درسنامه آموزشی زمین شناسی کلاس یازدهم رشته ریاضی و تجربی
فصل 1: آفرینش کیهان و تکوین زمین
ذهن کنجکاو بشر، همواره به دنبال کشف اسرار شگفتانگیز جهان هستی است. مشاهدۀ منظرۀ زیبای آسمان شب یا رصد آن، توجه آدمی را به مطالعه و شناخت اجرام و پدیدههای آسمانی جلب میکند. در کیهان، پدیدههای متنوعی مانند کهکشانها، منظومهها، ستارهها، سیّارهها و ... وجود دارد. ستارهها و سیارههایی که در آسمان شب میتوان دید، تنها، تعداد اندکی از میلیاردها جرم آسمانی در کهکشان راه شیری هستند.
برخی از اجرام و پدیدههای آسمانی به وسیلۀ کاوشگران شناسایی شدهاند و برخی دیگر، تاکنون حتی رصد هم نشدهاند و اطلاعی از آنها در دست نیست. اندازهگیریهای نجومی نشان میدهند که کیهان در حال گسترش است و کهکشانها در حال دورشدن از یکدیگر هستند. در این زمینه، پرسشهایی نظیر: گسترش کیهان از چه زمانی آغاز شده است؟ آینده کیهان، چگونه خواهد بود؟ سرنوشت منظومه شمسی و تکوین زمین چیست؟ سازوکار تشکیل اقیانوسها چگونه است؟ و... مطرح میشود.
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.
جمعآوری اطلاعات (صفحه 10 کتاب درسی)
در سال گذشته خواندید که دانشمندان پیدایش جهان را با نظریۀ مه بانگ توضیح میدهند. در این باره، اطلاعات بیشتری جمعآوری و دربارۀ پیدایش اجرام آسمانی با هم گفتوگو کنید.
این نظریه بیان میکند که گیتی از یک وضعیت بسیار چگال (متراکم) و داغ نخستین آغاز شده و در گذر زمان انبساط یافته است. اگر در زمان به عقب برگردیم، به نقطهای در گذشته میرسیم که در آن قوانین فیزیکی شناخته شده کارایی خود را از دست میدهند و نقطه تکینگی نام دارد. این نقطه، نقطه پیدایش گیتی است و بر اساس اندازهگیریهای جدید، این لحظه تقریباً 13/8 میلیارد سال پیش رخ داده است. پس از انبساط اولیه گیتی به اندازه کافی سرد شد که امکان پیدایش ذرات زیر اتمی و بعدها اتمهای ساده، پدید آید. به هم پیوستن ابرهای غول پیکر از عناصر اولیه بر اثر نیروی گرانش، باعث پیدایش ستارگان و کهکشانها شد.
کهکشان راه شیری
در کیهان، صدها میلیارد کهکشان وجود دارد. کهکشانها، از تعداد زیادی ستاره، سیّاره و فضای بین ستارهای (اغلب گاز و گرد و غبار) تشکیل شدهاند که تحت تأثیر نیروی گرانش متقابل، یکدیگر را نگه داشتهاند.
اگر در شبهای صاف و بدون ابر، در مکانی که آلودگی نوری ندارد، به آسمان نگاه کنید، نواری مِه مانند و کم نور، شامل انبوهی از اجرام میبینید. این نوار که کهکشان راه شیری (Milky Way Galaxy) نام دارد، یکی از بزرگترین کهکشانهای شناخته شده است. کهکشان راه شیری، شکلی مارپیچی دارد که منظومۀ شمسی ما، در لبۀ یکی از بازوهای آن قرار دارد.
پیوند با عکاسی
عکس زیر بخشی از کهکشان راه شیری در آسمان شب است که از رصدگاه کویر خارا در اصفهان تهیه شده است. شما هم در مکانی مناسب، از کهکشان راه شیری و سایر اجرام آسمانی، عکس بگیرید و آن را به کلاس ارائه کنید.
منظومۀ شمسی
در سالهای گذشته با برخی از ویژگیهای منظومۀ شمسی و اجزای آن آشنا شدید. حرکت ظاهری خورشید از شرق به غرب است؛ بنابراین آیا زمین، مرکز جهان است و سایر اجرام به دور آن میگردند؟ از هزاران سال قبل، بشر برای پاسخ به این پرسش و پرسشهای مشابه آن، در جستوجو و کاوشگری بوده است. در این زمینه، دو نظریه زیر مطرح شده است:
نظریۀ زمین مرکزی:
بطلمیوس، دانشمند یونانی بیش از دو هزار سال پیش، با مشاهدۀ حرکت ظاهری ماه و خورشید، به این نتیجه رسید که زمین، در مرکز عالم قرار دارد و اجرام آسمانی دیگر به دور آن میگردند.
بر اساس این نظریه، که نظریۀ زمین مرکزی نامگذاری شد، زمین، ثابت است و ماه و خورشید و پنج سیارۀ شناخته شده آن روزگار، یعنی عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل، در مدارهایی دایرهای به دور زمین میگردند.
برخی دانشمندان ایرانی مانند ابوسعید سَجزی و خواجه نصیرالدین طوسی، با اندازهگیریهای دقیق و تفسیر درست یافتههای علمی، ایرادهایی بر نظریه زمین مرکزی وارد کردند. این نظریه در اروپا نیز مخالفانی داشت؛ ولی تا حدود قرن 16 میلادی مطرح بود.
نظریۀ خورشید مرکزی:
نیکولاس کوپرنیک، ستارهشناس لهستانی که با علم ریاضی نیز به خوبی آشنا بود، با مطالعۀ حرکت سیارات در زمانهای مختلف، نظریۀ خورشید مرکزی را به شرح زیر بیان کرد:
- زمین همراه با ماه، مانند دیگر سیارهها در مدار دایرهای و مخالف حرکت عقربههای ساعت به دور خورشید میگردد.
- حرکت روزانۀ خورشید در آسمان، ظاهری و نتیجۀ چرخش زمین به دور محور خود است.
پس از آنکه کوپرنیک، نظریۀ خورشید مرکزی را مطرح کرد، یوهانس کپلر، به بررسی دقیق یادداشتهای ستارهشناسان پرداخت و دریافت که سیارات در مدارهای بیضوی، به دور خورشید در حرکت میباشند. او با ارائۀ سه قانون زیر، نظریۀ خورشید مرکزی را اصلاح نمود.
قانون اول: هر سیاره در مداری بیضوی، چنان به دور خورشید میگردد که خورشید همواره، در یکی از دو کانون آن قرار دارد.
یادآوری (صفحه 12 کتاب درسی)
- با توجه به اینکه، نورخورشید حدود 8/3 دقیقه نوری طول میکشد تا به زمین برسد فاصله متوسط زمین تا خورشید چند کیلومتر است؟
هر ثانیه نوری 300000 کیلومتر است و هر دقیقه نوری 18 میلیون کیلومتر. با ضرب عدد 8/3 در 18 میلیون کیلومتر نتیجه عدد 149400000 کیلومتر می شود که فاصله زمین تا خورشید است.
- به این فاصله در اصطلاح ستارهشناسی چه گفته میشود؟ سال نجومی (واحد نجومی)
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.
قانون سوم: زمان گردش یک دور سیاره به دور خورشید (p)، با افزایش فاصله از خورشید (d) افزایش مییابد، به طوری که مربع زمان گردش سیاره به دور خورشید، معادل مکعب فاصله آن سیاره تا خورشید است $({p^2}\propto {d^3})$. در این رابطه، p بر حسب سال زمینی و d بر حسب واحد نجومی است.
پیوند با ریاضی (صفحه 12 کتاب درسی)
اگر مدار سیارهای در فاصلۀ $600 \times {10^6}$ کیلومتری خورشید قرار داشته باشد، زمان گردش آن به دور خورشید چند سال است؟
هر واحد نجومی برابر است با $150 \times {10^6}$ کیلومتر بنابراین داریم:
واحد نجومی $D = \frac{{600 \times {{10}^6}}}{{150 \times {{10}^6}}} = 4$
سال زمینی ${P^2} = {D^3} \to {P^2} = {4^3} = 64 \to P = \sqrt {64} = 8$
حرکات زمین
کره زمین دارای حرکت وضعی و انتقالی است. چرخش زمین به دور محورش را حرکت وضعی میگویند. این چرخش در جهت خلاف حرکت عقربههای ساعت است و در مدت زمان حدود 24 ساعت انجام میشود.
شب و روز بر اثر حرکت وضعی به وجود میآید. انحراف 23/5 درجهای محور زمین، نسبت به خط عمود بر سطح مدار گردش زمین به دور خورشید، سبب ایجاد اختلاف مدت زمان روز و شب در عرضهای جغرافیایی مختلف میشود. به صورتی که به جز در مدار استوا «مدار صفر درجه»، که طول مدت شب و روز در تمام مدت سال با هم برابر و 12 ساعت است، در سایر نقاط با افزایش عرض جغرافیایی این اختلاف ساعت بیشتر میشود.
به گردش زمین بر روی مدار بیضوی به دور خورشید، حرکت انتقالی گفته میشود که در جهت خلاف حرکت عقربههای ساعت انجام میشود.
میانگین فاصلهٔ خورشید از زمین، حدود 150 میلیون کیلومتر است که به آن، یک واحد نجومی میگویند. البته این مقدار در اول تیر ماه به حداکثر مقدار خود، یعنی 152 میلیون کیلومتر و در اول دی ماه به حداقل خود، یعنی حدود 147 میلیون کیلومتر میرسد.
تحقیق کنید (صفحه 13 کتاب درسی)
با توجه به فاصله حداکثر زمین تا خورشید در اول تیر و فاصله حداقلی در اول دی ماه، علت گرمای تیرماه و سرمای دی ماه چیست؟
آنچه که مشخص میکند تابستان یا زمستان است فاصله زمین از خورشید نیست بلکه ارتفاع مسیر خورشید در آسمان است. در حقیقت، زمین در دیماه (ژانویه) در نیمکرهٔ شمالی به نزدیکترین فاصله خود با خورشید میرسد. حدوداً 3 درصد نزدیکتر از تیرماه (ژوئیه)، زمانی که دورترین فاصله قرار دارد. آنچه منجر به نوسانات فصلی دمای هوا میشود، تغییرات در چگونگی گرم شدن زمین است. این فرآیند بستگی به زاویهای دارد که نور خورشید از آنجا به نقطهای از زمین که ما در آن هستیم میتابد. منظور از خورشید فروردین زمستانی این است که آفتاب از زاویهای بسته به زمین میتابد و پس از برخورد شیبدار، بر روی زمین گسترده میشود، در نتیجه گرما کافی نیست و هوا سردتر میشود. در تابستان مسیر فرازین خورشیدی در ارتفاع بالاتر، آفتاب مستقیم و گرمای بیشتری را فراهم میآورد.
شرق جهت طلوعهاست. دو مسیری که خورشید را در انقلاب تابستانی (چپ) و انقلاب زمستانی (راست) نشان میدهد، در این موقعیت، خورشید هیچگاه در نقطه شمالیتر (چپ) و یا جنوبیتر (راست) از محلهایی که در ابتدای انقلابها در افق دیده میشود، طلوع نمیکند، در میانه این مسیر و بین این دو منتهیالیه، خورشید در شرق یعنی در اعتدالین طلوع میکند. انعکاس این الگوی سالیانه طلوع خورشید، در غرب و در غروب آن نیز ظاهر میشود. دگرباره حدود حرکت سالیانه خورشید در دو مسیر نزولی انقلاب زمستانی (چپ و جنوب) و تابستانی (راست و شمال) مشخص میشوند. غروبهای زمان اعتدالین در غرب رخ میدهند.
ارتفاع مسیر فصل به فصل تغییر میکند، زیرا محور دورانی زمین در فضا، میل پیدا میکند، در یک سوی مدار زمین، خورشید به طور مستقیمتری بر نیمکره شمالی میتابد و طلوع و غروب آن نیز در شمال دیده میشود. در سوی دیگر مدار زمین، میل زمین باعث میشود نیمکره جنوبی در معرض آفتاب بیشتری قرار بگیرد. در زیر خط استوا تابستان است اما در شمال، طلوع و غروب خورشید در جنوب دیده میشود و زمستان است، یعنی تمام تغییرات فصلی که ما تجزیه میکنیم نتایج چگونگی آرایش زمین فضاست.
پیدایش فصلها، حاصل حرکت انتقالی زمین و انحراف 23/5 درجهای محور زمین است؛ به علت کروی بودن زمین، زاویه تابش خورشید در عرضهای جغرافیایی مختلف، در یک زمان، متفاوت است. همچنین به علت انحراف محور زمین، زوایای تابش خورشید در یک عرض جغرافیایی نیز در طول سال تفاوت دارد. این تفاوت زاویه، سبب ایجاد فصلها در نقاط مختلف کرهٔ زمین شده است (شکل 6-1).
حرکت زمین و زاویه انحراف محور آن به گونهای است که میتوان موقعیت خورشید را نسبت به زمین بهصورت شکل 6-1 تصوّر کرد.
خود را بیازمایید (صفحه 14 کتاب درسی)
- وضعیت فصلها در نیمکره شمالی و جنوبی را مقایسه کنید. در زمانی که در نیمکره شمالی فصل تابستان است در نیمکره جنوبی فصل زمستان است که به آن آهنگ فصلی گفته میشود.
- جهت تشکیل سایه، در نیمکره شمالی و جنوبی چه تفاوتی دارد؟ جهت سایه در هنگام ظهر در نیمکره شمالی به طرف شمال است و هم زمان در نیمکره جنوبی جهت سایه شاخص به طرف جنوب است یعنی عکس نیمکره شمالی.
- در طول یک سال، خورشید در چه روزهایی بر استوا عمود میتابد؟ بر طبق شکل پایین فقط در دو روز خورشید بر استوا عمود میتابد یعنی اول فروردین و اول مهر ماه.
بر اساس شکل بالا در ابتدای بهار، خورشید بر مدار استوا عمود میتابد و در طول بهار بر عرضهای جغرافیایی بالاتر در نیمکره شمالی عمود میتابد به طوری که، در آخر خرداد و اول تیرماه حداکثر بر مدار رأس السرطان، تابش قائم دارد. سپس در طول تابستان بر مدارهای کمتر از 23/5 درجه شمالی، قائم است و مجدداً اول پاییز بر استوا و در ادامه در شش ماه دوم سال، بر عرضهای جغرافیایی صفر تا 23/5 درجه جنوبی قائم میتابد.
تکوین زمین و آغاز زندگی در آن
حدود 6 میلیارد سال قبل، با نخستین تجمّعات ذرّات کیهانی، شکلگیری منظومه شمسی آغاز شد و در حدود 4/6 میلیارد سال قبل، سیاره زمین بهصورت کرهای مذاب، تشکیل و در مدار خود قرار گرفت. با گذشت زمان و سرد شدن این گوی مذاب، حدود 4 میلیارد سال قبل، سنگهای آذرین به عنوان نخستین اجزای سنگ کره تشکیل شدند؛ سپس با فوران آتشفشانهای متعدد، گازهایی که از داخل زمین خارج شدند، به تدریج گازهای مختلف مانند اکسیژن، هیدروژن، نیتروژن، هوا کره را به وجود آوردند. در ادامه، کرۀ زمین سردتر شد و بخار آب به صورت مایع در آمد و آب کره تشکیل شد. با تشکیل اقیانوسها و تحت تأثیر انرژی خورشید، شرایط برای تشکیل زیست کره فراهم و زندگی انواع تک یاختهها در دریاهای کم عمق آغاز شد.
به وجود آمدن چرخۀ آب، باعث فرسایش سنگها، تشکیل رسوبات و سنگهای رسوبی گردید. در ادامه، با حرکت ورقههای سنگ کره و ایجاد فشار و گرمای زیاد در مناطق مختلف، سنگهای دگرگونی به وجود آمدند. دانشمندان معتقدند شرایط محیط زیست فعلی به تدریج و در طی صدها میلیون سال مهیا شده است.
با توجه به شواهد زمین شناسی، دانشمندان دریافتند که خداوند در آفرینش جهان، ابتدا شرایط محیط زیست را مهیا کرده و سپس جانداران را از ساده تا پیچیده آفریده است. در دورانهای مختلف، شرایط آب و هوایی و محیط زیست تغییرات فراوانی داشتهاند و بر این اساس، گونههای مختلف جانداران در سطح زمین ظاهر و منقرض شدهاند. به عنوان مثال، خزندگان در دورۀ کربونیفر، ظاهر و در طی 80-70 میلیون سال، جثۀ آنها بزرگ شد و در کرۀ زمین گسترش یافتند. با نامساعد شدن شرایط محیط زیست و عدم توانایی دایناسورها برای سازگاری با تغییرات محیطی، این موجودات حدود 65 میلیون سال پیش منقرض شدند.
تفسیر کنید (صفحه 15 کتاب درسی)
با توجه به شکل زیر، ترتیب تشکیل هوا کره، سنگ کره، زیست کره و آب کره را از قدیم به جدید ذکر کنید.
به ترتیب سنگ کره - هوا کره - آب کره - زیست کره
4 میلیارد سال پیش از سرد شدن سطح کره مذاب زمین، پوسته یا سنگ کره به وجود آمد، سپس با فعالیتهای داخل زمین و وقوع آتشفشانها، هوا کره به وجود آمد و با ادامه فعالیتهای زمین و ترکیب هیدروژن و اکسیژن، ابرهای بارانزا موجب ریزش باران زیادی در سطح زمین شدند و اقیانوسهای بزرگ را به وجود آوردند و به این ترتیب آب کره به وجود آمد و از تعامل سه محیط سنگ کره، هوا کره و آب کره محیط دیگری به وجود آمد که زیست کره نام دارد.
سن زمین
از آغاز پیدایش کرۀ 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... اهمیت زیادی دارد.
در زمینشناسی، سن سنگها و پدیدهها را به دو روش نسبی و مطلق تعیین میکنند.
یادآوری (صفحه 16 کتاب درسی)
در کتاب علوم پایۀ نهم با روش تعیین سن نسبی و اصول آن آشنا شدید. با توجه به آن، در شکل زیر، ترتیب وقایع را از قدیم به جدید شمارهگذاری کنید.
1: M 2: B 3: Q 4: N 5: P 6: W
7: چین خوردگی ناودیس
8: تودهی مذاب X
9: گسل F
در تعیین سن نسبی، ترتیب تقدم، تأخر و هم زمانی وقوع پدیدهها، نسبت به یکدیگر مشخص میشود. در تعیین سن مطلق (پرتوسنجی)، سن واقعی نمونهها با استفاده از عناصر پرتوزا اندازهگیری میشود. عناصر پرتوزا بهطور مداوم، با سرعت ثابت در حال واپاشی هستند. این عناصر پس از واپاشی به عنصر پایدار تبدیل میشوند. مدت زمانی که نیمی از یک عنصر پرتوزا به عنصر پایدار تبدیل میشود را، نیم عمر آن عنصر میگویند. در تعیین سن مطلق با استفاده از رابطۀ زیر میتوان سن مطلق نمونههایی مانند (سنگ، چوب، استخوان و...) را تعیین کرد.
سن نمونه = تعداد نیم عمر $ \times $ نیم عمر
پیوند با ریاضی (صفحه 16 کتاب درسی)
در جدول زیر، نیم عمر برخی از عناصر پرتوزا و عنصر پایدار حاصل از آنها نشان داده شده است. با استفاده از اطلاعات موجود در آن، به پرسشهای زیر پاسخ دهید:
1- برای تعیین سن نخستین سنگهایی که در کره زمین تشکیل شدهاند، استفاده از کدام عنصر پرتوزا مناسبتر است؟ اورانیوم 238 چرا؟ نیمه عمر این ماده 4/5 میلیارد سال است.
2- برای تعیین سن فسیل ماموت و یا جمجمه انسان اولیه، از کربن 14 استفاده میشود. دلیل آن را توضیح دهید.
چون تنها ماده رادیو اکتیو در بدن جانداران کربن 14 است که از طریق زنجیره غذایی جذب میشود. بعد از مرگ جانداران این ماده فروپاشی کرده و به نیتروژن 14 تبدیل میشود و به کمک این ماده میتوان سن مطلق فسیلها را به دست آورد.
3- اگر مقدار کربن 14 باقی مانده در یک نمونۀ استخوان قدیمی حدود ${1 \over 8}$ مقدار اولیه آن باشد، سن استخوان را محاسبه کنید.
ماده اولیه را همیشه یک واحد در نظر میگیریم: $\leftarrow 1\xrightarrow[1]{\div 2}\frac{1}{2}\xrightarrow[2]{\div 2}\frac{1}{4}\xrightarrow[3]{\div 2}\frac{1}{8}$ مقدار ماده اولیه
سپس آن قدر بر عدد 2 تقسیم میکنیم تا به مقدار باقی مانده برسیم. تعداد تقسیمها را میشماریم که همان تعداد نیمه عمر است. سپس آن مقدار را در نیمه عمر ماده رادیو اکتیو داده شده ضرب میکنیم.
سن فسیل ماموت $3\times 5730=17190$
| عنصر پرتوزا | نیم عمر (تقریبی) | عنصر پایدار |
|---|---|---|
| اورانیم 238 | 4/5 میلیارد سال | سرب 206 |
| اورانیم 235 | 713 میلیارد سال | سرب 207 |
| توریم 232 | 14/1 میلیارد سال | سرب 208 |
| کربن 14 | 5730 میلیارد سال | نیتروژن 14 |
| پتاسیم 40 | 1/3 میلیارد سال | آرگون 40 |
زمان در زمین شناسی
مفهوم زمان در مقیاسهای مختلفی به کار میرود. شما با واحدهای زمان مانند: ثانیه، دقیقه، ساعت، شبانهروز، هفته، ماه، سال، دهه، سده (قرن) و هزاره آشنا هستید؛ اما، واحدهای بزرگتر زمان نیز وجود دارند که در زندگی روزمره ما، کاربرد زیادی ندارند، ولی در علوم زمین بسیار مهماند. مانند عهد، دوره، دوران و اِئون (اَبردوران) 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 کوهزایی، پیشروی یا پسروی جهانی دریاها، عصرهای یخبندان و... بستگی دارد (شکل 7-1).
پیدایش اقیانوسها
در سالهای گذشته، با مفهوم سنگکره و سازوکار حرکت ورقهها آشنا شدید. ورقههای سنگ کره، به دو نوع قارهای و اقیانوسی تقسیم میشوند. البته گاهی ممکن است بخشی از یک ورقه، جنس قارهای و در بخش دیگر از جنس اقیانوسی باشد (مانند ورقه هند) و یا در همه جا از آب پوشیده شده و از جنس اقیانوسی باشد (مانند ورقه اقیانوس آرام). سنگ کره قارهای، نسبت به سنگ کره اقیانوسی ضخامت بیشتر و چگالی کمتری دارد. از طرفی سن ورقههای قارهای زیاد و حدود 3/8 میلیارد سال بوده و در حالی که سنگهای بستر اقیانوسها حداکثر 200 میلیون سال قدمت دارند.
یادآوری (صفحه 18 کتاب درسی)
در فصل زمین ساخت ورقهای کتاب علوم نهم، در مورد حرکت ورقههای سنگ کره و پیامدهای آن مطالبی آموختید. در این باره به پرسشهای زیر پاسخ دهید:
1- علت حرکت ورقههای سنگ کره چیست؟ به دلیل حرکت هم رفتی مواد خمیری نرم کره و گوشته داغ فوقانی
2- انواع حرکت ورقهها را بیان کنید. 1- دو ورقه از یک دیگر دور میشوند (واگرا) 2- دو ورقه به هم برخورد میکنند (هم گرا) 3- دو ورقه در کنار هم میلغزند (امتداد لغز)
3- پیامدهای حاصل از حرکت ورقهها را ذکر کنید.
الف) ورقههای واگرا: جدایش قارهها- ایجاد پوستههای جدید- زمین لرزه- ایجاد درهها
ب) ورقههای همگرا: آتشفشانهای انفجاری- زمین لرزه- فرورانش ورقههای اقیانوسی و فلز زایی- ایجاد رشته کوهها - گودالهای عمیق اقیانوسی
پ) ورقههای امتداد لغز: زمین لرزههای مکرر- ایجاد گسلهای متعدد
دانشمندان علوم زمین
در ادامۀ نظریههای جابهجایی قارهها و گسترش بستر اقیانوسها، توزو ویلسون زمینشناس کانادایی، نخستین بار، ایده وجود ورقههای تشکیل دهندۀ سنگ کره زمین و مرز آنها را عنوان کرد که منجر به ارائۀ نظریۀ زمین ساخت ورقهای شد. مراحل تشکیل اقیانوسها نیز، توسط وی ارائه و بعدها به چرخۀ ویلسون معروف شد. مطالعات علمی او، مورد تحسین جهان قرار گرفت.
نخستین بار ساز و کار حرکت ورقههای سنگ کره توسط دانشمند کانادایی به نام توزو ویلسون در قالب چرخهای به نام چرخه ویلسون مطرح شد.
خلاصه مراحل چرخۀ ویلسون به شرح زیر میباشد:
1- مرحله بازشدگی:
تحت تأثیر جریانهای همرفتی سست کره، بخشی از پوستۀ قارهای شکافته میشود و مواد مذاب سست کره، صعود نموده و به سطح زمین میرسند. نمونهای از آن آتشفشانهای کنیا و کلیمانجارو در شرق افریقا ایجاد شده است (شکل 8-1-الف).
2- مرحله گسترش:
در این مرحله، در محل شکاف ایجاد شده، مواد مذاب سستکره به بستر اقیانوس رسیده و پشتههای میان اقیانوسی تشکیل میشوند و پوسته جدید ایجاد شده به طرفین حرکت کرده و باعث گسترش بستر اقیانوس میشود مانند بستر اقیانوس اطلس (دور شدن آمریکای جنوبی از افریقا) و دریای سرخ (دور شدن عربستان از افریقا) (شکل 8-1-ب).
3- مرحله بسته شدن:
در این مرحله، ورقه اقیانوسی از حاشیه به زیر ورقۀ قارهای مجاور خود فرو رانده میشود (دراز گودال اقیانوسی) و با ادامه فرورانش در نهایت اقیانوس بسته میشود (مانند بسته شدن اقیانوس تتیس) (شکل 8-1-پ).
در برخی از اقیانوسها مانند اقیانوس آرام در بخشی از آن، ورقه اقیانوسی به زیر ورقه اقیانوسی دیگر فرو رانده شده و منجر به تشکیل دراز گودال اقیانوسی و جزایر قوسی میشود.
4- مرحله برخورد:
با بسته شدن اقیانوس و برخورد ورقهها، رسوبات فشرده شده و رشته کوههایی مانند هیمالیا (برخورد هندوستان به آسیا)، زاگرس (برخورد عربستان به ایران) و ... را به وجود میآورند. (شکل 8-1-ت)
پاسخ دهید (صفحه 20 کتاب درسی)
1- عامل باز و بسته شدن اقیانوسها چیست؟ فشار ماگما
2- چرا با وجود گسترش بستر اقیانوسها، وسعت سطح زمین افزایش نمییابد؟ در محل برخوردها (همگرایی) ورقههایی به زیر دیگر ورقهها کشانده میشوند و به همان اندازه که باز شدن داریم به همان نسبت هم نزدیک شدن یا همگرایی ورقهها را داریم که باعث میشود که مساحت زمین تغییر نکند.
3- علت فرورانش ورقه اقیانوسی چیست؟ بیشتر بودن چگالی ورقهی اقیانوسی نسبت به ورقه قارهای است.
4- نتیجه فرورانش ورقه اقیانوسی - قارهای و اقیانوسی - اقیانوسی چیست؟
وقتی ورقه اقیانوسی به ورقه قارهای برخورد میکند ورقه اقیانوسی که چگالی بیشتری دارد به زیر ورقه قارهای میرود و گودال تشکیل میشود. ایجاد زلزله و تشکیل رشته کوههای آتشفشانی هم نتیجه این فرورانش است. در اثر برخورد دو ورقه اقیانوسی، ورقهای که چگالی بیشتری دارد به زیر ورقه دیگر میرود و جزایر آتشفشانی (جزایر قوسی) تشکیل میشود.
علم، زندگی، کارآفرینی
دیرینهشناسی
شاخهای از علم زمین شناسی که به بررسی آثار و بقایای موجودات گذشته زمین در لایههای رسوبی میپردازد. بر پایه مطالعه فسیلها، پیدایش و نابودی آنها میتوان به سن نسبی لایههای زمین و محیط زندگی موجودات در گذشته پی برد.
سنجش از دور
علم و فن جمعآوری اطلاعات از عوارض سطح زمین، بدون تماس فیزیکی با آنها است. سنجش از دور شامل اندازهگیری و ثبت انرژی بازتابی از سطح زمین و جوّ پیرامون آن، از یک نقطه مناسب در بالاتر از سطح زمین است. پرتوهای بازتابی که از نوع امواج الکترومغناطیس هستند، میتوانند دارای منابع گوناگونی مانند پرتوهای خورشیدی، پرتوهای حرارتی اجسام یا حتی پرتوهای مصنوعی باشند. به دست آوردن اطلاعات از سطح زمین و سطح دریاها، با استفاده از تصاویر اخذ شده از فراز آنها، از بخشهایی از طیف الکترومغناطیس که از سطح زمین تابیده یا بازتابیده شدهاند، انجام میشود. سنجش از دور، از انرژی الکترومغناطیسی بهره میگیرد. قویترین منبع تولیدکننده این انرژی، خورشید است که انرژی الکترومغناطیس را در تمام طول موجها، تابش میکند.
متخصصان این رشتهها، در مراکزی مانند سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، شرکت ملی نفت ایران و... میتوانند به کمک آن حوادثی مانند: وقوع سیل، تغییرات سطح زمین، پراکندگی ریزگردها و... را بررسی کنند و در کیفیت بخشی و بهبود اجرای پروژههای اکتشافی و آموزشی کمک شایانی داشته باشند.
