک‪ ،‬گیاهان و یا آب یک منطقه در مقایسه با میانگین آنها در‬ ‫پوسته زمین باالتر یا پایین تر است که به آن بی هنجاری گفته می شود‪.‬هنگامی که تمرکز یک عنصر در منطقه ای باالتر از میانگین‬ ‫پوسته باشد به آن بی هنجاری مثبت و در صورتی که پایین تر از میانگین پوسته باشد به آن بی هنجاری منفی می گویند‪.‬زمین شناسان‬ ‫در پی جویی های اکتشافی عناصر به دنبال یافتن مناطقی با بی هنجاری مثبت هستند‪.‬‬ ‫فعالیت‬ ‫نتایج حاصل از تجزیه سنگ های یک منطقه‪ ،‬در جدول ارائه شده است‪.‬در کدام عنصر‬ ‫تکمیلی‬ ‫بی هنجاری مثبت و در کدام بی هنجاری منفی دیده می شود؟‬ ‫بی هنجاری‬ ‫درصد براساس جرم‬ ‫عنصر‬ ‫‪12‬‬ ‫‪Fe‬‬ ‫‪0/0007‬‬ ‫‪Cu‬‬ ‫‪0/01‬‬ ‫‪Pb‬‬ ‫‪0/0009‬‬ ‫‪Zn‬‬ ‫اکسیژن‬ ‫کانی های سیلیکاتی‬ ‫کانی ها‪ ،‬براساس ترکیب شیمیایی به دو گروه سیلیکات ها و غیرسیلیکات ها‬ ‫سیلیسیم‬ ‫رده بندی می شوند‪.‬‬ ‫سیلیکات ها‪ ،‬کانی هایی هستند که بیش از ‪ ٩٠‬درصد حجم پوسته زمین را تشکیل‬ ‫می دهند و در ترکیب شیمیایی خود‪ ،‬بنیان سیلیکاتی (‪ )SiO44-‬دارند (شکل ‪1‬ـ‪.)٢‬‬ ‫کانی های سیلیکاتی در سنگ های آذرین‪ ،‬رسوبی و یا دگرگونی یافت می شوند‪.‬‬ ‫کانی های غیرسیلیکاتی‪ ،‬گروهی از کانی ها هستند که در ترکیب خود‪ ،‬فاقد بنیان‬ ‫سیلیکاتی هستند‪.‬این کانی ها نیز در انواع سنگ ها یافت می شوند‪.‬‬ ‫شکل ‪1‬ـ‪٢‬ـ واحد بنیادی سیلیکات ها‬ ‫‪25‬‬  ‫درصد وزنی کانی های سازنده پوسته زمین‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫غیرسیلیکات ها (سولفات ها‪ ،‬سولفیدها‪ ،‬اکسیدها‪،‬‬ ‫سایر سیلیکات ها‬ ‫فسفات ها‪ ،‬کربنات ها‪ ،‬عناصر آزاد)‬ ‫‪%3‬‬ ‫‪%8‬‬ ‫کانی های رسی‬ ‫‪%5‬‬ ‫فلدسپارهای سدیم و کلسیم‬ ‫میکاها‬ ‫(پالژیوکالز)‬ ‫‪%5‬‬ ‫‪%39‬‬ ‫آمفیبول ها‬ ‫‪%5‬‬ ‫پیروکسن ها‬ ‫‪%11‬‬ ‫کوارتز‬ ‫‪%12‬‬ ‫فلدسپارهای پتاسیم‬ ‫‪%12‬‬ ‫ساختمان کانی های سیلیکاتی‬ ‫ساختار سیلیکاتی‬ ‫نام کانی‬ ‫فرمول شیمیایی‬ ‫سیلیکاتهای جزیرهای (منفرد)‪ ،‬مانند‬ ‫‪)Mg , Fe(2 SiO4‬‬ ‫الیوین (زبرجد)‬ ‫سیلیکاتهای زنجیری ساده‪ ،‬مانند‬ ‫‪)Mg , Fe( SiO3‬‬ ‫پیروکسنها‬ ‫سیلیکاتهای زنجیری مضاعف‪ ،‬مانند‬ ‫‪)Fe , Mg( Si8O22 )OH( 2‬‬ ‫آمفیبولها‬ ‫سیلیکات های ورقه ای‪ ،‬مانند میکاها‬ ‫‪KAI 2 )AISi3 O10( )OH( 2‬‬ ‫(بیوتیت و مسکوویت)‬ ‫‪ Be 3AI2Si6 O 18‬سیلیکاتهای حلقوی‪ ،‬مانند بریل‬ ‫‪ KAISi3O8‬سیلیکاتهای شبکهای‪ ،‬مانند فلدسپارها‬ ‫‪NaAISi3O8‬‬ ‫و‬ ‫‪ SiO2‬کوارتز‬ ‫‪26‬‬  ‫دانشمندان علوم زمین‬ ‫سری واکنشی بوون‬ ‫بدون شک بزرگترین سنگشناس‬ ‫قرن بیستم و یکی از تأثیر گذارترین‬ ‫در سال های قبل آموختید که کانی ها به روش های مختلفی تشکیل می گردند و برخی از آنها‬ ‫زمینشناسان همه دورانها نورمن‬ ‫(سیلیکات ها) حاصل تبلور مواد مذاب (ماگما) در حین سرد شدن است‪.‬در مورد تبلور ماگما مطالعاتی‬ ‫لوی بوون کانادایی است که در فاصله‬ ‫در اوایل قرن بیستم توسط بوون‪ 1‬انجام شد که در مورد تعیین ترتیب تبلور کانی های سیلیکاته از یک‬ ‫سالهای ‪ 1887‬تا ‪ 1956‬میزیسته‬ ‫ماگما بود و به عنوان سری واکنشی بوون از آن یاد می شود‪.‬‬ ‫است‪.‬او یکی از مهمترین پیشگامان‬ ‫در زمینه پترولوژی تجربی است که‬ ‫هنگامی که مذابی سرد می شود‪ ،‬کانی های متبلور شده با مذاب در تعادل هستند‪.‬با پیشرفت روند‬ ‫حاصل سالها کار و فعالیتش در‬ ‫تبلور کانی ها‪ ،‬ترکیب مذاب تغییر می کند‪.‬بلورهای تشکیل شده قبلی‪ ،‬دیگر با مذاب در تعادل نبوده‬ ‫آزمایشگاه ژئوفیزیک عالوه بر ارائه‬ ‫و ضمن واکنش با ماگما بلورهای جدیدی تشکیل می دهند‪.‬به عقیده او بیشتر ماگماها ترکیب بازالتى‬ ‫مقاالت متعدد و چاپ کتابی با عنوان‬ ‫دارند‪.‬از این ماگمای اولیه که محتوای آهن و منیزیم نسبت ًا باال و ‪ SiO2‬نسبت ًا کمی دارد‪ ،‬مطابق‬ ‫تکامل سنگهای آذرین‪ ،‬ارائه سری‬ ‫واکنشی بوون است که در آن ترتیب‬ ‫شکل ‪2‬ـ‪ ،٢‬ضمن سرد شدن تدریجى و کاهش دما‪ ،‬کانى هاى مختلف و در نتیجه سنگ هاى آذرین‬ ‫تبلور کانیهای رایج در سنگهای‬ ‫متفاوت به وجود مى آید‪.‬‬ ‫آذرین را نشان میدهد‪.‬تالشها و‬ ‫مطابق سری واکنشی بوون هر کانی دمای ذوب و تبلور مخصوص خود را دارد و از آنجایی که‬ ‫پژوهشهای وی منجر به کسب‬ ‫جوایز و افتخارات متعدد از جوامع‬ ‫بیشتر سنگ ها از کانی های مختلفی تشکیل شده اند‪ ،‬هر زمان سنگ ها شروع به ذوب کنند‪ ،‬برخی‬ ‫علمی آمریکایی و اروپایی گردید‪.‬‬ ‫کانی ها زودتر و برخی دیرتر ذوب می شوند و لذا بسته به دما و درجه ذوب شدگی‪ ،‬ماگماهایی با‬ ‫اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا مدالی را‬ ‫ترکیبات متفاوت ایجاد می گردد‪.‬بوون در حین آزمایشات و مطالعات تجربی خود مشاهده کرد که‬ ‫به افتخار او نامگذاری کرده است‪.‬‬ ‫نخستین کانی های حاصل از سردشدن ماگما‪ ،‬پالژیوکالز کلسیم دار و الیوین هستند که از تجمع‬ ‫این دو کانى همراه با مقدارى پیروکسن‪ ،‬سنگ بازالت یا معادل درونی آن گابرو به وجود می آید‪.‬با‬ ‫ادامه تبلور‪ ،‬ترکیب ماده مذاب باقیمانده تغییر مى کند‪ ،‬یعنى تقریب ًا قسمت مهمى از آهن‪ ،‬منیزیم و‬ ‫کلسیم خود را از دست مى دهد‪.‬در عوض ماده مذاب از عناصرى که تاکنون در ساختمان کانی ها وارد‬ ‫نشده اند (سدیم و پتاسیم) غنى مى شود‪.‬مقدار سیلیس نیز در مایع مذاب باقیمانده افزایش می یابد‪.‬‬ ‫اگر نخستین بلورها (یعنى الیوین و پالژیوکالز کلسیم دار) در محلول باقى بمانند و با مایع وارد واکنش‬ ‫شوند‪ ،‬کانى هایى با درجات حرارت پایینتر از خود را به وجود مى آورند و این وضع ادامه مى یابد‪.‬توالى‬ ‫تشکیل کانى ها را سرى واکنشى بوون مى گویند‪.‬کانى الیوین تشکیل شده‪ ،‬با مایع مذاب باقى مانده‬ ‫واکنش نموده و پیروکسن به وجود آمده است‪.‬به عنوان مثال‪:‬‬ ‫پیروکسن → مایع مذاب باقیمانده ‪ +‬الیوین‬ ‫آمفیبول → مایع مذاب باقیمانده ‪ +‬پیروکسن‬ ‫بیوتیت → مایع مذاب باقیمانده ‪ +‬آمفیبول‬ ‫در انتها‪ ،‬یعنى پس از انجماد قسمت اعظم ماگما‪ ،‬بلورهاى فلدسپار پتاسیم‪ ،‬مسکوویت و کوارتز از باقیمانده ماده مذاب متبلور مى شوند‪.‬‬ ‫در قسمت راست نیز ابتدا پالژیوکالز کلسیم دار و سرانجام پس از واکنش هاى متعدد پالژیوکالز سدیم دار حاصل مى شود‪.‬با توجه به‬ ‫رنگ هاى مختلف در شکل ‪2‬ـ‪ ،٢‬حداقل چهارنوع سنگ با ترکیب کانى شناسى متفاوت به وجود مى آیند و به این طریق مى توان ثابت‬ ‫ال ته نشین شدن در کف اتاقک ماگمایى) و عدم واکنش با مایع باقیمانده و انجماد‪ ،‬سنگ هاى‬ ‫کرد که بر اثر جدا شدن