تعرفوا معنا ما هي أقسام علم الجيولوجيا..- مشاركة : سهيل إبراهيم

مجهر الكتروني خاص لدراسة تراكيب الصخور الجيولوجية

أقسام علم الجيولوجيا

علم الصخور:

•  مقالة مفصلة: علم الصخور

ويبدأ وصف الصخور بالملاحظات الميدانية في منكشف الصخر، ويتضمن وصفًا بالعين المجردة لعينات يدوية. ومع ذلك، فإن أهم أداة يستخدمها جيولوجي الصخور هي مجهر البتروجرافيك.^[14]

ويعد التحليل المفصل للمعادن باستخدام علم المعادن البصري في مقطع رقيق والنسيج المجهري والتركيب مهمًا للغاية لفهم أصل الصخر^[15]، ويستخدم تحليل المسبار الإلكتروني مع البلورات الفردية^[16]، بالإضافة إلى التحليل الكيميائي للصخور الكاملة بواسطة الأشعة السينية في معامل وصف الصخور الحديثة، علاوةً على ذلك، يمكن تحليل الحبيبات المعدنية الفردية من عينة الصخور بواسطة حيود الأشعة السينية عندما لا تكون الوسائل البصرية كافية، ويقدم تحليل المتضمنات السائلة المجهرية داخل الحبيبات المعدنية مع مرحلة تسخين على مجهر البتروجرافيك مؤشرات على درجة الحرارة وظروف الضغط التي كانت موجودة أثناء تشكل المعدن.^[17][18][19]
الجيولوجيا التركيبية

•  مقالة مفصلة: جيولوجيا بنيوية

يتم تحليل التراكيب الجيولوجية عن طريق إسقاط المعالم الجيولوجية على خريطة خاصة (الستيريونت)؛ يتم فيها تحويل المجسمات إلى مستويات، والمستويات إلى خطوط والأخيرة إلى نقاط. وبهذا يمكن دراسة الصدوع والطيات وتحديد محاورها. ومن أكثر التجارب أهمية هي تلك التي تعنى بتكون الجبال، حيث تنشأ عن اصطدام صفيحتين تكتونيتين مما يؤدي إلى انثناء حواف الصفائح^[20]، وتتم دراسة هذا الموضوع من خلال نموذجين أحدهما تحليلي والآخر تناظري^[21] وكلاهما متطور ويقدم نمطاً واقعياً لتشكل الصدوع والقمم والقيعان في السلاسل الجبلية بفعل العوامل الجوية، ^[22] كما تقدم معلومات بشأن عمليات التحول التي تحدث تبعا لعدة عوامل أهمها الضغط والحرارة.
علم وصف طبقات الأرض

•  مقالة مفصلة: علم وصف طبقات الأرض

يحلل خبراء طبقات الأرض في المختبر العينات من الأجزاء الطبقية التي يمكن أخذها من الموقع، مثل تلك المأخوذة من لباب الحفر (جوفه)^[23]، كما يحلل أخصائيو علم الطبقات أيضاً البيانات من المسوحات الجيوفيزيائية^[24] التي تعرض الوحدات الطبقية في الجزء تحت السطحي، كما ويمكن الجمع بين البيانات الجيوفيزيائية وقياسات الآبار لإنتاج رؤية أفضل للطبقات تحت السطحية، ويستخدم المختصون برامج الحاسوب للقيام بذلك بشكل ثلاثي الأبعاد، كما ويستطيع خبراء طبقات الأرض استخدام البيانات السابقة في إعادة بناء العمليات القديمة التي تحدث على سطح الأرض^[25]، وتحليل البيئات القديمة، وتحديد موقع الماء، والفحم، واستخراج الفحم المائي (الهيدروكربون).

في المختبر، يحلل مختصو طبقات الأرض الحيويون عينات الصخور المأخوذة من المنكشفات الصخرية (البروز الصخري)، وجوف الحفر للكشف عن المستحثات (الأحافير) الموجودة فيها^[23]، حيث تساعد هذه المستحثات العلماء على جمع البيانات الأساسية، وفهم البيئة الترسيبية التي تشكلت فيها الوحدات الصخرية. يؤرّخ الخبراء في علم التقويم الجيولوجي علم الصخور بدقة من خلال المقطع الطبقي المأخوذ من أجل تزويدهم بالحد المطلق الأفضل في التوقيت، ومعدلات الترسب، كما ويتفحص مختصو طبقات الأرض المغناطيسيون الإشارات المغناطيسية^[26] المنعكسة في الصخور النارية أثناء الحفر الجوفي^[23]، ويقدم علماء آخرون دراسات النظائر المستقرة على الصخور من أجل الحصول على معلومات عن المناخ القديم.^[23]
جيولوجيا الكواكب

•  مقالة مفصلة: جيولوجيا كوكبية

صورة لسطح كوكب المريخ، التقطت الصورة بتاريخ 9 ديسمبر عام 1977
مع ظهور وتطور الاكتشافات في القرن العشرين، بدأ الجيولوجيون بالاهتمام بهيئات الكواكب الأخرى بنفس الطريقة التي تم تطويرها لدراسة الأرض. يُسمى هذا المجال الجديد من الدراسة بجيولوجيا الكواكب، ويعتمد على المبادئ الجيولوجية الأساسية لدراسة الهيئات الأخرى في النظام الشمسي. رغم أن اللغة اليونانية الأصلية تعيد كلمة "جيو" إلى معنى الأرض، إلّا أنَّ مصطلح "جيولوجيا" مرتبط مع أسماء هيئات كوكبية أخرى عند وصف تركيبها وعملياتها الداخلية، مثال ذلك: "جيولوجيا المريخ"، و"الجيولوجيا القمرية"، وتستخدم مصطلحات متخصصة مثل علم الدراسة الجغرافية للقمر (بالإنجليزية: Selenology)، وعلم المريخيّات "اللاهوت" (بالإنجليزية: Areology).

على الرغم من اهتمام علماء الجيولوجيا الكوكبية بدراسة جميع جوانب الكواكب الأخرى، إلّا أن التركيز الأكبر تَمثّل بالبحث عن أدلة من الماضي أو الحاضر عن إمكانية وجود حياة على كواكب أخرى. وقد أدّى ذلك إلى العديد من المهام التي يتمثل هدفها الأساسي في تدارس الهيئات الكوكبية للحصول على أدلة على الحياة، إحدى هذه المهام تمثلت في هبوط المسبار الفضائي المسمى فينيكس (بالإنجليزية: Phoenix) الذي يحلل التراب القطبي المريخي من أجل الماء، والكيميائيات، والمكونات المعدنية المتعلقة بالعمليات الحيوية.
الجيولوجيا التطبيقية

الجيولوجيا الاقتصادية

•  مقالة مفصلة: جيولوجيا اقتصادية

تعد الجيولوجيا الاقتصادية فرعاً مهماً من فروع الجيولوجيا التي تهتم بدراسة الجوانب المختلفة للمعادن الاقتصادية التي يستخدمها الإنسان لسد حاجاته المختلفة. ويمكن تعريف المعادن الاقتصادية على أنها المعادن التي يتم استخراجها من الأرض بشكل مربح. ويقوم الجيولوجيون المختصون بهذا الفرع بتحديد الموارد الطبيعية للأرض وإدارتها، مثل: البترول والفحم، بالإضافة إلى الموارد الخام المعدنية، مثل: الحديد، والنحاس، واليورانيوم.
جيولوجيا التعدين


تتضمن جيولوجيا التعدين استخراج الموارد المعدنية من الأرض. وتشمل العديد من الموارد ذات الأهمية الاقتصادية، مثل: الأحجار الكريمة، والمعادن الثمينة، مثل: الذهب، والنحاس، والعديد من المعادن، مثل: الأسبستوس (الحرير الصخري)، والبيرلايت، والميكا، والفوسفات، والزيوليت، والطين، والخفاف، والكوارتز، والسيليكا، بالإضافة إلى عناصر: مثل الكبريت، والكلور، والهيليوم.
الجيولوجيا البترولية

•  مقالة مفصلة: جيولوجيا النفط

يدرس المختصون بجيولوجيا البترول الأماكن الجوفية التي يمكن أن تحتوي على هيدروكربونات قابلة للاستخراج، خاصة البترول والغاز الطبيعي. كما ويتم دراسة الأحواض الرسوبية حيث تعتبر خزانات للهيدروكربونات، فيتم دراسة تشكيل هذه الأحواض بالإضافة إلى تطورها الرسوبي والتكتوني (الحركي) والمواقع الحالية لوحدات الصخور الرسوبية.^[27]
الجيولوجيا الهندسية

•  مقالة مفصلة: جيولوجيا هندسية

الجيولوجيا الهندسية هي تطبيق للمبادئ الجيولوجية لتحويلها إلى الممارسة الهندسية لغرض التأكد من أن العوامل الجيولوجية التي تؤثر على الموقع، والتصميم، والبناء، والتشغيل، والصيانة للأعمال الهندسية تتم معالجتها بالشكل الصحيح.

وفي مجال الهندسة المدنية، يتم استخدام المبادئ والتحليلات الجيولوجية من أجل التحقق من المبادئ الميكانيكية للمواد التي بنيت عليها المنشآت. مما يسمح ببناء الأنفاق دون انهيارها، وبناء الجسور وناطحات السحاب وفق أسس متينة، بالإضافة إلى إقامة المباني على تربة ثابتة لتجنب انهيارها وعدم بنائها على تربة طينية مثلا.^[28]
الهيدرولوجيا والقضايا البيئية


يمكن تطبيق الجيولوجيا والمبادئ الجيولوجية على المشاكل البيئية المختلفة، مثل: استعادة التيار، واستعادة الحقول البنية (الحقول المصابة بالتلوث)، وفهم العلاقة بين الطبيعة والبيئة الجيولوجية. وتستخدم هيدرولوجيا المياه الجوفية (الهيدروجيولوجيا) لتحديد موقع المياه الجوفية التي يمكن أن توفر في كثير من الأحيان مصدرا للمياه غير الملوثة، وهي ذات أهمية خاصة في المناطق الجافة، ورصد انتشار الملوثات في آبار المياه الجوفية.

ويحصل الجيولوجيون أيضًا على بيانات من خلال طبقات الأرض، والآبار، والعينات الأساسية، ونوى الجليد. وتُستخدم النوى الجليدية ونوى الرسوبيات في إعادة البناء للمناطق القديمة، والتي تُخبر الجيولوجيين عن درجة الحرارة في الماضي والحاضر، وهطول الأمطار، ومستوى سطح البحر في جميع أنحاء العالم. وتمثل مجموعات البيانات هذه مصدرًا أساسيًا للمعلومات الخاصة بتغير المناخ العالمي بخلاف البيانات الأساسية.^[29]
التاريخ الجيولوجي

•  مقالات مفصلة: تاريخ الأرض
• مقياس زمني جيولوجي

تسلسل الزمن الجيولوجي.

يعود تاريخ نشأة كوكب الأرض قبل أربعة ونصف بليون عام تقريبا، وذلك عندما انفجرت نجوم قديمة ضخمة الحجم لتقابل نهاية عمرها، وطبخت هذه الانفجارات النجمية العناصر الكيمائية المعروفة الآن بما فيها الحديد، الكربون، والذهب، والعناصر المشعة مثل اليورانيوم، وبمرور الوقت سيطرت الجاذبية على الموقف وانهارت كتلة غبار النجوم هذه على نفسها لتكون قرصاً دوراً هائلاً أو ما يسمّى بالغيمة السديمية الشمسيةّ، وفي مركز هذا القرص ارتفعت الحرارة وزاد الضغط ونجم ولد وهو كوكب الأرض، وبعد خمسين عاماً من ولادة الأرض ظهر القمر حيث بدأ في مدار أقرب للأرض حوالي ثلاثمائة وخمسين ألف كيلومتر من مداره الحالي وبدأ في السماء أكبر أضعاف أضعاف حجمه الآن.

خريطة وليام سميث الجيولوجية لإنجلترا وويلز وجنوب اسكتلندا، والتي تم الانتهاء منها في عام 1815م، تعتبر ثان خريطة جيولوجية على النطاق الوطني، وكانت أدق خريطة في وقتها.

يعود تاريخ دراسة المادة الفيزيائية للأرض إلى الحضارة اليونانية القديمة على الأقل وذلك عندما كتب ثيوفيرتاس -العالم والفيلسوف اليوناني- (287-372 قبل الميلاد) كتاب بيري ليثون (وتعني "على الحجارة").

وخلال فترة الحضارة الرومانية، كتب بلينيوس الأكبر بشكل تفصيلي عن الاستخدامات العملية للعديد من المعادن والفلزات.

بعض علماء العصر الحديث مثل فيلدنغ اتش، وغاريسون يرون أن أصل علم الجيولوجيا يمكن أن يعود إلى بلاد فارس بعد انتهاء الفتوحات الإسلامية.^[30] حيث كان أبو الريحان البيروني (973-1048م) من أوائل الجيولوجيين الفارسيين، وشملت أعماله أقدم الكتابات عن جيولوجيا الهند، وافترض أن شبه القارة الهندية كانت بحرًا في يوم من الأيام.

اقترح العالم الفارسي ابن سينا (981-1037م) تفسيرات مُفصلة لتشكل الجبال، وأصل الزلازل، ومواضيع أخرى أساسية في الجيولوجيا الحديثة، وقد شكلت هذه التفسيرات أساسًا ضروريّاً لتطوير علم الجيولوجيا في وقت لاحق.^[31]

في الصين، صاغ الباحث شين كو (1031-1095م) فرضية لعملية تكوين الأرض استناداً لملاحظاته على قواقع الحيوانات الأحفورية لطبقة جيولوجية في جبل يبعد مئات الأميال عن المحيط، واستنتج أن اليابسة الأرضية تشكلت من تآكل الجبال وترسب الطمي.^[32]

يرجع الفضل إلى نيكولاس ستينو (1638-1686) في قانون التراكب، ومبدأ الأفق الأصلي، ومبدأ الاستمرارية الجانبية: ثلاثة مبادئ محددة لطبقات الطبقات. تم استخدام كلمة الجيولوجيا لأول مرة أوليسيه ألدروفاندي في عام 1603^[33]، ثم بواسطة جان -اندريه ديلوك في عام 1778 وعرضها كمصطلح ثابت من قبل هوراس - بينيديكت دي سوسور في عام 1779. الكلمة مشتقة من اليونانية وتعني "الأرض"، ولكن وفقا لمصدر آخر، فإن كلمة جيولوجيا تأتي من النرويجية،

قام ويليام ماكلور بإنتاج أول خارطة جيولوجية للولايات المتحدة الأمريكية عام 1809، وفي عام 1807 بدأ ماكلور -بلا تكليف- بإجراء مسح جيولوجي للولايات الأمريكية. قام ماكلور بزيارة غالبية الولايات في الاتحاد وعمل خرائط جيولوجية لها، وقام بقطع جبال اليغيني 50 مرة. تم تقديم نتائج هذا العمل الفردي إلى الجمعية الفلسفية الأمريكية في مذكرات بعنوان "ملاحظات على جيولوجيا الولايات المتحدة مفسرة للخريطة الجيولوجية"، وتم نشر المذكرات بالإضافة للخريطة الجيولوجية الأولى تجاريا لصالح الجمعية. قد سبقت خريطة ماكلور الخريطة الجيولوجية لبريطانيا التي انتجها ويليام سميث بستة سنوات، بالرغم من أنها استخدمت تصنيفاً مختلفاً للصخور.

جيولوجيا القرن التاسع عشر ركزت على السؤال عن العمر الدقيق للأرض، حيث ترواحت التقديرات بين مئات الاف إلى مليارات السنين، وبحلول القرن العشرين، سمح التأريخ الاشعاعي بتقدير عمر الأرض بملياري سنة. فتح الوعي بهذا القدر الهائل من الوقت الباب امام نظريات جديدة عن العمليات التي شكلت الأرض.

بعض التطورات الأكثر أهمية في الجيولوجيا في القرن العشرين كانت تطوير نظرية الصفائح التكتونية في الستينيات وصقل تقديرات عصر الكوكب. نشأت نظرية تكتونية الصفائح من ملاحظتين جيولوجيتين منفصلتين: انتشار قاع البحر والانجراف القاري. ثورة النظرية في علوم الأرض. اليوم من المعروف أن الأرض ما يقرب من 4.5 مليار سنة.
المقياس الزمني الجيولوجي


المقياس الزمني الجيولوجي يستعمل من قبل الجيولوجيين وغيرهم من العلماء لتوقيت وإظهار العلاقات بين الأحداث التي حدثت خلال تاريخ الأرض. جدول العصور الجيولوجية يتوافق مع التواريخ والمصطلحات المقترحة من قبل الاتحاد الدولي. وهو عبارة عن جدول تترتب به الاحداث التي مرت بها الأرض وبداية ظهور الكائنات عليها

يلخص الشكل العصور الجيولوجية التي مرت على الأرض منذ نشأتها وأهم الأحداث:

• قبل 4565 مليون سنة نشأة القمر
• قبل 4000 مليون سنة بدء ظهور كائنات ميكروبية
• قبل 3500 مليون سنة بدء التمثيل الضوئي في كائنات ميكروبية بدائيات النوى
• قبل 2300 مليون سنة توفر الأكسجين ، أول تجلد للأرض
• قبل نحو 2000 مليون سنة ظهور حقيقيات النوى
• قبل نحو 1500 مليون سنة ظهور متعددات الخلايا
• قبل نحو 750 - 630 مليون سنة التجلد الثاني للأرض
• قبل 530 مليون سنة الانفجار الكمبري وتعدد صور الحياء في المياه
• قبل 360 مليون سنة ظهور البرمائيات والحيوانات البرية الفقارية ، والنباتات البرية
• قبل 230 - 65 مليون سنة ظهور الديناصورات ، و الثدييات (انقراض الديناصورات قبل 65 مليون سنة)
• قبل نحو 2 مليون سنة ظهور الإنسان.