زمین شناسی

علم زمین شناسی

ریشه لغوی

زمین شناسی یا ژئولوژی (Geology) از لغت یونانی Geo به معنی "زمین" و Logos به معنی "علم" یا "منطق" گرفته شده است. به عبارت دیگر زمین شناسی علم مطالعه زمین می‌باشد.

دید کلی

زمین شناسی علمی است که درباره پیدایش زمین ، تشکیلات ، ساختمان و مواد تشکیل دهنده زمین ، کوهها ، دشت‌ها و اقیانوس و همچنین تاریخ پیدایش جانداران و تسلسل وقایع فیزیکی در زمین و بالاخره تحولاتی که در زمین صورت گرفته و می‌گیرد بحث می‌نماید. زمین شناسی در نیم قرن اخیر در جهان و در ربع قرن حاضر در ایران گسترش فراوانی یافت. بسیاری از نظریات سابق دگرگون شد و زمین شناس در بررسی سیاره پرارزش خود به آگاهیهای نوین دست یافت که پایه علوم زمین جدید را فراهم ساخت چون مانند همه رشته‌های تجربی کار زمین شناسی بر اساس مشاهده و تغییر است لذا هر قدر امکان مشاهده مستقیم و غیر مستقیم ما ، از راه‌های ژئوفیزیک ، ژئوشیمی ، ماهواره‌ها و الکترونیک افزایش یابد، طبعا آگاهی‌های ما هم از جهان و از گذشته کره زمین عمیق‌تر می‌گردد.

تاریخچه ، سیر تحولی و رشد

مدارک و اسناد حاکی از آن است که حدود 4500 سال قبل از میلاد ، انسان موفق به استخراج مس شد، حدود 2800 سال پیش از میلاد آلیاژ مفرغ بوسیله ایرانیان شناخته شد. در سالهای 1600 تا 1300 پیش از میلاد استفاده از آهن معمول گردید. قدیمی‌ترین نقشه زمین شناسی در 2000 سال قبل از میلاد مربوط به معادن زمرد و طلا در مصر باقی مانده است.

اینکه اولین مطالعات علمی زمین شناسی از چه زمانی آغاز شده به درستی مشخص نیست، شاید اولین نوشته در مورد این علم به وسیله ارسطو (332-348) سال قبل از میلاد) در کتاب "السما و العالم" به رشته تحریر در آمده باشد، که در آن از تغییرات وارد بر زمین و آثار جوی ذکر به میان آمده است. بعد از جنگ جهانی دوم (1945-1939) با پیشرفت علوم و تکنولوژی و در نتیجه احتیاج به مواد اولیه اهمیت علم زمین شناسی بیش از پیش آشکار شد. برای جستتجوی معادن فلزی و مخصوصا نفت ، زمین شناسان را بر آن داشت که دست به یک سری مطالعات جدید در زمینه ساختمانهای تحت الارضی زده و مطالب جدید کشف نمایند.

در اوایل قرن بیستم با پیشنهادات وگنر ، نظر زمین شناسان به فرضیه اشتقاق قاره ها معطوف شد. در سالهای اخیر با مطالعات و توجهات بیشتر به نظریه‌های گسترش کف اقیانوس و تکتونیک صفحه‌ای توسط دانشمندانی همچون مس و مورگان و با استفاده از پیشرفته‌ایی که در سایر علوم حاصل گردیده زمین شناسی وارد مرحله جدیدی از علوم شده است.

عریف علم زمین شناسی

زمین شناسی دانش سیاره زمین است ودرباره منشا مواد و اشکال موجود بر آن صحبت می‌کند. گذشته این سیاره وفرایندهایی که برروی آن رخ داده یا درحال رخ دادن است و بر اشکال آن تاثیر دارد بررسی شود. برای حصول نتیجه از این مباحث در زمین شناسی باید اثر فشارهای مختلف مورد اثر بر زمین وهمچنین شیمی موادی که این سیاره از آن تشکیل شده واثر موجودات زمین در آن از جنبه‌های مختلف مورد بحث قرار گیرد. اطلاعات اولیه در مورد خود کره زمین نظیر پیدایش زمین عمر آن و وضعیت آن در فضا واز این قبیل ازطریق مطالعه سایر اجرام سماوی بدست می‌آید و گاها از این طریق با مطالعه وضع فعلی سایر اجرام شبیه زمین به طرز پیدایش رخدادها وتغییرات در گذشته زمین پی می‌برند.

تمام مطلعاتی که در مسیر شناخت زمین صورت می‌گیرد و علومی که در این مسیر پا گرفته و می‌گیرند در نهایت در خدمت جامعه بشری قرار می‌گیرد‌. در این علوم چگونگی استخراج واستفاده از مواد موجود در زمین و محیطهای زیستی پایدار در زمان پیدایش این مواد مورد بررسی قرار می‌گیرد و در علومی دیگر از خطرات ناشی از نیروهائی در حال حرکت و پویای موجود در زمین که ممکن است رفاه یا هستی انسانها را با خطر نیستی مواجه سازد آگاه می‌سازد. چون مواد موجود در زمین و ساختمانهای طبیعی موجود در آن از ابتدای تاریخ بشریت مورد استفاده انسانها بوده است می‌توان گفت این علم از قدیمیترین علومی است که انسانها نا خودآگاه به آن پرداخته‌اند ودر طی قرون رفته رفته این علم و شاخه‌های متنوع آن مدون و طبقه بندی شدند و رشته‌های فرعی وتخصصی با قوانین تعریف شده را به وجود آورده‌اند که هریک بخشی از دانش زمین شناسی را تشکیل می‌دهند.

زمین شناسی علمی است که به طور کلی در باره زمین صحبت می‌کند. این تعریف را باید کامل‌تر کرد. زیرا موضوع علوم دیگری نیز مثل هیات و نجوم و ... درباره زمین صحبت می‌کنند. ولی مقصود از زمین شناسی ، شناسایی و مطالعه تئوری‌های پیدایش زمین و مواد تشکیل دهنده آن ، بررسی عواملی که در وضعیت آن تاثیر دارند. و بالاخره مطالعه و شناسائی مواد ارزشمند زمین و نحوه استفاده از آنهاست. زمین شناسی علم قدیمی و دارای سابقه طولانی است. و بشر همواره در مورد زمین کنجکاو بوده است. حوادثی مانند زلزله ، طوفان ، سیل ، گردباد و ... انسان را همواره در مورد زمین نگران می کرده. علم زمین شناسی ، یعنی آنچه که امروزه به علم جداگانه دارای رشته‌های متنوعی است که بیش از دو سه قرن سابقه ندارد. و مانند سایر رشته‌های علوم تحقیقات مداوم دانشمندان متعددی این علم را به پایه امروزی رسانده است.

نقش زمین شناسی در زندگی

زمین شناسی علم قدیمی و سابقه‌داری است. اصولا بشر اولیه ، همیشه در مورد زمین کنجکاو بوده است. این کنجکاوی را می‌توان معلول دو علت اساسی دانست. اول اینکه بشر و سایر موجودات زنده ، هستی خود را مرهون زمین بوده و همیشه غذای خود را از آن بدست می‌آورده‌اند و بدین ترتیب مجبور بوده‌اند که دائما در مورد آن مطالعه کنند تا بتوانند غذای مناسب و حدالامکان متنوعی برای خود به دست آورند. نکته دومی که بشر را در مورد زمین نگران می‌کرده است، وقوع حوادث ناگواری مانند زلزله ، آتشفشان ، طوفان ، سیل و نظایر آن بوده که همیشه خسارات مالی و جانی زیادی را سبب می‌شده است و بشر به ناچار همواره در صدد بوده است که علل این حوادث را دریابد تا بتواند حتی المقدور از وقوع آن جلوگیری و یا حداقل آن را پیش بینی کند. 

ارتباط زمین شناسی با سایر علوم

همانند سایر علوم ، زمین شناسی نیز نمی‌تواند بدون کمک دیگر رشته‌های علمی ، موجودیت خود را حفظ کند. مهمترین رشته‌های علمی که زمین شناسی بر مبنای آنها استوار است فیزیک ، شیمی ، مکانیک ، بیولوژی و نجوم‌اند.

تقسیمات علم زمین شناسی

کانی شناسی:درباره مواد تشکیل دهنده زمین ، طرز تشکیل و نحوه شناسائی آنها گفتگو می‌کند.

سنگ شناسی:موضوع بحث آن سنگ‌های زمین ، تقسیم بندی و چگونگی تشکیل آنهاست.

هواشناسی:راجع به آزمایش‌های مربوط به هوا و مشخصات آن صحبت می‌کند.

آب شناسی:موضوع بحث آن آب‌های زمین است. این رشته خود به دو قسمت آبهای سطحی و آبهای زیر زمینی تقسیم می‌شود.

زمین شناسی ساختمانی:درباره ساختمان‌های طبیعی زمین صحبت می‌کند.

زمین شناسی فیزیکی:در باره مشخصات طبیعی زمین صحبت می‌کند.

دیرینه شناسی:راجع به موجودات زنده‌ای که در قدیم زندگی می‌کرده‌اند و شرایط زندگی آنها بحث می‌کند. با استفاده از این رشته می‌توان سن طبقات مختلف زمین را محاسبه کرد.

رسوب شناسی:راجع به رسوبات و نحوه تشکیل آنها صحبت می‌کند.

چینه شناسی:موضوع بحث آن درباره طبقات مختلف زمین و ارتباط آنها با یکدیگر است.

ژئومرفولوژی:موضوع بحث آن در مورد عوارض زمین است و درباره طرز پیدایش پستی‌ها و بلندی‌ها گفتگو می‌کند.

ژئوفیزیک:درباره خواص فیزیکی زمین نظیر جاذبه ، ثقل ، فشار و حرارت بحث می‌کند. در قسمتی از این رشته که به نام ژئوفیزیک عملی معروف است ، نحوه استفاده از خواص زمین در پی‌گیری و اکتشاف مواد معدنی بحث می‌شود.

ژئو شیمی:راجع به خواص شیمیایی زمین و ترکیب مواد تشکیل دهنده آن گفتگو می‌کند. در این رشته نحوه استفاده از خواص شیمیایی عناصر تشکیل دهنده زمین در اکتشاف مواد معدنی مورد بحث است.

زمین شناسی اقتصادی:این رشته از زمین شناسی درباره آن دسته از مواد زمین که ارزش اقتصادی دارند صحبت می‌کند. و نحوه و شرایط تشکیل آنها را بررسی می‌کند.

زمین شناسی مهندسی:در باره چگونگی استفاده از اطلاعات زمین شناسی در کارهای مهندسی نظیر سد سازی ، جاده‌ سازی و ... گفتگو می‌کند.

فتوژئولوژی:به کمک این رشته می‌توان با استفاده از عکس‌های هوایی زمین ، نقشه زمین شناسی تهیه کرد.

زلزله شناسی:زمین لرزه‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.

آتشفشان شناسی:آتشفشان‌ها و فعالیتهای آتشفشانی را مورد بررسی قرار می‌دهد.

اقیانوس شناسی:اقیانوس‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.

پالئو ژئوگرافی:درباره شکل و توزیع خشکی‌ها و دریاهای زمین در ادوار گذشته زمین شناسی گفتگو می‌کند.

پالئو بوتانی:راجع به گیاهانی که در قدیم می زیسته‌اند و چگونگی شناسائی آنها گفتگو می‌کند.

دورسنجی:در آن نحوه بررسی زمین با استفاده از ماهواره‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

غارشناسی:در آن نحوه پیدایش غارها مورد بررسی قرار می‌گیرد .

زمین شناسی دریایی:در آن در مورد آبها بحث می‌شود.

زمین شناسی ساختمانی و تکتونیک:درباره ساخت‌های مختلف سنگهای تشکیل دهنده پوسته ، چگونگی تشکیل و ارتباط آنها با عوامل داخلی زمین ، بحث می‌کند.

آنچه در زمین شناسی می خوانیم!

مبانی زمین شناسی	علوم کاربردی	گرایش ها	موضوعات ویژه	علوم مرتبط
آب شناسی	زمین شناسی کاربردی	گرایش تکتونیک	اکتشاف معدن	فیزیک
آتشفشان شناسی	زمین شناسی ساختمانی	گرایش آب شناسی	بلور شناسی	شیمی
اقیانوس شناسی	فتوژئولوژی	گرایش زمین شناسی نفت	ترکیب بندی طبقات زمین	زیست شناسی
پالئواکولوژی	زمین شناسی نفت	گرایش چینه و فسیل	پترولوژی	آمار
پالئو بوتانی	آب شناسی کاربردی	گرایش پترولوژی	پرتو گیری از منابع طبیعی پرتوزا	هواشناسی
پالئو‌ژئوگرافی	دور سنجی	گرایش زمین شناسی مهندسی	پلیت تکتونیک	زلزله شناسی
چینه‌ شناسی	زمین شناسی پزشکی	گرایش زمین شناسی اقتصادی	تغذیه مصنوعی آبهای زیرزمینی	جغرافیا
رسوب شناسی	ژئو فیزیک	گرایش رسوب شناسی	زمین لغزش	مکانیک
زمین شناسی اقتصادی	زمین شناسی محیط زیست	گرایش ژئوفیزیک	زهکشی	عمران
زمین شناسی تاریخی	زلزله‌شناسی کاربردی	گرایش هواشناسی	زمین لرزه	ریاضیات
زمین شناسی فیزیکی	هواشناسی	گرایش زمین شناسی محیط زیست	ساختمانهای زمین شناسی	نجوم
زمین شناسی ساختمانی	زمین شناسی اقتصادی	گرایش ژئوشیمی	سایزمو تکتونیک	نقشه برداری
زلزله‌ شناسی	هیدرو ژئوشیمی		شناخت آبهای معدنی	کشاورزی
زمین شناسی مهندسی	مکانیک خاک		مکانیک خاک	اقتصاد
ژئو شیمی	مکانیک سنگ		مکانیک سنگ	معدن
ژئو فیزیک	مینرالوگرافی		معادن ایران	رایانه
ژئومورفولوژی	میکروفاسیس		فرآیندهای تکتونیکی	آمار و احتمال
سنگ شناسی آذرین	خاک شناسی		فیزیک سنگ	ترمودینامیک
سنگ شناسی دگرگونی	زمین شناسی زغال سنگ		نقشه برداری
سنگ شناسی رسوبی	رسوب شناسی کاربردی		نقشه‌های زمین شناسی
هواشناسی	زمین شناسی مواد انرژی‌زا		کانه آرایی
کانی شناسی	زمین شناسی دریایی		گوهر شناسی
بلور شناسی	زمین شناسی زیرزمینی		عکسهای هوایی
فتوژئولوژی			محیطهای رسوبی
دیرینه شناسی			تسونامی
			زلزله در تهران

زمین شناسی ساختمانی

زمین شناسی ساختمانی (Strructural Geology) دید کلی

هر کسی که با زمین شناسی سر و کار داشته باشد، تشخیص می‌دهد که پوسته زمین در طی تاریخ زمین شناسی یک واحد ثابت و غیر متغیری نبوده است بلکه به کرات در برابر عوامل داخلی و خارجی در آن تغییر شکل ایجاد شده است. شاهد این مدعی وجود نواحی عظیم چین خورده یعنی سلسله کوههاست که در آن رسوبات و سنگهای دیگر فشرده شده و فرم آنها تغییر کرده است. عامل دیگر رسوبات دریایی است که اینک در قلل مرتفع کوهها دیده می‌شود و در برخی موارد هزاران متر از سطح دریا بالاتر قرار گرفته است و این خود ناپایداری قشر زمین را نشان می‌دهد. بطور کلی می‌توان گفت که زمین شناسی ساختمانی و تکتونیک ، درباره ساختهای مختلف سنگهای تشکیل دهنده پوسته زمین، چگونگی تشکیل و ارتباط آنها با عوامل داخلی زمین بحث می‌کند.

اهمیت و کاربرد زمین شناسی ساختمانی

زمین شناسی ساختمانی در بین سایر علوم زمین شناسی ، موقعیت خاصی را داراست. مثلا تهیه نقشه زمین شناسی محل ، بدون آگاهی به نوع ساختمانهای منطقه ، غیر ممکن است. زیرا بدون توجه به ساختمانهای موجود ، ارتباط واحدهای مختلف زمین شناسی امکان پذیر نیست. از سوی دیگر مواد معدنی ، در ساختمانهای خاص زمین شناسی متمرکز می‌شوند.مثلا نفت و گاز طبیعی بیشتر در قسمتهای بالای تاقدیسها جمع می‌شوند و با شناسایی این ساختمانهاست که می‌توان امکان وجود آنها را بررسی کرد. همچنین بسیاری از موارد معدنی بصورت رگه تشکیل می‌شوند که این رگه‌ها ، معمولا در امتداد گسلهای موجود در منطقه تشکیل می‌شوند. در بسیاری موارد ، در اثر وجود گسلها و شکستگیها ، گسترش ماده معدنی در یک منطقه قطع می‌شود و برای پیدا کردن مجدد آن ، آگاهی به مشخصات تکتونیکی منطقه ، ضروری است.

آشنایی به وضعیت ساختمانی منطقه ، کمک موثری در مطالعه آبهای زیرزمینی است. زیرا گسلها و شکستگیها ، مجراهای مناسب جهت عبور آبهای زیرزمینی می‌باشد. شناسایی دره ها و گسلهای ناحیه ، یکی از بهترین مراحل مقدماتی حفر تونلها و احداث سدها به شمار می‌آید.

انواع بررسی‌های زمین شناسی ساختمانی

بررسی بر اساس وضعیت هندسی

در این نوع تقسیم‌بندی ، ساختمانهای مختلف زمین از نظر شکل هندسی مورد توجه قرار گرفته و به انواع چین‌ها ، گسل ، درزه‌ها و … تقسیم می‌شوند.

بررسی از نقطه نظر سینماتیکی

در این بررسی ، اشکال مختلف زمین‌شناسی ، از نقطه نظر نحوه حرکات پوسته زمین ، که منجر به ایجاد ساختمان مذبور شده است، مورد بررسی قرار می‌گیرند. در حقیقت در این حالت چگونگی تشکیل ساختمانهای مختلف ، مطالعه می‌شود.

بررسی تاریخی

مقصود از این بررسیها ، مطالعه چگونگی تشکیل ساختمانهای مختلف ، در دوره‌های خاص زمین‌شناسی است. زیرا بطوری که می‌دانیم، در دوره‌های مختلف دوران زمین شناسی ، حرکات تکتونیکی مختلفی وجود داشته است.

بررسی از نظر دینامیکی

در این بررسی ، رابطه نیروهای موثر بر سنگهای زمین و ساختمانهای حاصله ناشی از آنها مورد بررسی قرار می‌گیرد.

زمین شناسی ساختمانی و سایر علوم زمین شناسی

پترولوژی

این شاخه از علوم زمین از منشا پیدایش و شرایط تشکیل سنگها و همچنین رابطه موجود این سنگها گفتگو می نماید و ارتباط نزدیکی با زمین شناسی ساختمانی دارد، مخصوصا تغییر شکلهایی که در اعماق با تبلور مجدد یا دگرگونی سنگها همراه است.

رسوب شناسی

رسوب شناسی و رسوب گذاری از رخدادهای تکتونیکی ، شواهد و مدارک زیادی ارائه می‌نمایند، زیرا تغییر شرایط ته نشینی و انباشته شدن رسوبات با تغییر شکل حوضه‌های رسوبی همراه است.

چینه شناسی

اغلب اوقات وضع چینه شناسی به موقعیت ساختمانی طبقات وابسته است که بدون دانستن سرگذشت تکتونیک منطقه ، امکان بررسی ترتیب چینه شناسی وجود ندارد.

ژئومورفولوژی

ژئومورفولوژی در نواحی که تحت تاثیر تکتونیک جدید قرار گرفته است، دارای اهمیت زیادی است.

زمین شناسی کاربردی

نیروهای عمل کننده بر زمین باعث ایجاد تغییر در پوسته زمین و تاثیر گذاری بر روی سازه‌های احداث شده بر روی آن می‌شود. بنابراین شناخت پدیده‌های ساختمانی و تکتونیکی کمک موثری به برنامه ریزی در این گونه تشکیلات می‌نماید.

زمین شناسی اقتصادی

بسیاری از مواد معدنی به صورت رگه در امتداد گسلها و شکستگیهای موجود در منطقه تشکیل می‌گردد و یا نفت و گاز طبیعی بیشتر در ساختهای خاص زمین شناسی ( تاقدیس ) جمع می‌شوند که برای شناخت این ساختها و استفاده بهینه از مخازن موجود آگاهی از مشخصات تکتونیکی و ساختمانی منطقه لازم است.

هیدروژئولوژی

آشنایی به وضعیت ساختمانی منطقه کمک موثری در مطالعه مخازن زیرزمینی است، چون گسلها و شکستگیها علاوه بر جابجایی لایه‌های آبدار ، مجرای مناسبی جهت عبور آبهای زیرزمینی هستند.

فتوژئولوژی

امروزه بررسیهای زمین شناسی ساختمانی با استفاده از عکسهای هوایی و مطالعه مستقیم در روی زمین ( زمین شناسی صحرایی ) صورت می‌گیرد و اصولا این دو علم لازم و ملزوم یکدیگرند.