up
Search      menu
ستاره شناسی :: مقاله زمين PDF
QR code - زمين

زمين

زمين 2

تغييرات آب و هوايي زمين
عصر يخبندان
در خلال تاريخ، آب و هواي زمين بار ها دستخوش تغييرات اساسي شده است. بين ۸۰۰ تا ۶۰۰ ميليون سال پيش در طي دوره اي به نام پيش کامبريان (Precambrian)، زمين تغيراتي فراواني را با عنوان عصر يخبندان تجربه کرده است. آب و هوا به شدت سرد شده است و دانشمندان معتقدند که بخش عمده و يا همه زمين چندين بار يخ زده است. زمين شناسان تخمين مي زنند که زمين تا کنون چهار بار يخ زده است.
بيشتر اوقات، زمين بدون يخ بوده است. دو دوره يخبندان جزئي حدود ۴۵۰ ميليون سال پيش و ۲۵۰ ميليون سال پيش رخ داده اند. در چند ميليون سال اخير دماي زمين سرد شده است. از حدود ۲ ميليون سال پيش، با شروع دوره اي به نام پليستوسن (Pleistocene) يا دوره چهارم زمين شناسي، تجمع و انباشته شدن يخ در قاره ها آغاز گرديد.
آخرين دوران کامل يخبندان حدود ۷۰.۰۰۰ سال پيش آغاز شد و گسترش آن تا ۱۸.۰۰۰ سال پيش به طول انجاميد. توده ها و لايه هاي عظيم يخ به بيرون از بستر درياچه هاي بزرگ آمده و مسير رودخانه ها بسته شدند. رودخانه هاي مي سي سي پي، ميسوري و اهايو کاملا دگرگون شدند. اين دوران ۱۱.۵۰۰ سال پيش به پايان رسيد. اغلب دانشمندان معتقدند که زمين هم اکنون در دوران بين دو عصر يخبندان به سر مي برد و عصر جديد يخبندان در راه است.
چرا دوران يخبندان به وقوع مي پيوندد
دانشمندان علت واقعي اين پديده را به طور کامل درنيافته اند. اغلب آنان بر اين باورند که تغييرات جزئي در مدار و زاويه محور طولي زمين در اثر تاثير گرانش سيارات ديگر، باعث مي شود که ميزان انرژي دريافتي از خورشيد تغيير کند و عصر يخبندان آغاز شود.
برخي دانشمندان نيز معتقدند که تغييرات مقدار دي اکسيد کربن در جو زمين عامل وقوع تغييرات طولاني مدت در آب و هواي زمين مي شود. دي اکسيد کربن، يک گاز گلخانه اي، گرماي خورشيد را به دام انداخته و جو زمين را گرم مي کند. بيشتر دي اکسيد کربن موجود در زمين در سنگهاي کربناتي مانند سنگ آهک حبس شده اند. آب و هواي امروز زمين مي توانست بسيار گرم تر باشد اگر دي اکسيد محبوس در سنگهاي آهک در جو زمين آزاد مي شد.
وقتي کوهستانهايي با سيليکات فراوان در اثر فرسايش تجزيه مي شوند، کلسيوم و منيزيوم از سنگها آزاد مي شوند. اين عناصر با آب شسته شده و به دريا مي رسند يعني جاييکه ارگانيزم هاي زنده براي ساخت صدف هاي کربنات محافظ، اين مواد شيميايي را جذب مي کنند. اين ارگانيزم در نهايت مرده و به کف دريا مي رود و در آنجا با تجمع و رسوب در تشکيل سنگ هاي آهکي شرکت مي کند. اين فرايند که چرخه کربنات - سيليکات نام دارد، دي اکسيد کربن موجود در هوا را جذب مي کند. با کم شدن دي اکسيد کربن در هوا، گرماي خورشيد در زمين باقي نمي ماند در نتيجه هوا آنقدر سرد مي شود که مي تواند يک دوران يخبندان را آغاز کند.
سنگ آهک پس از فرسايش، دي اکسيد کربن را به هوا پس مي دهد و به اين صورت گرما را در زمين توزيع مي کند. به علاوه قسمتي از اين سنگها بر اثر سابداکشن به درون جبه فرو مي روند. در آنجا به سبب گرما و فشار زياد به مگما تبديل مي شوند. دي اکسيد کربن موجود در مگما مي تواند از طريق فوران هاي آتشفشاني به هوا باز پس داده شود.
تئوري پردازان مي گويند در خلال دوران پيش کامبريان آتشفشانها مقادير زيادي دي اکسيد کربن را به جو زمين فرستاده اند. اين گاز به دليل تاثيرات گلخانه اي هواي زمين را گرم و باعث ذوب شدن يخهاي عصر يخبندان شده است.
تاريخ زمين
تاريخ زمين در سنگهاي پوسته آن ثبت شده است. اين سنگها از زمان تشکيل زمين تا کنون در حال شکل گيري، فرسايش و شکل گيري مجددند. به محصول فرسايش رسوب مي گويند. رسوب در لايه هايي به نام استراتا تجمع مي کند. استراتا ها حاوي مدارکي مي باشند که به زمين شناسان در شناخت گذشته زمين کمک مي کنند. اين مدارک حاوي ترکيب بندي استراتا، جهت رسوب استراتا و نوع فسيلهاي موجود در استراتا مي باشند.
کاوش هاي فضايي نيز فهم ما را از زمين تا حد زيادي افزايش داده اند. تلسکوپ فضايي هابل نقش ستاره ها را در اجراي فرايند سياره سازي مشاهده کرده است. از اواسط سالهاي ۱۹۹۰، دانشمندان ستاره هاي ديگري را که داراي سياره مي باشند کشف کرده اند. اين اکتشافات به دانشمندان کمک مي کند که تئوري هاي خود درباره تشکيل زمين را گسترش و پيشرفت دهند.
سن زمين
دانشمندان فکر مي کنند که احتمالا زمين همزمان با اجرام ديگر منظومه شمسي شکل گرفته است. آنها متوجه شده اند که سنگ هاي آسماني کندريت، بازمانده هايي از تشکيل منظومه شمسي که دستخوش تغيير نشده اند، سني معادل ۶ ۴ بيليون سال دارند. دانشمندان بر اين باورند که زمين و ديگر سيارات نيز احتمالا چنين سني دارند. آنها سن سنگها را با اندازه گيري مواد راديواکتيو موجود در آنها مانند اورانيوم، تخمين مي زنند. عناصر راديواکتيو با يک سرعت و روال مشخص به عناصر ديگر تبديل مي شوند. براي مثال اورانيوم با از دست دادن تشعشع، به سرب تبديل مي شود. دانشمندان زماني که براي اين تبديل لازم است را مي دانند. آنها مي توانند سن سنگ را با مقايسه نسبت اورانيوم به سرب تشخيص دهند.
شکل گيري زمين
بيشتر دانشمندان بر اين باورند که منشا منظومه شمسي يک لايه ابر نازک در فضا بوده است. خود خورشيد نيز از همين ابر و قسمتي از آن که ضخيم تر از بقيه بوده است، به دنيا آمده. گرانش اين ابر سبب انقباض آن و کشيده شدن ذرات و غبار به سمت مرکز آن شد. بيشتر اين ابر در مرکز آن براي تشکيل خورشيد جمع گرديد اما حلقه بزرگي از مواد نيز در حال گردش دور آن باقي ماند. ذرات اين حلقه با يکديگر برخورد کرده و منجر به تشکيل اجرام بزرگتر شدند. اين اجرام نيز به نوبه خود باهم برخورد کردند و سيارات منظومه شمسي را طي فرايندي با نام “رشد پيوسته” تشکيل دادند.
پيشرفت هاي زمين
دانشمندان به اين تئوري دست يافته اند که زمين در آغاز جرمي سنگي، بدون آب و احاطه شده با گاز بوده است. مواد راديواکتيو در سنگ ها و فشار افزاينده درون زمين گرماي لازم را براي ذوب شدن داخل آن فراهم نمودند. عناصر سنگين مانند آهن، فرو رفتند. سنگهاي سيليکات سبک نيز به سطح زمين آمده و پوسته اوليه آن را شکل داده اند. گرماي درون زمين باعث گرديد که مواد شيميايي ديگري از اعماق زمين به سطح آن برسند. بعضي از اين مواد شيميايي منجر به تشکيل آب شدند و بقيه گازهاي جو زمين را به وجود آوردند.
در سال ۲۰۰۱، يک تيم بين المللي از دانشمندان، کشف کريستالهاي زيرکن (zircon) با قدمت ۴ ۴ بيليون سال را اعلام کردند. زيرکن از عناصر زيرکنيوم، سيليکون و اکسيژن ساخته شده، بسيار سخت است و در برابر عوامل فرسايش بسيار پايدار و با دوام است. با آناليز شيميايي زيرکن، دانشمندان تشخيص دادند که در زمان تشکيل کريستالها، در سطح زمين آب وجود داشته است. آنها نتيجه گرفتند که پوسته زمين و اقيانوسها ۲۰۰ ميليون سال پس از شکل گيري سياره ايجاد شده اند.
ستاره شناسان معتقدند که خورشيد در اوايل تشکيل زمين حدود ۳۰درصد ضعيف تر از امروز بوده است. قديمي ترين سنگها گواه اين امر مي باشند که زمين به اندازه اي گرم بوده است که آب مايع در سطح آن وجود داشته. دانشمندان همچنين بر اين باورند که اتمسفر زمين براي جذب گرما، ضخيم تر از زمان فعلي بوده است. طي ميليونها سال رفته رفته آب در قسمتهاي گود پوسته زمين جمع شده و اقيانوسها را شکل داده است.
پس از دوره اصلي شکل گيري سيارات، بيشتر اجرام باقيمانده در منظومه شمسي به سمت سيارات تازه شکل گرفته متمايل شدند. برخوردهاي پي در پي سيارات با اين اجرام با انفجارهاي زيادي همراه بود. همين برخوردها باعث ايجاد چاله هاي فراوان در سطح ماه، مريخ، ونوس و عطارد شده اند. زمين نيز در معرض اين برخوردها قرار گرفته است اما چاله هاي به وجود آمده در اثر برخوردها، در طي مرور زمان و به واسطه فرسايش و صفحات تکتونيک از بين رفته اند. زمين شناسان معتقدند که قسمت زيادي از پوسته قاره اي در ۵ ۳ بيليون سال پيش شکل گرفته است. شواهدي وجود دارد مبني بر اينکه صفحات تکتونيک از ۲ بيليون سال پيش فعال شده اند.
بعضي از دانشمندان باور دارند که جو اوليه زمين شامل هيدروژن، هليوم، متان و آمونياک، شبيه به جو کنوني سياره مشتري، بوده است. بعضي ديگر از دانشمندان معتقدند که جو اوليه حاوي مقادير زيادي دي اکسيد کربن، مانند جو فعلي ونوس، بوده است. چيزي که همه دانشمندان آن را باور دارند اين است که در جو اوليه زمين مقدار نا چيزي اکسيژن وجود داشته است.
دانشمندان تشخيص داده اند که در حدود ۲ بيليون سال پيش، تغيير شديدي در جو زمين پديد آمده است. دليل اين ادعا اين است که تشکيل نوعي خاص از سنگ آهن که در شرايط کمبود اکسيژن ايجاد مي شود، در آن تاريخ متوقف شده است. در عوض مقادير زيادي رسوب سنگ ماسه قرمز شروع به شکل گيري نمود. رنگ قرمز به دليل واکنش آهن با اکسيژن و ايجاد اکسيد آهن يا زنگ آهن ناشي مي شود. وجود سنگ ماسه مدرکي براي وجود مقداري اکسيژن در جو زمين است. هوا در آن موقع قابل استنشاق نبود اما حدود ۱ درصد حاوي اکسيژن بود.
بيشتر اکسيژن فعلي موجود در هوا توسط گياهان و ارگانيزم هاي ميکروسکوپي تامين مي شود. اين ارگانيزم ها دي اکسيد کربن هوا را استفاده کرده و در روندي به نام فتوسنتز اکسيژن توليد مي کنند. به اين صورت مقدار اکسيژن موجود در هوا افزايش پيدا نموده و با پيشرفت ارگانيزم هاي توليد کننده اکسيژن، اين گاز در هوا به حد وفور رسيده است.
زندگي در زمين
سنگ هاي زيادي وجود دارند که داراي فسيل مي باشند. فسيلهايي بيانگر تاريخ حيات در زمين. يک فسيل ممکن است بدن يک حيوان يا يک دندان و يا قسمتي از استخوان آن باشد. يا حتي مي تواند اثر برجاي مانده از يک گياه بر روي سنگ، از زمانيکه آن سنگ رسوبي نرم بوده است، باشد. فسيلها به دانشمندان کمک مي کنند تا آنها متوجه شوند که چه نوع جانداراني در زمانهاي گذشته بر روي زمين مي زيسته اند.
خيلي از دانشمندان براين باورند که حيات در روي زمين به محض به وجود آمدن شرايط آن، پديد آمده است. مدارکي وجود دارند که در آنها مواد شيميايي ساخته شده توسط موجودات زنده در ۸ ۳ بيليون سال پيش پيدا شده است. همچنين در استراليا و کانادا فسيلهاي بر جاي مانده از جانواران ميکروسکوپي که حدود ۵ ۳ بيليون سال پيش مي زيسته اند کشف شده است.
در بيشتر تاريخ زمين، حيات تنها به شکل موجودات ريز تک سلولي بوده است. قديمي ترين فسيلهاي به دست آمده از موجوداتي که داراي چندين سلولند، مربوط به دوره پيش کامبريان در حدود ۶۰۰ ميليون سال پيش مي باشند. بيشتر اين موجودات با همه گونه هاي فعلي حيات تفاوت داشته اند.
دوره اول زمين شناسي يا دوره پالئوزوئيک (Paleozoic)
از سنگ هاي کامبريان در حدود ۵۴۴ تا ۵۰۵ ميليون سال پيش، فسيلهاي فراواني به دست آمده است. به اين افزايش چشمگير گونه هاي زنده در زمين، انقلاب کامبريان مي گويند و آن را آغاز دوره پالئوزوئيک مي دانند. انقلاب کامبريان در واقع طي دهها ميليون سال به وقوع پيوست اما فسيلهاي به دست آمده اين انقلاب را به صورت ناگهاني نشان مي دهند. قديمي ترين انبوه فسيلها تنها مختص به چند نوع ارگانيزم مي باشند. با گذشت صدها ميليون سال، تنوع فسيلها افزايش تدريجي گونه هاي حيات را نشان مي دهد.
بيشتر فسيلهاي دوره پالئوزوئيک مربوط به جانوران بي مهره مانند مرجان ها، حلزون ها و خرچنگ ها مي باشند. ماهي ها، نخستين جانوران مهره دار بر روي زمين، حدود ۴۵۰ ميليون سال پيش به عرصه پيوستند. نخستين گياهان بزرگ در خشکي نيز ۴۴۰ ميليون سال پيش به وجود آمدند و دوزيستان ۳۸۰ ميليون سال پيش به دنيا آمدند.
فسيلهاي به دست آمده پديدار گشتن جنگلها و مرداب ها بر روي زمين در حدود ۳۰۰ ميليون سال پيش را به اثبات رسانده اند. امروزه توده هاي رسوبي زغال سنگ در ايالات متحده، کانادا، انگلستان و ديگر نقاط دنيا بازمانده همان جنگلها به شمار مي روند. به دليل اين حجم فراوان رسوب زغال سنگ، به اين دوره زماني دوره زغال زايي مي گويند.
اولين فسيلهاي به دست آمده از خزندگان در دوره زغال زايي به وجود آمده اند. بر خلاف دوزيستان، خزندگان از بدن فلس دار که باعث حفظ رطوبت و جلوگيري از خشک شدن بدن مي شوند، برخوردار و تخم گذار بودند. اين خصوصيات به آنها کمک کرد تا بتوانند همه عمر خود را در خشکي و خارج از آب بگذرانند. در اواخر دوره پالئوزوئيک و در دوران پرميان (Permian) فسيلهاي خزندگان نشانه ها و خصوصياتي از پستانداران را نيز در خود داشت.
چندين بار در تاريخ زمين انقراض هاي بزرگ گونه هاي حياتي پديد آمده است. شديدترين نوع اين پديده که انقراض پرميان نام دارد حدود ۲۵۰ميليون سال پيش رخ داد. تقريبا ۹۰ درصد از گونه هاي حياتي در مدت نسبتا کوتاهي منقرض شدند. دليل اين انقراض همچنان به صورت يک راز باقي مانده است. البته بعضي از دانشمندان گمان مي کنند که ممکن است فوران هاي عظيم آتشفشاني در محل سيبري کنوني سبب تغيير آب و هوا و در نتيجه از بين رفتن ارگانيزم ها شود.
دوره مززوئيک (Mesozoic)
به دنبال انقراض پرميان، اطلاعات ثبت شده در فسيلها نشان ميدهند که حيوانات خزنده حکمفرمايان روي زمين بوده اند. مهمترين اين خزندگان، دايناسورها بودند. دوره مززوئيک را گاهي عصر دايناسورها نيز مي نامند اما پستانداران و پرندگان نيز در فسيلها و بر سنگهاي ۲۰۰ تا ۱۴۰ ميليون سال پيش ثبت شده اند.
فسيلها نشان مي دهند که دو گروه عمده از گياهان در دوره مززوئيک وجود داشته اند. گياهان بازدانه و گياهان نهان دانه. گياهان بازدانه دانه هايي بدون محافظ دارند و بيشتر گياهان مخروطيند. آنها شامل انواع کاجها، شجرالمعبد يا ژنگو ها و سرخس ها بودند. گياهان بازدانه در اواخر دوره پالئوزوئيک نمو نمودند و در اوايل دوران کرتاسه (Cretaceous) حکمفرما بودند. گياهان نهان دانه، دانه هاي خود را مي پوشانند و شامل گياهان گلدار مي باشند. اين نوع از گياهان در طي دوران کرتاسه حکفرمايي نموده و نسل خود را تا به امروز ادامه داده اند.
دايناسورها در پي يک انقراض بزرگ حدود ۶۵ ميليون سال پيش از بين رفتند. بيشتر دانشمندان بر اين باورند که برخورد يک سنگ آسماني با زمين منجر به انقراض دايناسورها شده است. اين برخورد احتمالا غبار زيادي را وارد جو کرده است طوري که محيط براي ماه ها تاريک و سرد شده است. در نتيجه گياهان و جانوراني که از آنها تغذيه مي کردند نابود شدند. بسياري از دانشمندان معتقدند چاله منطقه يوکاتان در مکزيک، که چيکشولوب (Chicxulub) نام دارد، مکاني است که سنگ آسماني مذکور به آن اصابت نموده. ذرات باقيمانده از اين برخورد همه جاي دنيا يافت شده اند و رسوبات به وجود آمده توسط موجهاي عظيم دريا که بر اثر برخورد به وجود آمده بودند در قسمتهاي مختلفي از خليج مکزيک کشف شده اند.
دوره سنوزوئيک (Cenozoic)
بخش عمده اي از گياهان و حيواناتي که ما امروزه مي شناسيم در دوره سنوزوئيک پا به عرصه حيات گذاشته اند. پستانداران از حوادثي که باعث انقراض دايناسورها شد، جان سالن به در برده و تا به امروز حکمفرمايان حيوانات روي زمين بوده اند. تاريخ تکامل پستانداران در فسيلهاي دوره سنوزوئيک ثبت شده است.
ابتدا اجداد اسبها، کرگدن ها و شترها در اروپا و آمريکاي شمالي پا به زندگي گذاشتند. پس از آن سگها و گربه ها در کنار اسبهاي سه انگشتي که هر کدام اندازه يک گوسفند بودند پديدار شدند. جثه پستانداران به تدريج بزرگتر و تنوع آنها بيشتر شد و به همان ميزان نيز دشتها بر روي زمين گسترده تر شدند. بسياري از پستانداران غول پيکر شدند. حيواناتي شبيه به فيل مثل ماموت ها و تنبل هاي عظيم الجثه در دشتهاي پهناور و جنگلهاي انبوه پرسه مي زدند.
فسيل نخستين موجودات شبيه به انسان مربوط به ۲ ميليون سال پيش، يافت شده است. نخستين گونه اي که کاملا شبيه به انسان بوده است شايد کمتر از ۲۰۰.۰۰۰ سال قدمت داشته باشد. قدمت پيدايش انسان بر روي زمين در مقايسه با بيليونها سال عمر زمين، تنها مانند چند دقيقه کوتاه است.
جدول آماري زمين
جرم ۵.۹۷۶e+۲۴
شعاع استوايي ۶,۳۷۸.۱۴
ميانگين چگالي (گرم در سانتيمتر مکعب) ۵.۵۱۵
ميانگين فاصله از خورشيد (کيلومتر) ۱۴۹,۶۰۰,۰۰۰
گردش وضعي (ساعت) ۲۳.۹۳۴۵
گردش مداري (روز) ۳۶۵.۲۵۶
زاويه محور طولي (درجه) ۲۳.۴۵
شتاب فرار (کيلومتر در ثانيه) ۱۱.۱۸
ميانگين دماي سطح ۱۵°C
نيتروژن موجود در جو ۷۷%
اکسيژن موجود در جو ۲۱%
ديگر گازهاي موجود در جو ۲%

● مقدمه زمين ، سومين سياره نزديک به خورشيد و بزرگترين سياره در ميان سيارات دروني است. ساختار دروني زمين مثل ساير سيارات دروني از يک هسته داخلي و يک هس ...

تعريف: بنا به تعريف انجمن زمين شناسي مهندسي(IAEG)، زمينلغزش عبارتست از جابجايي به سمت پايين توده اي از مواد بر روي يك شيب طبقه بندي زمينلغزش ها: در سا ...

حرکت و جابجايي بخشي از مواد دامنه در امتداد يک سطح گسيختگي مشخص را «لغزش» مي ناميم. در لغزشهاي دامنه اي تغيير شکل از نوع «برش ساده» است. لغزش انواع مخ ...

زمين لرزه يکي از وحشتناک ترين پديده هاي طبيعت محسوب مي شود. اغلب زميني را که روي آن ايستاده ايم، به صورت تخته سنگ هاي صلب و محکمي تصور مي کنيم که از ا ...

پاندورا براي يونانيان باستان واژه اي خوشايند نبود اما پس از ساخته شدن فيلم آواتار به راه حلي براي يکي از مسائل علم نجوم تبديل شده و اکنون براي نامي ...

پايان عمر ستارگاني که روزگاري درخشان بودند، زيباست و ما در زير آسمان شب شاهد هزاران ستاره يي هستيم که روزي خواهند مرد. تولد، عمر و سپس مرگ تمامي ستارگ ...

سومين سياره منظومه شمسي.کره اي خاکي که بدليل فاصله مناسب با خورشيد و با داشتن جو مناسب پذيراي حيات مي باشد.زمين يک قمر طبيعي به نام ماه وهزاران قمر يا ...

اطراف کهکشان راه شيري را مجموعه اي از ريزکهکشان ها پرکرده که منجمان تا کنون موفق به شناسايي همه آنها نشده اند. مثل پروانه اي که گرد شعله شمع پرواز مي ...

دانلود نسخه PDF - زمين