بحث در مورد زمین آزاد
باادب که هستین دیگه ....
هیچی با زمین خوش باشین
کانی شناسی
فهرست مقالات کانی شناسی
لغت مینرال (کانی) که از قرون وسطی مورد استعمال قرار گرفته از لغت یونانی Mna (متشابه لاتینی آن Mina است) به معنی "کانی" یا "گردال" (از نظر معدن شناسی) مشتق شده است، لذا نام فارسی آن یعنی "کانی" معروف موادی است که از کانسارها بدست میآورند.
قرنها پیش از دستیابی انسان به فلزات و علم استخراج و مصرف آنها ، برخی از سنگها و کانیهامهمترین ابزار دفاعی ، زراعی و شکار بشر محسوب میشدهاند. بشر اولیه جهت تهیه ابزار سنگی از مولد دارای سختی زیاد همچون سنگ چخماق ، کوارتزیت ، ابسیدین ، کوارتز و ... که در محیط زندگیاش فراوان بوده استفاده کرده است. نحوه استفاده و بکارگیری این مولد آنچنان در زندگی و پیشرفت انسان مؤثر بوده است که بر این اساس زمان زندگی انسان اولیه را به سه دوره دیرسنگی ، میانسنگی) و نوسنگی تقسیم شدهاند. همزمان با شناخت فلزات و استخراج آنها عصر فلزات آغاز گردید. احتمالاً اولین فلز استخراج شده در حدود 450 سال ق.م ، مس بوده است.
کانیها از نظر فیزیکی و شیمیایی اجسام طبیعی و همگن هستند که تقریبا منحصرا بصورت بلور و یا لااقل توده بلورین حاوی ذرات ظریف و ریز تا درشت تشکیل میگردند. فقط معدودی از کانیهایی که آنها را بصورت جامد میشناسیم، به حالت بی شکل و یا ژلهای وجود دارند. با توجه به همگن بودن شیمیایی کانیها ، ترکیب آنها را میتوان بوسیله فرمول نشان داد. مع ذلک این فرمول در بسیاری از حالات ، منظور عادی شمی را مجسم نمیکند، به این جهت در نگارش آن مفاهیم کریستالو شیمی به مقیاس وسیعی باید منظور گردد. برای معرفی کانیها علاوه بر فرمول آنها ، تمام خواص فیزیکی مانند خواص نورانی ، الکتریکی ، مقاومت ، سختی و بالاخره خاصیت بلورشناسی نیز مورد بررسی قرار میگیرد. اساس مطالعه این خواص موضوع کانی شناسی عمومی را تشکیل میدهد.
مصریان قدیم شش هزار سال قبل از میلاد در صحرای سینا فیروزه را به خاطر رنگ زیبایش استخراج میکردند. انسانهای عهد حجر ، سنگ آتشزنه را که دارای سطح شکست تیز است، به عنوان چاقو و سرنیزه ، جهت تراشیدن چوب و تهیه نوک تیز کمان به کار میبرند. علاوه بر تفریت که دارای سطح شکست منحنی شکل است برای تهیه تبر و از سنگ آتشزنه و پیریت جهت تهیه آتش استفاده میکردند.
عهد حجر زمانی خاتمه یافت که انسان توانست در نتیجه تجارب گوناگون از مس و قلع آلیاژی به نام مفرغ یا برنز تهیه کند. در طی عهد برنز بشر قرنها تجربه اندوخت تا سرانجام حدود 1000 سال قبل از میلاد مسیح به کشف و تهیه آهن توفیق یافت. به روایت دیگر حدود 2700 سال قبل عصر مفرغ آغاز شد که در این عصر انسان ابزار خود را از این آلیاژ تهیه مینموده است. حدود 3000 سال ق.م مصریها از ذوب سیلیس ، شیشه تهیه نمودند و قرنها پیش از میلاد مسیح چینها در فسیلها از کائولن ابزار چینی میساختهاند. در طول تاریخ اطلاعات بسیاری در رابطه با چگونگی شکل گیری ، جنس ، ساختمان و سایر خصوصیات کانیها بدست آمده است.
اصولا یونانیها نخستین ملتی بودند که جنبه علمی کانیها را بررسی کردند مثل تالس ملطی که 485 سال قبل از میلاد به خاصیت کهربایی کانیها اشاره کرده و تمیش تکلس (527-549 ق.م) که دست به استخراج معادن زد. یک کتاب سنگ شناسی (الاحجار) که به ارسطو (322-384 ق.م) نسبت میدادند بعدها معلوم شد که در سده هشتم نوشته شده ، ولی کتابی از شاگردش یتوفر است (288-372 ق.م) بجا مانده بنام "راجع به سنگها" که شاید بتوان گفت اولین کتاب علمی کانی شناسی است.
کتاب با ارزش دیگری که بعدها نوشته شد بوسیله پزشک رومی جالینوس (201-113 م) بود. اثر دانشمند عالیقدر ایرانی ، ابو علی سینا (1037-970) تحت عنوان "درباره کانیها" را شاید بتوان گفت اولین کتابی است که کانیها را بطور سیستماتیک به چهار دسته تقسیم کرده است. از اروپاییان از کانی شناس آلمانی آلبرت فون بول (280-119 م) یاد میکنیم این شخص که به ماگنوس معروف است داراری پنج جلد کتاب از زمینه کانی شناسی است. از دو شخصیت دیگر آلمانی به نامهای باسیلوس والنتین و آگریکولا (1623-1555) یاد میکنیم که شخص اخیر بعدها به پدر کانی شناسی معروف گشت.
آخرین شخصی که کانیها را از نظر ظاهری مورد مطالعه قرار داد، کانی شناس روسی لموسوف (1711-1765) بود. در سال 1669 یک دانشمند دانمارکی به نام نیلس استنسن قانون ثابت بودن زوایا را کشف کرد. در همین سال شخص دیگری به نام اراسموس بارتولینوس موفق به کشف شکست مضاعف کلیست ایسلندی گردید. قانون پارامتر وایس آلمانی در دهه دوم قرن بیستم وضع کرد. در سال 1830 هسل 32 کلاسه را ثابت کرد، پس از آن با استفاده از محاسبات ریاضی فدروف روسی و شنفلیس آلمانی 230 شبکه فضایی را ثابت کردند. با کشف اشعه ایکس بوسیله رنتگن ، تحول عظیمی در کانی شناسی بوجود آمد بدینوسیله برای اولین مرتبه ماکس فون لاوه موفق به مطالعه ساختمان داخلی کریستال گردید. بعد از اینکه استفاده از اشعه ایکس در کانی شناسی نشان داده شد، براگ در سال 1913 اولین ساختمان یعنی شبکه نمک طعام را معرفی نمود.
کانی عبارت است از عناصر یا ترکیبات شیمیایی طبیعی جامد ، همگن ، متبلور و ایزوتروپ با ترکیبات شیمیایی نسبتاً معین که در زمین یافت میشود. خواص فیزیکی کانیها در حدود مشخص ممکن است تغییر نمایند. کانیها به صورت اجسام هندسی با ساختمان اتمی منظم متبلور میگردند که به آن بلورمیگویند. اگر بلور یک کانی را به قطعات کوچک و کوچکتر تقسیم نماییم سرانجام به کوچکترین جزء دارای شکل هندسی منظم خواهیم رسید که آن را واحد تبلور ، سلول اولیه و یا سلول واحد بلور مینامند. از کنار هم قراردادن واحدهای تبلور شبکه بلور که سازنده اجسام متبلور است ایجاد میگردد.
علاوه بر کانیهای متبلور با دستهای از ترکیبات دارای تمامی خواص کانی بجز سیستم تبلور میباشند که این دسته را شبه کانی مینامند و شرایط تشکیل کانیها بسیار متفاوت است ، برخی مانند پیریت ممکن است در شرایط بسیار متنوعی ایجاد گردند در حالیکه برخی دیگر به عنوان شاخص کانی ، فشار ، دماوجود عناصر رادیواکتیو و ... مورد استفاده قرار میگیرند. همه کانیها به استثنا شبهکانیها در یکی از 7 سیستم تبلور شناخته شده متبلور میگردند. برخی از کانیها در شرایط مشابه در کنار هم تشکیل میگردند که به آنها پاراژنز با کانیهای همراه گفته میشود. کانیها در طبیعت در اندازههای بسیار متفاوتی یافت میشوند که بر این اساس آنها را به درشت بلور ، متوسط بلور ، ریز بلور و مخفی بلور تقسیم مینمایند. برخی از انواع درشت بلور و متوسط بلور در نمونههای دستی قابل تشخیص بوده ، انواع ریز بلور توسط میکروسکوپهای قوی و کانیهای مخفی بلور را به کمک اشعه ایکس و میکروسکوپهای الکترونی میتوان شناسایی نمود.
کانیها دارای ارزش اقتصادی بسیار زیادی میباشند، بطوری که اقتصاد بسیاری از کشورهای جهان نظیر شیلی ، گینه ... بر اساس مواد معدنی پایهریزی شده است. اگر چه بسیاری از کانیها دارای ارزش درمانی ویژه خود هستند و حتی تعدادی به عنوان مواد سمی و مهلک مورد استفاده قرار میگیرند، ولی افرادی نیز وجود دارند که همراه داشتن کانیهای معین را در درمان برخی از بیماریهای موثر میدانند. در سراسر جهان عده زیادی علاقمند به جمعآوری مجموعههای کانی هستند، در یک پیک نیک خانوادگی میتوان نمونههایی از این خلقت زیبای خداوند جمعآوری نمود. با توجه به اینکه در کشور ما کانیهای متنوعی وجود دارند و بسیاری از آنها قابل دسترس میباشند.
کانیها از دوران پیش از تاریخ ، نقشی اصلی در نحوه زندگی بشر و استاندارد زندگی وی داشتهاند. با گذشت هر قرن ، اهمیت اقتصادی کانیها به گونهای فزاینده بیشتر شده و امروزه به اشکال بیشماری ، از احداث آسمانخراشها گرفته تا ساخت رایانه به آنها وابستهایم. تمدن جدید ، به طور شگفت آوری به کانیها وابسته است و کاربرد وسیع آنها را الزامی کرده است. تعداد کمی از کانیها مانند تالک ، آزبست ، گوگرد و ... به همان شکل استخراج شده ، معروف میشوند. اما بسیاری از آنها را برای به دست آوردن یک ماده مفید ، باید در آغاز فرآوری کرد. برخی از محصولات آشناتر عبارتند از : آجر ، شیشه ، سیمان ، گچ و چیزی در حدود بیست فلز از آهن گرفته تا طلا. کانسنگهای فلزی و کانیهای صنعتی در همه قارهها و در هر جا که کانیهای خاص به اندازه کافی تمرکز یافته و استخراج آنها اقتصادی باشد، استخراج میشوند.
بهطور کلی زمینشناسی تاریخی، شاخه مهمی از علم زمینشناسی است که از تاریخ تحولات و تکامل تدریجی زمین و حیاتوجود در آن از ابتدای تشکیل تا به امروز بحث مینماید. از این رو زمینشناسی تاریخی ارتباط بسیار نزدیکی با چینهشناسی،سنگوارهشناسی و زمینگاهشناسی دارد. سیر تحولات پوسته زمین اعم از قارهای و اقیانوسی، خاستگاه و موقعیت پیشین و نخستین قارهها، زمان جدایش آنها، تشکیل اقیانوس، منشأ حیات و سیر تکاملی آنها در زمانهای مختلف زمینشناسی، همچنین کوهزاییها و زمان آنها، از جمله فرآیندهایی هستند که در طول تاریخ زمین رخ دادهاند و در تقسیمبندی عمر زمین به دورههای زمینشناسی نقش اساسی دارند.
روش زمینشناسی تاریخی آن است که از طریق مطالعه ساختمان کنونی، اثرات و شواهد پدیدههای مختلف به چگونگی وقوع و شکل گرفتن آنها پی برده میشود. اطلاعات حاصل از یادگیری تاریخ زمین بسیار با ارزش است. برای مثال امروزه زمین شناسان دریافتهاند که نفت و گاز اغلب بر روی گنبدهای نمکی تجمع پیدا میکنند یا زغالسنگها معمولاً در آب و هوای گرم و مرطوب و محیطهایمردابی بوجود میآیند، از طریق مطالعه گذشته زمین میتوان به چنین محیطهای رسوبی یا آب و هوای دیرینه پی برده و در نتیجه راه را برای اکتشاف منابع مذکور هموار نمود.
انسان از بدو خلقت میکوشیده که محیط خود را بشناسد، انسان اولیه از مشاهده پدیدههایی مانند: زمینلرزه، آتشفشان و باد و باران بهتفکر پرداخته و برای بقای زندگی تلاش نموده تا محیط خود را بهتر بشناسد. زمینشناسی تاریخی یکی از شاخههای متنوع زمینشناسی است که همزمان با پیشرفت این علم بر اهمیت آن افزوده شدهاست. ویلیام اسمیت (۱۸۳۹–۱۷۶۹) مهندس معدن طی تجربیات ۲۴ ساله خود علم چینه شناسی و زمینشناسی تاریخی را بنیانگذاری نمود. وی به پدر چینهشناسی معروف شدهاست.
انتشار کتاب تئوری زمین) توسط جیمز هاتن توجه مردم را به اهمیت مطالعه زمین و تاریخ آن جلب نمود. هاتن نشان داد که فسیلها بقایای حیات گذشته بوده و برای تعیین سن نسبی زمین میتوان از آنها استفاده نمود. بعد از کشف مواد رادیواکتیو در اوایل قرن جدید برای تعیین سن زمینی و تنظیم جدول زمانی آن از این مواد استفاده شد. نظریه تکتونیک صفحهای وگنر (۱۹۱۵) به حل مسائل مهم زمینشناسی کمک زیادی نمود. با اینکه امروزه اطلاعات زیادی از زمین و تحولات آن کسب شدهاست، ولی مسائل دیگری نیز لاینحل باقی مانده که کشف و حل آنها بر عهده زمین شناسان جوان خواهد بود.
حدود ۱۰ میلیارد سال پیش، ستاره که از هیدروژن اولیه زاده شده بود منفجر گردید و بقایای اتمهای هیدروژن و هلیم و سایر عناصر سنگین آن ستاره در فضا آزاد شد. پنج میلیارد سال بعد خورشید و بیش از یکصد تریلیون اجرام کوچک و بزرگ آسمانی متشکل از مواد مختلف گازی، جامد و یخ در مدارهای مختلف به دور خورشید به گردش درآمدهاند و تدریجاً نه سیاره بهطور مستقل (در اثر افزایش گرانش و وزن و حجم) در منظومه خورشیدی شامل عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، سیاره اورانوس، نپتون و پلوتون و قمرهای آنها به وجود آمدند.[۱]
حرارت کره زمین پس از تولد، به تدریج رو به کاهش نهاد و جو زمین به حد و نقطه بحرانی رسید که دیگر نتوانست بر تراکم خود بیافزاید و ابرها بجای ضخیمتر شدن، رطوبت خود را به صورت باران بر زمین سرازیر نمودند. بارندگیها تا میلیونها سال ادامه یافت تا سرانجام نواحی ژرف و عمیق زمین را پر کرد که به آسانی در آب حل میشود، در آب دریاها حل گردید و موجب تشکیل رسوبات آهکیگردید و بدین ترتیب بطور مداوم دیاکسید کربن از جو زمین به اقیانوس منتقل گردید.
از مدتها قبل زمین شناسان با توجه به ترتیبی که در تهنشینی لایههای مختلف پوسته زمین وجود دارد، سعی در تدوین جدولی نمودند تا بتوانند هر لایه را در جای خود ترسیم نمایند. در اواخر قرن هفدهم زمین شناسانی که در ایتالیا و آلمان کار میکردن یک ستون چینه شناسی سه قسمتی درست کردند. بعداً توسط ورنر پوسته زمین به پنج قسمت تقسیم شد. ورنر طرح تقسیمات خود را بر مبنای منشأ سنگها قرار داد ولی بعد دریافت که برای ایجاد نظم و ترتیب کامل در ستون چینه شناسی، به یک ستون استاندارد در مقیاس جهانی نیاز است. اساس طرح ورنر بر پایه نظریههای هاتن و پلوتو نیستها بود. نهایتاً طراحی توسط اسمیت در انگلستان و کوویر در حوزه پاریس ارائه شد که بر مبنای فسیلها بنا شده بود. در اوایل قرن هجدهم زمین شناسان با ادغام نظریههایاستنو، هاتن، اسمیت وکوویر دریافتند، ترتیب پیچیدهای در سنگهای پوسته زمین وجود دارد که میتواند نماینده ستون چینه شناسی باشد. مطالعه بر روی ستون چینه شناسی تا قرن نوزدهم بطول انجامید تا در نتیجه جدولی تدوین شد که امروزه از آن استفاده میشود.
در اواخر قرن ۱۹ زمین شناسان متوجه اهمیت و لزوم جدا کردن تقسیمات زمان زمینشناسی و سنگها رسوبی نموده در طول زمان شدند. بر همین اساس واحدهای چینه شناسی را به واحدهای زمانی و واحدهای زمانی سنگ شناسی تقسیم نمودند. واحدهای زمانی سنگ شناسی به ترتیب عبارتند از:
سادهترین و اولین واحدی که در تقسیمبندی زمان طبقات رسوبی به کار میرود، بیوزون است. بیوزن میتواند مجموعه رسوباتی را شامل شود که در آن یک گونه فسیلی جانوری با ارزش چینه شناسی مشخص قرار داشته باشد.
دوران (Erathem) سرانجام چند سامانه یک دوران را تشکیل میدهند؛ که تعریف دوران بر اساس دلایل و شواهد دیرینه شناسی، چینه شناسی، تغییرات مهم در عالم جانوری و گیاهی یا به عبارت دیگر تکامل موجودات و همچنین دورههای کوهزایی است.[۱]
زمانبندی زمینشناسی | |||
پیدازیستی(فانروزوئیک) | نوزیستی(سنوزوئیک) | کواترنری | |
نئوژن | |||
پالئوژن | |||
میانهزیستی(مزوزوئیک) | کرتاسه | ||
ژوراسیک | |||
تریاس | |||
دیرینهزیستی(پالئوزوئیک) | پرمین | ||
کربونیفر | |||
دوونین | |||
سیلورین | |||
اردویسین | |||
کامبرین | |||
نهانزیستی (پرکامبرین) | پیشینزیستی (پروتروزوئیک) | ||
نخستزیستی (آرکئن) | |||
پیشازیستی (هادئن) |
تاریخ زمین به دو قسمت بزرگ تقسیم شدهاست که یکی بزرگابردوران پرکامبرین (نهانزیستی) و دیگر اَبَردوران پیدازیستی است. پرکامبرین به سه ابردوران هادئن، نخستزیستی (آرکئن) و پیشینزیستی (پروتوزوئیک) تقسیم شدهاست. ابردوران پیدازیستی به سه دوران دیرینهزیستی، میانهزیستی و نوزیستی بخش شدهاست.[۲]
دوران دیرینهزیستی (پالئوزوئیک) که از حدود ۵۹۰ میلیون سال پیش شروع و پایان آن ۲۲۵ میلیون سال پیش بودهاست، به هفت دوره تقسیم میشود. در ابتدای این دوران بخش وسیعی از کره زمین را اقیانوس فرا گرفته ولی در اواخر آن قاره بزرگ پانجهآ تشکیل شد و مناطقی از زمین بالا آمده، رشته کوههایی تشکیل شدند. یکی از دلایل عمده تحولات جانوران و زیادی بی مهرگان آبزی و صدف دار وجود دریای کم عمق و گرم در اولین دوره دوران دیرینهزیستی یعنیکامبرین بودهاست که بیشتر سطح زمین را میپوشاند. از مهمترین جانداران این دوره سهبندیها (تریلوبیتها) از گروه بندپایان بوده که شبیه به خرچنگهاینعلی امروزی بودند.
در دومین دوره یعنی اردوویسین اولین ماهیها ظاهر شدند و به خاطر اینکه بدن آنها پوشیده از صفحات استخوانی بودند به آنها ماهیهای زره دار گویند. در سومین دوره یعنی سیلورین اولین گیاهان خشکی زی که ساقه، ریشه و برگ نداشتند ظاهر شدند که به جای این ساختارها اندامی قابل انعطاف داشتند و با هاگ تولید مثل میکردهاند، در چهارمین دوره دوونین اولین دوزیستان و اولین درختان از نهانزادان آوندی که با دانه تولید مثل میکردهاند ظاهر شدند، در پنجمین دوره یعنی کربونیفر انواع گیاهان خشکی زی گسترش یافتند، گرمی هوا موجب توسعه جنگلهای انبوه نهانزادان آوندی شد که بخش وسیعی از نیمکره شمالی را فرا گرفته بود در دریاهای دوره کربونیفر گروهی ازبی مهرگان به نام بازوپایان زندگی میکردند که دارای دو صدف بالایی و پایینی بودند از مهمترین بازوپایان اسپیریفر را میتوان نام برد.
دراین دوره اولین خزنده شبیه سوسمارها ظاهر شدند، این خزندهها بر خلاف دوزیستان قادر به تخمگذاری در خشکی بودند، در ششمین دوره یعنی پرمین خزندهها زیاد شدند و برخی از انواع جانداران گذشته منقرض شدند.
دوران میانهزیستی (مزوزوئیک) از ۲۲۵ میلیون سال تا ۶۵ میلیون سال پیش را شامل میشود. تغییرات شدید سطح زمین در این دوره به وقوع پیوستهاست. قاره بزرگ پانجهآ به چند قاره کوچکتر تقسیم شد و در آنها رشتهکوههایی بوجود آمد. این دوران به علت گسترش و فراوانی خزندگان به دوران خزندگان نیز معروف است، آب و هوای این دوران گرم بوده و به سه دوره تریاس، ژوراسیک وکرتاسه تقسیم شدهاست.
در دوره تریاس دایناسورها، پرندگان ابتدایی و پستانداران کوچک گسترش یافتند. از مهمترین بی مهرگان دوران میانهزیستی آمونیتها هستند. در دوران کرتاسه گیاهان گلدار، درختان میوه و برگ ریزان ظاهر شدند.
دوران نوزیستی که از ۶۵ میلیون سال قبل شروع شدهاست به دو دوره ترشیاری و کواترنری تقسیم میشود که دوره نئوژن یا کواترنر از حدود ۲ میلیون سال قبل شروع شده و هنوز نیز ادامه دارد. فعالیت تکنونیکی (زمین ساختی) در این دوران افزایش یافت که نتیجه آن بوجود آمدن رشته کوههایی مانند هیمالیا، البرز، زاگرس و آلپ بود. مهمترین حادثه این دوران گسترش و تنوع پستانداران است که به این علت این دوران را دوره پستانداران لقب دادهاند. نومولیتها که نوعی از آغازیان و از گروه روزنداران بودهاند از فسیلهای راهنمای مهم اوایل دوران نوزیستی محسوب میشوند. دوره کوارتنر با ظهور یخبندان عظیم در سطح کره زمین مشخص میشود که باعث تغییرات شدید آب و هوایی و انقراض بعضی از جانوران و ظهور انواع دیگر شدهاست در این دوره است که انسان پا به عرصه وجود میگذارد و گیاهان و جانوران امروزی پدیدار میشوند.