تويت
لماذا ندرس علم الجيولوجيا ؟
يدرسه الكثير منا لانجذابه لعلم الجيولوجيا والكثير من علوم الأرض الأخرى، نتيجة شغفهم بالأشياء غير المألوفة. فهم في تساؤل مستمر عن كيفية تشكل الصخور التي يرونها، مثل الصخور الموجودة في يزميت في ولاية كاليفورنيا، وعن العمليات التي تؤدي إلى تشكيل وتعديل التضاريس. ولا يقتصر علم الجيولوجيا على ما نراه بالعين المجردة بل يتعدى إلى الظواهر التي تحدث في الطبيعة كالحمم البركانية، وقمم الجبال الجليدية، والأخاديد شديدة الانحدار، والشلالات الشاهقة و الرواسب و الحفريات. ولا يكتفي بعضهم بهذا بل يريد معرفة القوى المسيطرة على الظواهر الأرضية وحتى على الكواكب الأخرى.
على سبيل المثال، لماذا تمتلك الكرة الأرضية مجالًا مغناطيسيًا؟ وكذلك يريدون معرفة طبقات المعادن الموجودة تحت سطح الأرض، في الوشاح ولب الأرض. ولأن 70% من مساحة الأرض هي بحار ومحيطات، فمن الطبيعي أن يريد بعضهم معرفة ماذا يوجد أسفل تلك البحار والمحيطات. ومثلما ينظر بعضهم إلى الأسفل، فهناك من ينظر إلى الأعلى ويتساءل عن ماذا يوجد هناك في الفضاء الخارجي. فهم يريدون معرفة ماذا يحيط بالأرض، وعن كل ما هو موجود في ذلك الفضاء الواسع.
ما هو علم الجيولوجيا ؟
هو علم دراسة الأرض: سطحها الداخلي والخارجي، والصخور والمعادن التي تحيط بنا، والعمليات التي أدت إلى تكوين هذه المعادن، والمياه التي تجري على سطحه، والتغيرات التي حدثت على مر عصوره الجيولوجية المختلفة، والتغيرات المتوقع حدوثها في المستقبل القريب. الجيولوجيا هو العلم الذي نستخدم فيه الاستنتاج المنطقي والأساليب العلمية لفهم المشاكل الجيولوجية. علم الجيولوجيا هو العلم الأكثر تكاملًا بين جميع العلوم لأنك يجب أن تفهم وتطبق العلوم الاخرى: كالفيزياء، والكيمياء، والأحياء، والرياضيات، والفلك، وغيرها.
وعلى عكس العلوم الأخرى، فإن الجيولوجيا تتعامل مع الزمن (مليارات السنين). يدرس علماء الجيولوجيا الأدلة التي يرونها حولهم، لكنهم في أغلب الأوقات يتابعون نتائج عمليات حدثت منذ آلاف وملايين وحتى مليارات السنين. تمت تلك العمليات بمعدلات بطيئة جدًا -من ميليمتر في السنة إلى سنتيمتر في السنة- وبسبب مقدار الوقت المتاح، فقد أسفرت عن نتائج هائلة. تُدرَس الجيولوجيا على نطاق أوسع في المناطق الجبلية، وليس هناك مثال أفضل من جبال روكي في كندا.
تظهر الصورة أعلاه إحدى القمم الجبلية التي تدعى جبل (ريرغارد– Rearguard)، تبعد عدة كيلومترات عن جبل (ماونت روبنسون- Mount Robson)، أعلى قمة جبلية في جبال روكي الكندية، إذ يبلغ ارتفاعها 3954 مترًا. كما يظهر في الصورة أيضًا أطول نهر جليدي والذي يعرف بنهر (روبسون- Robson).
شكلت الصخور الرسوبية جبال روكي قبل أكثر من 500 مليون سنة. وبعد مئات ملايين السنين وعند الحدود المتقاربة للصفائح التكتونية وبفعل تقاربها من بعضها بفعل قوى الشد وانطواء تلك الصفائح لتكون الجبال التي ترتفع آلاف الأمتار عن سطح البحر. يعد نهر روبسون الآن مجرد بقايا صغيرة من حجمه خلال العصر الجليدي الصغير في القرنين الخامس عشر والثامن عشر. مثل كل الأنهار الجليدية الأخرى تقريبًا في العالم، بدأت الآن في التراجع بسرعة أكبر بسبب تغير المناخ الذي تسبب فيه الإنسان.
فروع علم الجيولوجيا:
● علم المعادن (Mineralogist): يختص هذا الفرع بدراسة المعادن. يبين ذلك الشكل A.
● علم الزلازل (Seismologist): يختص هذا الفرع بمراقبة الزلازل لحماية الناس من الأذى وحفظ ممتلكاتهم. يبين ذلك الشكل B.
● جيولوجيا الكواكب Planetary geologists: هو الفرع الذي يختص بدراسة جيولوجيا الكواكب الأخرى ومقارنتها مع جيولوجيا الأرض.
● الكيمياء الجيولوجية Geochemistry: يختص هذا الفرع بدراسة العمليات الكيميائية وتأثيرها على شكل وتشكيل الأرض. ويشمل ذلك دراسة دورات المادة والطاقة التي تنقل المكونات الكيميائية للأرض وتفاعل هذه الدورات مع الغلاف المائي والغلاف الجوي. فهو فرع للكيمياء غير العضوية، يهتم بدراسة خصائص جميع العناصر الموجودة في الجدول الدوري ومركباتها. تبحث الكيمياء غير العضوية في خصائص المواد غير العضوية، مثل المواد غير الحية والمعادن الموجودة في قشرة الأرض.
● علم المحيطات Oceanography: هو دراسة تكوين وحركة الماء والعمليات المسؤولة عن هذه الحركة. تؤثر العمليات (المحيطية – oceanographic) الرئيسية على مياه الجرف القاري التي تتضمن الأمواج والمد والجزر بالإضافة إلى التيارات التي تحركها الرياح وغيرها من التيارات المحيطية. يساعد دراسة وفهم علم المحيطات وتأثيرها على حركة قاع البحر، في عدد من الأنشطة مثل:
● تقييم البنى التحتية لإنتاج النفط في الخارج.
● رسم خرائط لقاع البحر وتوصيفه للإدارة البيئية.
● البحوث البديلة للتنوع البيولوجي البحري.
● تقييم إمكانية الطاقة المتجددة.
● علم الحفريات Paleontology: يهتم علماء الحفريات بالحفريات وكيف عاشت الكائنات القديمة. أما علم الحفريات فهو دراسة الحفريات وما تكشفها عن تاريخ كوكبنا. في البيئات البحرية، توفر الأحافير المجهرية التي تتجمع داخل طبقات من الرواسب مصدرًا غنيًا للمعلومات حول التاريخ البيئي للمنطقة.
● علم الرسوبيات Sedimentology: دراسة الرسوبيات هي دراسة حبيبات الرواسب في الرواسب البحرية وغيرها، مع التركيز على الخواص الفيزيائية والعمليات التي تشكل تلك الرواسب، إذ أن الترسب هو عملية جيولوجية تُضاف فيه المواد الجيولوجية إلى شكل أرضي. تشمل الخصائص الفيزيائية الرئيسية:
● حجم وشكل الحبوب الرواسب.
● درجة تصنيف الرواسب.
● تكوين الحبوب داخل الرواسب.
● الهياكل الرسوبية.
توفر هذه الخصائص معًا سجلًا للآليات النشطة أثناء نقل الرواسب والترسبات التي تسمح بتفسير الظروف البيئية التي تسببت في ترسب الرواسب، إما في البيئات الحديثة أو في السجل الجيولوجي.
● علم البيئة القاعية Benthic ecology: هو دراسة الكائنات الحية في قاع البحر وكيفية تفاعلها مع بيئتها.
● علم الطبقات الحيوية Biostratigraphy: هو الفرع الذي يستخدم الحفريات لتقدير الأعمار النسبية للصخور ومدى ترابط الصخور الرسوبية داخل وبين الأحواض الترسبية.
● التاريخ الجيولوجي، علم الجيولوجيا الجغرافية Geochronology: هو فرع علم الأرض الذي يقيس عمر المواد الأرضية ويوفر الإطار الزمني الذي يمكن فيه تفسير بيانات علوم الأرض الأخرى في سياق تاريخ الأرض.
● الفيزياء الجيولوجية Geophysics: هو الفرع الذي يختص بدراسة المعلومات التقنية كالكهرومغناطيسية الموجودة في الجو، والجاذبية، والقياسات الإشعاعية، وخصائص الصخور والزلازل.
● الكيمياء الجيولوجية البحرية Marine geochemistry: هو الفرع المختص في دراسة وفهم تكوين المياه الساحلية والبحرية والرواسب.
● الفيزياء الجيولوجية البحرية Marine geophysics: هو الفرع الذي يستخدم الملاحظة الكمية للخواص الفيزيائية لفهم جيولوجيا (طبقات) قاع البحر وشبه قاع البحر.
● المسح البحري Marine Surveying: يختلف فرع المسح البحري عن فرع علم المحيطات، إذ يختص هذا الفرع بفحص الرواسب والعمليات الجيوكيميائية في قاع البحر وتصوير صخور قاع البحر. تُجرى الدراسات الاستقصائية على كامل ولاية أستراليا البحرية، من مصبات الأنهار الساحلية والخلجان، عبر الجرف القاري والمنحدر، إلى السهول العميقة.
● الجيولوجيا الطيفية Spectral geology: هو الفرع الذي يدرس قياس وتحليل أجزاء من الطيف الكهرومغناطيسي لتحديد الخصائص المتميزة طيفيًا وماديًا لمختلف أنواع الصخور، ومعادنها وسماتها البديلة.
يدرسه الكثير منا لانجذابه لعلم الجيولوجيا والكثير من علوم الأرض الأخرى، نتيجة شغفهم بالأشياء غير المألوفة. فهم في تساؤل مستمر عن كيفية تشكل الصخور التي يرونها، مثل الصخور الموجودة في يزميت في ولاية كاليفورنيا، وعن العمليات التي تؤدي إلى تشكيل وتعديل التضاريس. ولا يقتصر علم الجيولوجيا على ما نراه بالعين المجردة بل يتعدى إلى الظواهر التي تحدث في الطبيعة كالحمم البركانية، وقمم الجبال الجليدية، والأخاديد شديدة الانحدار، والشلالات الشاهقة و الرواسب و الحفريات. ولا يكتفي بعضهم بهذا بل يريد معرفة القوى المسيطرة على الظواهر الأرضية وحتى على الكواكب الأخرى.
على سبيل المثال، لماذا تمتلك الكرة الأرضية مجالًا مغناطيسيًا؟ وكذلك يريدون معرفة طبقات المعادن الموجودة تحت سطح الأرض، في الوشاح ولب الأرض. ولأن 70% من مساحة الأرض هي بحار ومحيطات، فمن الطبيعي أن يريد بعضهم معرفة ماذا يوجد أسفل تلك البحار والمحيطات. ومثلما ينظر بعضهم إلى الأسفل، فهناك من ينظر إلى الأعلى ويتساءل عن ماذا يوجد هناك في الفضاء الخارجي. فهم يريدون معرفة ماذا يحيط بالأرض، وعن كل ما هو موجود في ذلك الفضاء الواسع.
ما هو علم الجيولوجيا ؟
هو علم دراسة الأرض: سطحها الداخلي والخارجي، والصخور والمعادن التي تحيط بنا، والعمليات التي أدت إلى تكوين هذه المعادن، والمياه التي تجري على سطحه، والتغيرات التي حدثت على مر عصوره الجيولوجية المختلفة، والتغيرات المتوقع حدوثها في المستقبل القريب. الجيولوجيا هو العلم الذي نستخدم فيه الاستنتاج المنطقي والأساليب العلمية لفهم المشاكل الجيولوجية. علم الجيولوجيا هو العلم الأكثر تكاملًا بين جميع العلوم لأنك يجب أن تفهم وتطبق العلوم الاخرى: كالفيزياء، والكيمياء، والأحياء، والرياضيات، والفلك، وغيرها.
وعلى عكس العلوم الأخرى، فإن الجيولوجيا تتعامل مع الزمن (مليارات السنين). يدرس علماء الجيولوجيا الأدلة التي يرونها حولهم، لكنهم في أغلب الأوقات يتابعون نتائج عمليات حدثت منذ آلاف وملايين وحتى مليارات السنين. تمت تلك العمليات بمعدلات بطيئة جدًا -من ميليمتر في السنة إلى سنتيمتر في السنة- وبسبب مقدار الوقت المتاح، فقد أسفرت عن نتائج هائلة. تُدرَس الجيولوجيا على نطاق أوسع في المناطق الجبلية، وليس هناك مثال أفضل من جبال روكي في كندا.
تظهر الصورة أعلاه إحدى القمم الجبلية التي تدعى جبل (ريرغارد– Rearguard)، تبعد عدة كيلومترات عن جبل (ماونت روبنسون- Mount Robson)، أعلى قمة جبلية في جبال روكي الكندية، إذ يبلغ ارتفاعها 3954 مترًا. كما يظهر في الصورة أيضًا أطول نهر جليدي والذي يعرف بنهر (روبسون- Robson).
شكلت الصخور الرسوبية جبال روكي قبل أكثر من 500 مليون سنة. وبعد مئات ملايين السنين وعند الحدود المتقاربة للصفائح التكتونية وبفعل تقاربها من بعضها بفعل قوى الشد وانطواء تلك الصفائح لتكون الجبال التي ترتفع آلاف الأمتار عن سطح البحر. يعد نهر روبسون الآن مجرد بقايا صغيرة من حجمه خلال العصر الجليدي الصغير في القرنين الخامس عشر والثامن عشر. مثل كل الأنهار الجليدية الأخرى تقريبًا في العالم، بدأت الآن في التراجع بسرعة أكبر بسبب تغير المناخ الذي تسبب فيه الإنسان.
فروع علم الجيولوجيا:
● علم المعادن (Mineralogist): يختص هذا الفرع بدراسة المعادن. يبين ذلك الشكل A.
● علم الزلازل (Seismologist): يختص هذا الفرع بمراقبة الزلازل لحماية الناس من الأذى وحفظ ممتلكاتهم. يبين ذلك الشكل B.
● جيولوجيا الكواكب Planetary geologists: هو الفرع الذي يختص بدراسة جيولوجيا الكواكب الأخرى ومقارنتها مع جيولوجيا الأرض.
● الكيمياء الجيولوجية Geochemistry: يختص هذا الفرع بدراسة العمليات الكيميائية وتأثيرها على شكل وتشكيل الأرض. ويشمل ذلك دراسة دورات المادة والطاقة التي تنقل المكونات الكيميائية للأرض وتفاعل هذه الدورات مع الغلاف المائي والغلاف الجوي. فهو فرع للكيمياء غير العضوية، يهتم بدراسة خصائص جميع العناصر الموجودة في الجدول الدوري ومركباتها. تبحث الكيمياء غير العضوية في خصائص المواد غير العضوية، مثل المواد غير الحية والمعادن الموجودة في قشرة الأرض.
● علم المحيطات Oceanography: هو دراسة تكوين وحركة الماء والعمليات المسؤولة عن هذه الحركة. تؤثر العمليات (المحيطية – oceanographic) الرئيسية على مياه الجرف القاري التي تتضمن الأمواج والمد والجزر بالإضافة إلى التيارات التي تحركها الرياح وغيرها من التيارات المحيطية. يساعد دراسة وفهم علم المحيطات وتأثيرها على حركة قاع البحر، في عدد من الأنشطة مثل:
● تقييم البنى التحتية لإنتاج النفط في الخارج.
● رسم خرائط لقاع البحر وتوصيفه للإدارة البيئية.
● البحوث البديلة للتنوع البيولوجي البحري.
● تقييم إمكانية الطاقة المتجددة.
● علم الحفريات Paleontology: يهتم علماء الحفريات بالحفريات وكيف عاشت الكائنات القديمة. أما علم الحفريات فهو دراسة الحفريات وما تكشفها عن تاريخ كوكبنا. في البيئات البحرية، توفر الأحافير المجهرية التي تتجمع داخل طبقات من الرواسب مصدرًا غنيًا للمعلومات حول التاريخ البيئي للمنطقة.
● علم الرسوبيات Sedimentology: دراسة الرسوبيات هي دراسة حبيبات الرواسب في الرواسب البحرية وغيرها، مع التركيز على الخواص الفيزيائية والعمليات التي تشكل تلك الرواسب، إذ أن الترسب هو عملية جيولوجية تُضاف فيه المواد الجيولوجية إلى شكل أرضي. تشمل الخصائص الفيزيائية الرئيسية:
● حجم وشكل الحبوب الرواسب.
● درجة تصنيف الرواسب.
● تكوين الحبوب داخل الرواسب.
● الهياكل الرسوبية.
توفر هذه الخصائص معًا سجلًا للآليات النشطة أثناء نقل الرواسب والترسبات التي تسمح بتفسير الظروف البيئية التي تسببت في ترسب الرواسب، إما في البيئات الحديثة أو في السجل الجيولوجي.
● علم البيئة القاعية Benthic ecology: هو دراسة الكائنات الحية في قاع البحر وكيفية تفاعلها مع بيئتها.
● علم الطبقات الحيوية Biostratigraphy: هو الفرع الذي يستخدم الحفريات لتقدير الأعمار النسبية للصخور ومدى ترابط الصخور الرسوبية داخل وبين الأحواض الترسبية.
● التاريخ الجيولوجي، علم الجيولوجيا الجغرافية Geochronology: هو فرع علم الأرض الذي يقيس عمر المواد الأرضية ويوفر الإطار الزمني الذي يمكن فيه تفسير بيانات علوم الأرض الأخرى في سياق تاريخ الأرض.
● الفيزياء الجيولوجية Geophysics: هو الفرع الذي يختص بدراسة المعلومات التقنية كالكهرومغناطيسية الموجودة في الجو، والجاذبية، والقياسات الإشعاعية، وخصائص الصخور والزلازل.
● الكيمياء الجيولوجية البحرية Marine geochemistry: هو الفرع المختص في دراسة وفهم تكوين المياه الساحلية والبحرية والرواسب.
● الفيزياء الجيولوجية البحرية Marine geophysics: هو الفرع الذي يستخدم الملاحظة الكمية للخواص الفيزيائية لفهم جيولوجيا (طبقات) قاع البحر وشبه قاع البحر.
● المسح البحري Marine Surveying: يختلف فرع المسح البحري عن فرع علم المحيطات، إذ يختص هذا الفرع بفحص الرواسب والعمليات الجيوكيميائية في قاع البحر وتصوير صخور قاع البحر. تُجرى الدراسات الاستقصائية على كامل ولاية أستراليا البحرية، من مصبات الأنهار الساحلية والخلجان، عبر الجرف القاري والمنحدر، إلى السهول العميقة.
● الجيولوجيا الطيفية Spectral geology: هو الفرع الذي يدرس قياس وتحليل أجزاء من الطيف الكهرومغناطيسي لتحديد الخصائص المتميزة طيفيًا وماديًا لمختلف أنواع الصخور، ومعادنها وسماتها البديلة.