انجمن ها > انجمن نجوم > صفحه اول بحث
لطفا در سایت شناسائی شوید!
نجوم (بازدید: 3731)
شنبه 20/6/1389 - 22:8 -0 تشکر 230156
زمین و ماه _ دانشنامه

 

« زمین و ماه »

 
 زمین
 منبع عکس: echoesofapollo.com
 
 ماه
 منبع عکس: thebigfoto.com
 

در این مبحث به معرفی زمین و ماه می پردازیم.

 


 # نکته: لطفا قبل از درج هر گونه پاسخ، قوانین توافق شده در صفحه اصلی دانشنامه را مطالعه بفرمایید.

 

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 11:34 - 0 تشکر 232023

زمین

مقدمه

زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است.

 زمین شرایط بسیار منحصر بفردی دارد. هیچکدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آنها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که 4.5 میلیارد سال طول کشیده است، همچنان بطور طبیعی و نیز بر اثر فعالیتهای انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.
 زمین در آغاز شکل گیری

* در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.

* 4.5 میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.

* پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.

 زمین در آغاز شکل گیری
با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برای
پیدایش حیات در آن فراهم شدند.

 نحوه پیدایش و تکامل زمین
زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به تدریج عناصر سنگین‌تر ته‌نشین شده و هسته فلزی را به وجود آوردند ، و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوسها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است.
مشخصات زمین

* زمین سیاره‌ای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن می‌سازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.

* زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش می‌چرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی می‌کند (مدار زمین).

 کره مغناطیسی

* با چرخش زمین به دور خودش ، چرخه‌هایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید می‌کنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد می‌کنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده می‌شود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت می‌کند.

* بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور می‌کند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.

 آینده زمین

از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود 5 میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و افزایش حجم می‌دهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس می‌شود. سپس جو زمین شروع به تبخیر می‌کند و گیاهان خشک آتش می‌گیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین می‌رود.
حرکت زمین به شکل یک پوسته سنگی متشکل از 12 صفحه مجزاست. هر یک از قاره‌ها روی یک یا چند صفحه قرار گرفته‌اند. این صفحات با سرعتی شبیه به سرعت رشد ناخنهای انسان در حال حرکت هستند. صفحه‌های جامد ، روی سنگهای نیمه مذاب به حالت شناور هستند که خود این سنگهای نیمه مذاب توسط جریانهای داغی که از هسته فلزی زمین فوران می‌کنند، تکان خورده و باعث حرکت صفحه‌ها در سطح زمین می‌شوند. 
 چهره متغیر زمین

250 میلیون سال پیش ، سه تکه بزرگ خشکی بهم نزدیک شدند و یک خشکی بزرگ بنام پانجیا را بوجود آوردند. بعد از مدتی دریای تتیس این خشکی عظیم را به دو قسمت لوراسیا و گندوانلند تقسیم کرد. 120 میلیون سال پیش اوراسیا از هم شکافت و آمریکای شمالی از اروپا جدا شد. گنوانلند نیز شکافته شد و در نتیجه هندوستان به سمت جنوب آسیا حرکت کرد. قاره‌ها همچنان به حرکت خود ادامه داده و به این شکل کنونی که می‌بینیم در آمدند. ظرف چند میلیون سال آینده قاره آمریکا به حرکت خود در سمت غرب ادامه داده و قاره آفریقا به اروپا و آسیا ملحق خواهد شد.
حیات در زمین
اولین موجودات زنده حدود 3.8 میلیارد سال پیش و اولین دایناسورها حدود 150 میلیون سال پیش در زمین ظاهر شدند. حدود 65 میلیون سال پیش نسل داینوسورها از بین رفت(انقراض دایناسورها). یکی از عوامل انقراض داینوسورها برخورد یک شهاب سنگ به زمین و پر شدن جو زمین از غبار بود. در چنین شرایطی نور و گرما به زمین نرسیده و یک دوره کوتاه یخبندان باعث مرگ داینوسورها بر اثر سرما و گرسنگی شده است. اگر همه تاریخچه زمین را در 24 ساعت خلاصه کنیم، نخستین انسانها در 2 ثانیه مانده به نیمه شب ظهور خواهند کرد.

زمین و عقاید

یونانیها که پیشروان علم بودند، در قرن ششم قبل از میلاد ، زمین را کروی و ثابت فرض می‌کردند و اکثر تمدنها معتقد بودند که جهان ، زمین مرکز است. ولی بطلیموس ستاره شناس یونانی بیشتر از سایرین بر این اندیشه معروف معتقد بوده است. در جهان زمین مرکز ، زمین در مرکز عالم قرار داشته و خورشید و سیارات و ستارگان حول آن می‌گردند. سالها بعد معدودی از متفکران یونانی مخصوصا آریستار خوس اندیشه زمین مرکزی بودن دنیا را زیر سوال بردند. ولی کتاب بطلمیوس المجسی بر علم آن زمان سیطره داشت و مانع از قبول نظر آریستارخوس شد. تا اینکه در سال 1543 نیکلا کپرنیک ستاره شناس لهستانی ، مرکزیت را از زمین گرفته و به خورشید داد.

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 11:48 - 0 تشکر 232027

شناسنامه زمین:

فاصله متوسط از خورشید 149.60 میلیون کیلومتر
قطر استوا 12756 کیلومتر
مدت حرکت وضعی 23.93 ساعت
مدت حرکت انتقالی 365.26 روز
سرعت حرکت انتقالی 29.79 کیلومتر در ثانیه
دمای سطحی 55 تا 70 درجه سانتیگراد
جرم (زمین=1) 1
چگالی متوسط (آب=1) 5.25
جاذبه (زمین=1) 1
تعداد قمر 1

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 13:33 - 0 تشکر 232040

حرکات زمین


    * زمین دور محورش روزی یکبار دوران می‌کند.
    * زمین بر گرد خورشید سالی یکبار دوران می‌کند.
    * محور زمین حرکت تقدیمی دارد.
    * محور زمین حرکت ترقص دارد (رقص محوری).

_حرکت وضعی زمین

چرخش زمین به دور خود حرکت وضعی نامیده می‌شود که با آزمایش فوکو قابل اثبات است.

زمین در هر 24 ساعت یکبار به دور محوری که نسبت به سطح مدار آن زاویه 23 درجه 27 دقیقه تشکیل می‌دهد، می‌چرخد یعنی زمین هر 24 ساعت یک بار از غرب به شرق به دور خود می‌گردد، از این حرکت شب و روز حاصل می‌شود. به علت صلب بودن زمین ، سرعت خطی نقاط مختلف آن متناوب است بطوری که سرعت خطی زمین در استوا 465.7 متر در ثانیه و سرعت خطی آن در قطبین صفر است. در هر لحظه نیمی از زمین مقابل خورشید قرار می‌گیرد و نیمی دیگر تاریک است به این حرکت که به دور محور فرضی زمین است که از قطبین می‌گذرد حرکت وضعی می‌گویند. و به این قسمت از نیمه روشن زمین دایره عظیمه روشنایی نام نهاده‌اند.

تمایل محور زمین سبب می‌شود که در دو فصل زمستان و تابستان بخصوص دایره عظیمه روشنایی قسمتی از قطبین را شامل شود و طول شبانه روز در دو نیمکره شمالی و جنوبی و در فصول مختلف سال یکسان نباشد. زمین در هر ساعت 15 درجه به دور خورد می‌گردد طول هر روز از تقسیم زاویه بین طلوع و غروب خورشید به 15 بدست می‌آید. در اعتدالین طول شبانه روز با همدیگر برابر است.

آزمایش فوکو و دوران زمین

ژ.ب.ل فوکو فیزیکدان فرانسوی در سال 1851 آزمایشی انجام داد که هدف آن بررسی دوران زمین بود. تنها وسیله لازم برای این آزمایش یک آونگ است که از گلوله‌ای سربی و تک سیمی برای آویختن تشکیل شده است. برای اندازه‌گیری دقیق ، سیم باید بلند باشد و گلوله سربی و سنگین باشد و آونگ از نقطه‌ای ثابت و محکم آویخته شده باشد. آونگی که به آزادی نوسان می‌کند صفحه نوسانش را حفظ می‌کند.

طرز عمل

    * آونگ را به نوسان در‌آورید.

    * بر روی زمین با رسم خطی مسیر گلوله آونگ را مشخص کنید.

    * یک ساعت بعد نگاه کنید. این خط به اندازه 15 درجه در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت نسبت به صفحه‌ای که آونگ در آن نوسان می‌کند چرخیده است.

    * مشاهده می‌کنید که در یک روز نجومی ، این خط یک دور کامل را در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت پیموده است.

چند اثر که معلول چرخش زمین هستند.

    * توانایی روز و شب: هر نقطه از زمین متناوبا رو به خورشید (روز) می‌کند یا پشت به آن (شب) می‌دارد.

    * صلب بودن محور: محور زمین زاویه میل خود را با صفحه مدار حفظ می‌کند و پیوسته رو به سوی ستاره جوی است از این لحاظ زمین چرخان شباهت بسیار با یک ژیروسکوپ چرخان دارد. محور زمین نیز مانند محور ژیروسکوپ دارای حرکت تقدیمی است.

    * یک نیروی گریز از مرکز: که در استوا بیشترین مقدار را دارد و در قطب صفر است و بر هر جسمی که بر روی زمین واقع است وارد می‌آید و در نتیجه آن وزن اجسام در قطب بیشتر است تا در استوا.

    * پخ بودن زمین در قطبها: احتمالا معلول این چرخش در زمانی بوده است که سطح زمین هنوز حالتی مایع یا شکل پذیر داشته باشد.

یک آزمایش ساده

در شبی که ماه در آسمان نیست دهانه دوربین را به سوی ستاره قطبی (ستاره‌ای که رو به شمال زمین قرار دارد) متوجه کنید و دیافراگم آن را به مدت چند ساعت باز نگه دارید در آن صورت مسیر حرکت ستاره‌ها را ثبت خواهد کرد. تصویر بدست آمده نشان می‌دهد که ستاره قطبی ثابت است. این زمین است که حرکت وضعی انجام می‌دهد.

_حرکت انتقالی زمین
زمین در طول سال یکبار به دور خورشید می‌گردد. که این حرکت ، حرکت انتقالی زمین نامیده می‌شود و به کمک اثر دوپلر اثبات می‌شود.

زمین در هر 365 روز و 6 ساعت یکبار روی مدار بیضی شکلی که قطر بزرگ آن 930 میلیون کیلومتر طول دارد و خروج از مرکز آن 0.0167 است به دور خورشید می‌چرخد. سرعت حرکت انتقالی زمین تقریبا 108000 کیلومتر در ساعت است. تمایل محور زمین نسبت به مدار آن ، در طول حرکت انتقالی فصول را بوجود می‌آورد. مدار انتقالی زمین کاملا دایره نیست ، بلکه بیضوی است و خورشید در یکی از دو کانون آن قرار دارد.

زمین به دور خورشید در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت می‌گردد (مدار بیضی شکل که خورشید در یکی از کانونهای آن واقع است). در این خصوص ما حرکت واقعی را نمی‌بینیم بلکه حرکت ظاهری خورشید را می‌بینیم که به نظر می‌رسد در یک سال یک بار به دور زمین می‌گردد. این مدار ظاهری خورشید دایرة‌ البروج نامیده می‌شود. نواری به عرض 8 درجه در هر سوی دایرة ‌البروج را منطقه‌البروج می‌خوانند. 12 صورت برجسته فکلی بر این نوار قرار دارند که خورشید در حرکت ظاهریش هر سال یکبار از آنها می‌گذرد این صورتها عبارتند از : حمل ، ثور ، جوزا ، سرطان ، اسد ، سنبله ، میزان ، عقرب ، قوس ، جدی ، دلو و حوت.

حرکت ظاهری خورشید

حرکت ظاهری خورشید به‌ سوی شرق به مقدار تقریبا یک درجه در روز در امتداد سطح موازی نتیجه‌ای از حرکت زمین است ولی دلیلی بر آن نیست. حرکت ظاهری خورشید را می‌توان با نظریه زمین مرکزی که بوسیله بطلمیوس عنوان گردید تفسیر کرد. طبق این نظریه که چندین قرن مورد قبول عامه بود زمین ساکن فرض گردیده و خورشید به دور آن می‌گردد. در ابتدای قرن 16 نیکلاکوپرنیک نظریه خود را ارائه داد. طبق این نظریه خورشید مرکز منظومه شمسی است و تمام سیاره‌ها در مدار دایره‌ای حول آن در چرخش‌اند. یکی از نتایج نظریه کوپرنیکی یا خورشید مرکزی این است که ستاره‌های نزدیکتر وقتی که از زمین در حال چرخش ، مشاهده می‌شوند یک جابجایی پارلاکس نشان می‌دهند. از حرکت ظاهری خورشید برای تعریف سال استفاده می‌شود.

سال
مدت زمانی که طول می‌کشد تا خورشید یک دور کامل از میان ستاره‌گان بگذرد و این سال نجومی است نه سالی که معمولا در نظر داریم و سال اعتدالی نامیده می‌شود و این سال 20 دقیقه از سال نجومی کوتاهتر است.

پدیده ایجاد فصول
پدیده ایجاد فصول نتیجه حرکت زمین به دور خورشید و انحراف سطح استوا از سطح مداری است. وقتی که خورشید در نقطه 1، در استوای سماوی در نقطه اعتدال بهاری است در نتیجه تمام عرض جغرافیایی 12 ساعت تمام ، نور خورشید را دریافت می‌کنند. همینطور که زمین در امتداد مدارش حرکت می‌کند به نظر می‌رسد که خورشید در شمال کره سماوی حرکت می‌کند و به بزرگترین زاویه میل شمالی خود ( 23.5 درجه) در نقطه 2 انقلاب تابستانی در تاریخ 21 ژوئن (اول تیر ماه) می‌رسد.

در اینحال در نیمکره شمالی خورشید بیش از 12 ساعت بالای افق است و اشعه آن گرمای تابستانی را ایجاد می‌کند. در حالیکه در نیمکره جنوبی خورشید کمتر از 12 ساعت در بالای افق قرار دارد و اشعه آن بطور مایل به زمین می‌تابد و فصل سرما را ایجاد می‌کند. در نقطه اعتدال پاییزی 3 خورشید دوباره در استوای سماوی قرار دارد ولی به طرف جنوب حرکت می‌کند و به بزرگترین زاویه میل جنوبی خود (23.5 درجه) در انقلاب زمستانی (4) می‌رسد. در این حال تمایل اشعه خورشیدی در نیمکره جنوبی کمتر از شمالی است. زمستان نیمکره شمالی منطبق بر تابستان نیمکره جنوبی است. نقاط 1 و 2 و 3 و 4 معرف ابتدای فصول در نیمکره شمالی می‌باشند.

اثر دوپلر
حتما توجه کرده‌اید که وقتی قطاری یا اتومبیلی به سرعت به شما نزدیک می‌شود و در حال بوق زدن است، صدای بوق را زیرتر از حد طبیعی آن می‌شنوید، زیرا سرعت امواج صدا و سرعت قطار بهم افزوده می‌شوند. اما هنگامی که قطار یا اتومبیل از شما دور شود صدای بوق را بم‌تر می‌شنوید زیرا عکس حالت فوق اتفاق افتاده است. به همین ترتیب نور ستاره‌ای که به سمت ما می‌آید، بیشتر متمایل به آبی است، در حالیکه وقتی همان ستاره از ما دور شود نورش به قرمزی می‌گراید.

سرعت چرخش زمین به دور خورشید معادل 30 کیلومتر در ثانیه است که داشتن چنین سرعتی برای رخ دادن اثر دوپلر لازم است. میانگین فاصله خورشید از زمین 150 میلیون کیلومتر است، اما چون مدار گردش زمین به دور خورشید بیضی نزدیک به دایره است این فاصله در مواقع مختلف سال تغییر می‌کند.

_تاثیر حرکات زمین و تغییر فصول

اگر محور زمین کاملا بر مدار انتقالی عمود بود، تغییر فصول و تغییر طول شبانه روزی پیش نمی‌آمد ولی ثابت بودن جهت محوری و در نتیجه ثابت بودن زوایه تمایل محوری نسبت به مدار حرکت انتقالی سبب می‌گردد که در تابستان در نیمکره شمالی خورشید در حد مدار 23.5 شمالی یعنی مدار راس السرطان به حالت عمودی بتابد و دایره عظیم روشنایی قطب شمال را در بر گیرد ولی قطب جنوب در تاریکی به سر برد. در همین حال خورشید در نیمکره شمالی وسط روز در بالای افق ظاهر می‌شود و مقدار انرژی خورشیدی که به نیمکره شمالی می‌رسد بیشتر از نیمکره جنوبی است.

در زمستان در نیمکره شمالی وضع برعکس است. خورشید در اوج خود در حد مدار 23.5 جنوب خط استوا به حالت عمودی بر زمین می‌تابد. دایره عظیمه روشنایی قطب جنوب را روشن می‌کند و قطب شمال در تاریکی فرو می‌رود خورشید در نیمکره شمالی در افق پائین ظاهر می‌شود ولی در نیمکره جنوبی در افق بالاست. انرژی خورشیدی در این در این حال بیشتر به نیمکره جنوبی می‌رسد. مدار 23.5 نیمکره جنوبی را راس الجدی می‌گویند.

تاثیر حرکات زمین بر تغییر طول شب و روز
در نیمکره شمالی و در فصل تابستان دایره عظیمه روشنایی از قطبین نمی‌گذارد و این دایره در عرصه‌های بالا بیش از 1800 طول کره زمین را روشن می‌کند، در نتیجه طول شب و روز در تابستان با همدیگر فرق می‌کند. چون طول ساعات هر روز در هر نقطه از تقسیم درجات دایره عظیمه روشنی آن روز و در آن مکان 150 بدست می‌آید، لذا در تابستان در نیمکره شمالی روز‌ها بلند و شبها کوتاه است.

در اواسط فصول پاییز و بهار (یا حد اعتدالین) به خاطر حفظ تمایل محوری زمین ، در ضمن حرکت انتقالی ، دایره عظیمه روشنایی از قطبین می‌گذرد، در نتیجه در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی دایره عظیمه روشنایی ، در تمام عرضهای جغرافیایی تقریبا در وسط این دو فصل 180 زمین را در بر می‌گیرد و طول شبانه روز باهم مساوی و برابر 12 ساعت می‌شود. طول شبانه روز در مدت زمان حرکت وضعی و تعداد روزها در حرکت انتقالی یک سال همیشه ثابت نبوده است.

طول شبانه روز در فصول مختلف سال تا یک ربع ساعت اختلاف پیدا می‌کند به علاوه طول شبانه روز در چهار صد میلیون سال پیش فقط 22 ساعت بوده است و تعداد روزهای سال به چهار‌صد می‌رسیده است. این مطلب را از روی نمو روزانه مرجانها حساب کرده‌اند. در سطح زمین نقاطی که در بین استوا و عرضهای 230.5 شمالی یا جنوبی هستند دو بار در سال ، در ظهر ، خورشید بر آنها بطور عمودی می‌تابد و فاقد سایه هستند.
منبع: دانشنامه رشد اینجا و اینجا و اینجا

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 13:40 - 0 تشکر 232042


هسته زمین

 آشنایی

هسته زمین از عمق 2900 کیلومتری تا مرکز زمین گسترش دارد و ضخامت کلی آن 3471 کیلومتر است. مطالعات نشان داده است که در عمق تقریبی 5120 کیلومتری ، یک انفصال در خواص الاستیک هسته وجود دارد این ناپیوستگی که ناپیوستگی لمان نام دارد، هسته خارجی را از هسته داخلی جامد جدا می‌کند و هسته بیرونی از گوشته توسط ناپیوستگی گوتنبرگ - ویشرت جدا می‌شود. در حالت کلی هسته از سه قسمت هسته بیرونی ، هسته جامد داخلی و هسته مرکزی تشکیل شده است.

 هسته بیرونی

هسته بیرونی از ناپیوستگی گوتنبرگ - ویشرت در عمق 2900 کیلومتری شروع و تا عمق 5120 کیلومتری که ناپیوستگی لمان قرار دارد ادامه می‌یابد. ترکیب عمومی هسته آلیاژ آهن - نیکل (Ne-Fi) است و به همین دلیل به آن نیف یا نیفه نیز می‌گویند. لازم به ذکر است که امواج S از هسته مایع خارجی عبور نمی‌کنند. هسته خارجی دارای حرکات همرفتی است که سرعت آنها چندین کیلومتر در سال است. حرکت وضعی زمین تاثیر به سزایی در این حرکات داشته و این اثربه نام تاثیر کوریولیس نامیده می‌شود.

گردش هسته خارجی دارای تقارن استوایی می‌باشد که توسط دو لکه برآمده در سطح هسته مایع مشخص می‌شود و این دو لکه در حقیقت محل تظاهر سلولهای واگرا در سطح می باشند. این سلولهای واگرا در سطح هسته مایع و در مرز بین لایه  D و هسته مایع به صورت شعاعی پخش شده و در راستای نصف النهاری که تقریبا در راستای شمال و جنوب زمین هسته مایع را دور می‌زند، بهم رسیده و در این محل همگرا می‌باشند. این بخش احتمالا به فرم یک گودی حلقه مانند دور هسته مایع و در راستای شمال – جنوب تظاهر پیدا می‌کند.
منشا میدان مغناطیسی زمین
می‌دانیم که حرکت سیال هادی الکتریسیته به شرط آنکه در میدان مغناطیسی قرار داشته باشد، جریان الکتریکی تولید می‌کند (اصل دینامو). بنابراین منشا میدان مغناطیسی زمین ممکن است مربوط به حرکات هسته باشد. دو لکه یاد شده که دارای تقارن استوایی‌اند، به ترتیب در زیر بخش جنوب هندوستان و دیگری در حوالی پرو ، قرار دارد (آلگر ، 1985). این دینامیک بر اساس مشاهدات دقیق تغییرات میدان مغناطیسی زمین در 30 سال گذشته و مشاهدات و مطالعات ژئوفیزیکی بازسازی شده است. با توجه به اینکه آلیاژ Ne-Fi از سیلیکات سنگین‌تر است ، لذا جدایی و تفکیک هسته آهنی و استقرار آن در مرکز زمین ، با توجه به قوانین فیزیک امری طبیعی است.

استقرار آن در مرکز زمین ، بر اساس مدل تجمع همگن قابل توضیح است و بعد از استقرار هسته مایع در مرکز زمین ، هسته جامد به تدریج رشد کرده و به حجم فعلی خود رسیده است. با توجه به سن تشکیل زمین و قطر هسته جامد ، آهنگ رشدی برابر 0.5 میلیمتر در سال می‌توان برای آن در نظر گرفت و باید توجه داشت که این آهنگ رشد ، میانگین کلی رشد است و بدیهی است که آهنگ رشد در بدو تشکیل هسته جامد بسیار اندک از رقم میانگین بوده و در حالت فعلی بیشتر از میانگین یاد شده است.

اساسا تبدیل آلیاژ آهن - نیکل مذاب به جامد یک واکنش گرمازا است و گرمای حاصل از آن به همراه تلاشی مواد رادیواکتیو موتور حرارتی زمین را تامین می‌کنند. در حالت کلی گردش هسته مایع به دور هسته جامد آهنی به عنوان یک سیم پیچ که هسته آهنی را در بر گرفته و جریان الکتریکی که از سیم پیچ عبور می کند همان پرتوی کیهانی است که از قطبین زمین به تله می‌افتد. شفق قطبی هم در اثر این پرتوی کیهانی بوجود می‌آید.
 عناصر موجود در هسته
اندازه گیری‌های دقیق به کمک امواج لرزه‌ای نشان می‌دهد که وزن مخصوص هسته 10 درصد کمتر از مقداری است که از طریق آلیاژ Ne-Fi در فشار 1.5 تا 3 مگا بار تعیین می‌شود. بنابراین عناصر سبک وزن و احتمالا کربن ، سیلیکات ، پتاسیم ، گوگرد ، FeO و سرب و عناصر سیدروفیلی نظیر ‍CsOsRePtAuPd و ... در هسته وجود دارند. این عناصر ناسازگار نسبت به محیط شدیدا احیایی هسته زمین به همراه سلولهای همرفتی هسته مایع در  D لایه تخلیه می‌شوند و به احتمال زیاد از طریق پلومها و سوپر پلومها از خلال گوشته تحتانی ، تحولی و فوقانی به سطح انتقال می یابند.

عناصر کالکوفیلی نظیر
PbZnCu در گوشته کمیاب هستند و احتمالا مقادیری از آنها در هسته متمرکز شده است. با توجه به اینکه آنومالی دوپال در عرضهای جغرافیایی پایین و در حوالی جنوب هند و ساحل غربی پرو حداکثر می‌باشد. شاید ارتباطی بین این آنومالی و لکه‌های برجسته بر روی هسته مایع در همین نقاط که عمل تخلیه عناصر ناسازگار را بر عهده دارند، وجود داشته باشد. حرارت لازم برای مایع نگه داشتن هسته مایع ، به احتمال زیاد از عناصر رادیواکتیوی نظیر پتاسیم 40 تامین می‌شود که می‌تواند در شبکه کانیهایی مثل جرفی شریت  K3(Cu,Na)(Fe,Ni)12S14 حضور داشته باشد.

با توجه به اینکه این کانی در کندریت‌ها شناسایی شده است، شاید در ترکیب هسته اولیه نیز این کانی حضور داشته و تحت شرایط شدیدا احیایی عنصر لیتوفیلی نظیر پتاسیم خاصیت کالکوفیلی و حتی سیدروفیلی از خود بروز می‌دهد. بطور کلی مباحث راجع به پترولوژی هسته زمین مدیون مطالعات فراوان بر روی متئوریت‌های آهنی (سیدریت‌ها) است. این متئوریت‌ها از نظر فراوانی در دسته دوم اهمیت قرار دارند. از نظر ساختمان کریستالوگرافی و درصد Ni ، آلیاژ Ne-Fi به سه دسته تقسیم می‌شوند :


* هگزا هدریت‌ها با میزان Ni ، 4 تا 6 درصد
* اکتا هدریت‌ها با میزان Ni ، 6 تا 14 درصد
* آکتا هدریت‌ها با میزان Ni ، 6 تا 14 درصد
* آتاکسیت‌ها با بیش از 14 درصد وزنی Ni
* به غیر از Ne-Fi عناصری نظیر 
CoPSC نیز در ترکیب این متئوریت‌ها حضور دارند.

در اکثر متئوریت‌های فلزی و بالاخص گروه اکتائدریت ساختمان وید من استاتن (Widman Staten) دیده می‌شود که عبارتست از: تقاطع باندهای پهن و عریض (کاماسیت Kamacite ) و تیغه های نازک (تانیت Taenite) با همدیگر که محل تلاقی آنها پلسیت (Pelcite) نامیده می‌شود. مطالعات دیاگرامهای فازی مربوط به آلیاژ Ne-Fi در فشار و حرارت‌های مختلف نشان می‌دهد که تبلور متئوریت‌های آهنی باید در حرارت کم ( مثلا 300 درجه سانتیگراد) و در فشار خیلی زیاد ( 
105 اتمسفر) و در حال تعادل انجام شده است.

با این توضیحات نتیجه می‌گیرند که تشکیل متئوریت‌های آهنی الزاما در داخل جسمی به قطر یک سیاره صورت گرفته است و از طرفی توضیحی است برای علت وجودی خاصیت مغناطیسی در هسته که تصور می‌رود، در دمای بالا فرض شده این خاصیت از بین می‌رود. ولی این مطالعات نشان داده است که به احتمال زیاد در دمای هسته زمین پایینتر از مقدار فرض شده برای آن از طریق روند تغییرات گرادیان زمین گرمایی است و حتی از دمای کوری کانیهای فرومغناطیسی تجاوز نمی‌کند.

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 14:16 - 0 تشکر 232048


جو زمین


مقدمه
تاریخچه زمین تنها مطالب بسیار اندکی قبل از یک بیلیون سال پیش می‌داند، ولی پیرو یک رشته حوادث محتمل ارائه می‌شود. این نظریه از یک منطقه فعال پژوهشی به جا مانده است. اتمسفر امروزی گاهی به عنوان سومین اتمسفر شناخته می‌شود. چنانکه ترکیب شیمیایی از دو ترکیب قابل ملاحظه شیمیایی تشخیص داده شده است. اتمسفر اصلی مقدمتا از هلیوم و هیدروژن تشکیل شده بود و گرما آنرا از هم پاشاند. 


حدود 3.5 بیلیون سال پیش سطح زمین به اندازه‌ای سرد شد که پوسته آن شکل گرفت، به شدت بوسیله آتشفشانهایی که بخار ، دی اکسید کربن و بخار آمونیاک آزاد می‌کردند محصور شد. این باعث بوجود آمدن اتمسفر دومی شد که مقدمتا شامل دی اکسید کربن و بخار آب و همراه مقداری نیتروژن و بدون اکسیژن می‌شد. دومین اتمسفر به عنوان اتمسفر رایج 100 برابر اولین اتمسفر گاز داشت. بطور کلی این باور وجود دارد که پدیده گلخانه‌ای با بالا رفتن مقدار دی اکسید کربن باعث نگهداری زمین از یخ زدگی می‌شود.

در طول چند بیلیون سال بعد بخار آب از طریق متراکم شدن باعث بوجود آمدن باران و اقیانوسها شد که شروع به حل کردن دی اکسید کربن کرد. حدود 50% از دی اکسید کربن جذب اقیانوسها می‌شدند. فوتوسنتز گیاهان باعث باز شدن و تبدیل شدن دی اکسید کربن به اکسیژن می‌شد. بیشتر اوقات کربن زیادی در سوختهای فسیلی ، سنگهای رسوبی و پوست حیوانات محبوس است. چنانکه اکسیژن آزاد شده برای تشکیل نیتروژن با آمونیاک واکنش می‌دهد؛ افزون بر این باکتری می‌تواند آمونیاک را به نیتروژن تبدیل کند.

به نظر می‌رسد بیشتر گیاهان مهمترین عامل افزایش میزان اکسیژن هستند. در ابتدا با عنصرهای مهمی از جمله آهن ترکیب شده ، ولی سرانجام باعث انباشته شدن اکسیژن در جو و همچنین پیشرفت این نظریه شد. همراه با ظهور لایه اوزون موجودات مختلف از اشعه فرابنفش بهتر محافظت می‌شدند. این اتمسفر نیتروژن _اکسیژن سومین اتمسفر به حساب می‌آید.

دید کلی
جو زمین لایه‌ای از گازها است که که زمین را احاطه کرده‌اند که این گازها بوسیله جاذبه زمین نگهداشته شده‌اند. جو زمین شامل نیتروژن (78.1%) و اکسیژن (20.9%) همراه مقدار کمی از آرگون (0.9%) ، دی اکسید کربن (متغیر، ولی حدود 0.035%) ، بخار آب و دیگر گازها می‌شود. جو زمین موجودات روی زمین را از طریق جذب اشعه فرابنفش خورشید و کم کردن دمای بالای بین روز و شب محافظت می‌کند.

مرز دقیقی بین لایه‌های مختلف جو وجود ندارد، ولی جو به سرعت با افزایش ارتفاع رقیق می‌شود و هیچ مرز مشخصی بین جو و فضای خارج از جو وجود ندارد. 75% از جو زمین تا ارتفاع 11 کیلومتر از سطح سیاره وجود دارد. در ایالات متحده کسانی که به بالای 50 مایل (80 کیلومتر) سفر کنند فضانورد شناخته می‌شوند. ارتفاع 400000 پا (75 مایل یا 120 کیلومتر) جایی است که تأثیر قابل توجهی هنگام ورود به آن می‌گذارد. همچنین ارتفاع 100 کیلومتری یا 62 مایلی به عنوان مرز بین اتمسفر و فضا بطور مکرر استفاده می‌شود.

 دما و لایه‌های جوی

دمای جو زمین همراه با ارتفاع تغییر می‌کند؛ رابطه ریاضی بین دما و ارتفاع مابین لایه‌های مختلف جو متغیر است:


    * تراپوسفر ، 0- 7.17 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
    * استراتوسفر ، 7.17 - 50 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
    * مزوسفر ، 50 – 80.85 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
    * ترموسفر ، 80.85 - + 640 کیلومتر دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
    * اگزوسفر

      مرزهای بین این مناطق تروپوپوز ، استراتوپوز و مزوپوز نامگذاری شده‌اند. میانگین دمای جو در سطح زمین 14 درجه سانتیگراد است.

فشار

فشار جو نتیجه مستقیمی از وزن هواست. این به این معنی است که به همراه مکان و زمان تغییر می‌کند چون مقدار (و وزن) هوای بالای زمین به همراه مکان و زمان تغییر می‌کند. فشار جوی در اتفاع حدود 5 کیلومتری تقریبا به اندازه 50% سقوط می‌کند. میانگین فشار جو در سطح دریا حدود 101.3 کیلو پاسکال است. (حدود 14.7 پوند بر اینچ مربع)

جرم و جرم حجمی
جرم حجمی هوا در سطح دریا حدود 1.2 کیلو گرم بر متر مکعب است. این جرم حجمی با افزایش ارتفاع کم و به همین صورت فشار آن کاهش می‌یابد. مجموع جرم جو زمین در حدود 5.1 × 1018 کیلوگرم است که بخش بسیار ناچیزی از کل جرم زمین را تشکیل می‌دهد. جرم حجمی فشار جو زمین با افزایش ارتفاع تغییر می‌کنند. این تغییر تقریبا می‌تواند نمونه کاربردی Barometric formula باشد.

مناطق مختلف جوی
مناطق جوی به چند طریق نامگذاری می‌شوند:


* یونوسفر: منطقه‌ای که شامل یونها می‌شود: تقریبا مزوسفر و ترموسفر تا حدود 550 کیلومتر.
* اگزوسفر: بالای یونوسفر ، جایی که جو به طرف فضا رقیق می‌شود.
* لایه اوزون: یا اوزونوسفر ، حدود 10 - 50 کیلومتری جایی که اوزون استراتوسفری یافت می‌شود. باید توجه داشت در داخل این منطقه اوزون از نظر حجم یک عنصر فرعی است.

* مگنتوسفر: این منطقه جایی است که میدان مغناطیسی زمین با بادهای خورشیدی مقابله می‌کند. این لایه برای دهها هزار کیلومتر در فاصله زیادی از خورشید ادامه دارد.

* کمربندهای تشعشعی وان آلن: مناطقی هستند که ذرات از طرف خورشید متراکم می‌شوند.

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 14:25 - 0 تشکر 232052


شکل واقعی زمین

 زمین کروی


یکی از اندیشه‌های یونانیان قدیم این بود که زمین به شکل کره است. تصور کرویت زمین نخست در شمار اندیشه‌های فلسفی یونانیان بود. فیثاغورث ، فیلسوف بزرگ یونانی ، نخستین کسی است که این عقیده را در حدود سال 525 قبل از میلاد ابراز کرد. یونانیان ، کره را شکل کاملی پنداشتند و درستی این اندیشه را با مشاهدات خود نیز تحقیق کردند.


زمین قبل از کرویت

پیش از آنکه یونانیان نظریه کروی بودن زمین را مطرح کنند، اکثر مردم عوام معتقد بودند که زمین مسطح است. مثلا هندوها معتقد بودند که زمین مسطح بر شانه چهار فیل قرار دارد که به نوبه خود بر پشت چهار لاک پشت شناور در اقیانوسی بیکران ، ایستاده‌اند. مصریان باستان ، زمین را رب‌النوع کب می‌پنداشتند که به پهلو دراز کشیده و الهه نات بر روی آن خمیده است.


دلایل کرویت

در حدود سال 350 پیش از میلاد ارسطو ، دلیل قاطعی بر گرد بودن زمین ارائه کرد. موثرترین دلیل وی این بود که اگر کسی به طرف شمال یا به طرف جنوب مسافرت کند، در افق روبروی او ستارگان جدیدی ظاهر می‌شوند و در افق پشت سر او ستارگانی که قبلا دیده می‌شدند، ناپدید می‌شوند. ارسطو همچنین دلیل می‌آورد که کشتیها در هر جهت که از ساحل دور شوند، ابتدا دکل آنها ناپدید می‌شود.

از اینها گذشته مقطع سایه زمین بر ماه در هنگام خسوف ، بدون در نظر گرفتن وضع ماه ، همیشه به صورت یک دایره است. ارسطو می‌گوید همه این واقعیت‌ها فقط هنگامی می‌تواند درست باشد که زمین کروی باشد.

سیطره باور


در میان تحصیلکرده‌ها ، حتی در اوایل قرون وسطی ، هرگز تصور کروی شکل بودن زمین از بین نرفت. دانته شاعر ایتالیایی ، در کتاب خود ، کمدی الهی ، فرض کروی شکل بودن زمین را پذیرفته است.

محیط کروی زمین


اولین فردی که محیط زمین را دقیق اندازه گرفت، اراتستن (195-276 قبل از میلاد) ریاضیدان یونانی بود. او می‌دانست که در ظهر اواسط تابستان ، خورشید شهر سین ، واقع در جنوب خانه‌اش در اسکندریه مصر ، مستقیما درون چاه عمیقی می‌تابد. او در همان روز زاویه تابش خورشید بر فراز اسکندریه را 7.2 درجه اندازه گرفت. این زاویه برابر است با 1.50 کمان یک دایره. او می‌دانست که فاصله سین تا اسکندریه 772 کیلومتر است و بدین ترتیب محیط زمین را 50x772 یعنی 38600 کیلومتر محاسبه کرد. این رقم به عدد واقعی 40074 کیلومتر بسیار نزدیک است.


زمین بیضوی

تا قرن هفدهم زمین به شکل کره کامل فرض می‌شد. این تصور از 2000 سال پیش تا آن زمان بر افکار تسلط داشت. ولی اسحاق نیوتن با توجه به چرخش زمین به دور خودش (حرکت وضعی زمین) ، نتیجه متفاوتی بدست آورد. اسحاق نیوتن به متفاوت بودن سرعت سطح زمین در عرضهای جغرافیایی مختلف پی برد. او با قوانین خود نشان داد که هرچه چرخش سریعتر باشد، اثر گریز از مرکز بیشتر است، یعنی گرایش مواد به دور شدن از مرکز دوران بیشتر می‌شود.

از آنجا که سرعت در قطبها صفر است، پس اثر گریز از مرکز در قطبها تا استوا پیوسته افزایش می‌یابد. این بدان معناست که زمین در اطراف کمربند استوایی خود با شدت بیشتر رانده می‌شود. زمین مانند یک نارنگی در استوا برآمده و در قطبها فرورفته است. اسحاق نیوتن حتی فرورفتگی قطبها را حساب کرد و نتیجه گرفت که می‌بایستی در حدود 1.230 تمام قطر زمین باشد. این عدد به عدد واقعی نزدیک است.


تفاوتها

امروزه اندازه گیریهای دقیق نشان می‌دهد که قطر استوایی زمین 43 کیلومتر از قطر قطبی آن بیشتر است. در واقع ، قطر استوایی زمین 12756 کیلومتر و قطر قطبی آن 12713 کیلومتر است.

منبع: دانشنامه رشد

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 14:59 - 0 تشکر 232062

میدان مغناطیسی زمین

مقدمه

در هر نقطه‌ای در نزدیکی سطح زمین ، عقربه مغناطیسی آویزان از رشته یا واقع روی یک نقطه به ترتیب خاصی سمت گیری می‌کند (تقریبا در جهت شمال به جنوب). این واقعیت مهم به این معنا است که زمین میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند، مطالعه میدان مغناطیسی زمین برای مقاصد عملی و علمی از اهمیتی اساسی برخودار است. از زمانهای قدیم ، قطب نماها ، یعنی وسایلی بر اساس استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای سمت گیری نسبت به چهار جهت اصلی ، بکار گرفته می‌شدند. قطب نمای مرسوم شامل یک عقره مغناطیسی و یک صفحه مدرج است و در جهت یابیها کاربرد وسیعی دارد.

نصف النهار مغناطیسی
چون قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی زمین بر هم منطبق نیستند، عقربه مغناطیسی جهت شمال جنوب را فقط به تقریب معین می‌کند. در هر نقطه‌ای صفحه‌ای که عقربه مغناطیسی در آن قرار می‌گیرد صفحه نصف النهار مغناطیسی آن نقطه نامیده می‌شود، و خط مستقیمی که در امتداد آن ، این صفحه افقی یکدیگر را قطع می‌کنند نصف النهار مغناطیسی نام دارد.

انحراف مغناطیسی

زاویه بین جهتهای نصف النهارهای مغناطیسی و جغرافیایی را انحراف مغناطیسی می‌نامیم و معمولا با حرف یونانی φ نشان می‌دهیم. انحراف مغناطیسی در نواحی مختلف کره زمین متفاوت است. بسته به محل نقطه در سطح زمین ، قطب شمال عقربه مغناطیسی از سطح نصف النهار مغناطیسی به مغرب (W) یا مشرق (E) منحرف می‌شود، و از این رو انحراف مغناطیسی غربی یا شرقی است. مقیاس انحراف مغناطیسی در گستره‌ای از ˚0 تا ˚180 درجه مدرج می‌شود. معمولا انحراف شرقی با علامت مثبت و انحراف غربی با علامت منفی نشان داده می‌شود.
خطوط واصل نقاط دارای انحراف مغناطیسی مساوی که خطوط هم گوشه نام دارند، در جنوب و شمال قطبین مغناطیسی که مخالف قطبین جغرافیایی است، همگرا می شود. برخی از محققان ، عدم تطابق قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی را به توزیع نایکنواخت خشکی و آب در زمین توجیه می‌نمایند.
شیب مغناطیسی
خطوط میدان مغناطیسی زمین معمولا به موازات سطح زمین نیستند. این به ین معناست که القای مغناطیسی میدان زمین در سطحی افقی که از نقطه داده شده می‌گذرد قرار ندارد، بلکه زاویه معینی با این سطح نشان می‌دهد. این زاویه را شیب مغناطیسی (یا میل مغناطیسی) می‌نامند. میل مغناطیسی را با i نشان می‌دهند. میل مغناطیسی در نقاط مختلف سطح زمین متفاوت است.
ضمن حرکت از استوا به سوی قطبین ، شیب مغناطیس افزایش می یابد. خط واصل نقاط دارای شیب صفر استوای مغناطیسی نام دارد . استوای مغناطیسی ، استوای جغرافیایی را در دو نقطه، یکی با 169˚ طول شرقی و دیگری با ˚23 طول غربی به جنوب و در نیمکره شرقی به شمال منحرف می گردد. در قطبین مغناطیسی شیب به ˚90 می رسد.

اندازه گیری القای مغناطیسی میدان مغناطیسی زمین

    * اگر عقربه مغناطیسی را بتوان طوری قرار داد که بتواند آزادانه حول محورهای قائم و افقی حرکت کند تصور روشنی در مورد جهت میدان مغناطیسی|لقای مغناطیسی زمین در یک نقطه معین ارائه می‌دهد، این کار به کمک پایه معلق (پایه‌ای که عقربه مغناطیسی به طور معلق بر آن سوار شده است) انجام پذیر است. عقربه‌ای که به این ترتیب سوار شده باشد در امتداد القای میدان زمین مغناطیسی می‌ایستد.

    * انحراف مغناطیسی و میل مغناطیسی (زوایای φ و i) جهت القای مغناطیسی میدان زمین در نقطه مورد نظر را کاملا مشخص می‌کنند. فقط این باقی می‌ماند که مقدار عددی این کمیت را معین کنیم. فرض کنید که صفحه p ، صفحه نصف النهار مغناطیسی در یک نقطه معین است. در این صفحه ، القای مغناطیسی ، میدان مغناطیسی زمین B را می‌توان به دو مؤلفه تجزیه کرد. (مولفه افقی Bh و مولفه قائم Bv ). اگر زاویه i ( میل مغناطیسی ) و یکی از مؤلفه‌ها را بدانیم، می‌توان مولفه دیگر یا B را به سهولت محاسبه کرد. مثلا ، اگر بزرگی مؤلفه افقی Bh را بدانیم، از خواص مثلث قائم الزاویه داریم:

Bv = Bh + tan i و B = Bh/cos i

در عمل راحت‌تر است که مستقیما فقط مؤ لفه افقی میدان مغناطیسی را به دست آوریم. به این دلیل ، القای مغناطیسی میدان زمین در نقطه معینی از سطح زمین معمولا با مؤلفه افقی مشخص می‌شود.

سه کمیت مؤلفه‌های میدان مغناطیسی عبارتند از:

    * انحراف مغناطیسی
    * میل مغناطیسی
    * مقدار مؤلفه افقی بردار القای مغناطیسی

اندازه گیری مؤلفه‌های میدان مغناطیسی

    * اطلاع دقیق از مقادیر مؤلفه‌های میدان مغناطیسی در بیشترین نقاط ممکن سطح زمین از اهمیت بالایی برخوردار است. مثلا ، روشن است، برای اینکه ناخدا در هدایت کشتی و خلبان در پرواز هواپیما بتوانند از قطب نمای مغناطیسی استفاده کنند، باید در هر نقطه از مسیرشان انحراف مغناطیسی را بدانند. در واقع قطب نمای مغناطیسی جهت نصف النهار مغناطیسی زمین را معین می‌کند، در حالی که برای تعیین مسیر کشتی اطلاع از نصف النهار جغرافیایی لازم است.

    * انحراف مغناطیسی تصحیحی را فراهم می‌آورد که باید در قرائت قطب نما اعمال شود تا جهت شمال به جنوب واقعی تعیین شود. به این دلیل ، مطالعه منظم میدان مغناطیسی زمین در بسیاری از کشورها از اواسط قرن نوزدهم صورت گرفته است. بیش از 50 رصد خانه مخصوص مغناطیسی در تمام جهان توزیع شده‌اند و به طور مستمر درباره شرایط مغناطیسی زمین اطلاعاتی را فراهم می‌آورند.

    * در حال حاضر ، اطلاعات وسیعی در مورد توزیع مؤلفه‌های مغناطیسی زمین بر سطح کره زمین در دسترس است. از این اطلاعات چنین بر می‌آید که مؤلفه‌های میدان مغناطیسی زمین بنا بر محاسبات ویژه‌ای از نقطه دیگر تغییر می‌کنند و معمولا از روی طول و عرض جغرافیایی نقطه مورد نظر معین می‌شوند

از میدان مغناطیسی زمین چه استفاده‌هایی می‌شود؟
در دریانوردی و هوانوردی جدید ، دیگر قطب نمای مغناطیسی تنها وسیله‌ای برای سمت گیری و تعیین مسیر کشتی یا هواپیما نیست. برای این منظور وسایل دیگری نیز وجود دارد. با وجود این ، از اهمیت قطب نمای مغناطیسی به هیچ وجه کاسته نشده است. تمام کشتیها و هواپیماهای امروزی به قطب نمای مغناطیسی مجهزند. زمین شناسان ، شکارچیان و مسافران نیز از قطب نما خیلی استفاده می‌کنند. وجود میدان مغناطیسی زمین انجام پاره‌ای از بررسیهای مهم دیگر را میسر ساخته است. از آن جمله می‌توان از روشهای اکتشاف و مطالعه ذخایر آهن نام برد.

مغناطش خود بخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین

از مغناطش خودبخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین استفاده‌های زیادی می‌شود. از جمله در ساخت مینهای مغناطیسی است که در عمق معینی زیر سطح آب قرار می‌دهند و با عبور کشتی از بالای آنها منفجر می‌شود. ساز و کاری که باعث صعود مین به سطح و انفجار آن می‌شود وقتی عمل می‌کند که عقربه مغناطیسی که می‌تواند حول میله‌ای افقی بچرخد، بر اثر میدان مغناطیسی کشتی که از بالای مین می گذرد، بتواند بگردد. معلوم شده است که کشتی همیشه خودبخود آهنربا می‌شود.

آنچه باید بدانیم

    * از مدتها پیش (قرن شانزدهم) معلوم شده است که شبکه پنجره قائم به مرور زمان آهنربا می‌شود.

    * یکی از اولین پژوهشگران میدان مغناطیسی زمین ، گیلبرت (Gilbert) آزمایش زیر را در کتاب خود شرح داده است. اگر شخصی به یک میله آهنی که از شمال به جنوب قرار گرفته است با چکش بکوبد، میله آهنربا می‌شود.

    * در تدارک پرواز به قطب شمال ، بیشترین توجه به سمت گیری هواپیما در نزدیکی قطب مبذول می‌شود، زیرا قطبهای مغناطیسی معمولی در این فاصله به کلی از کار کردن باز می‌ماند و عملا بدون استفاده هستند.

 منبع: دانشنامه رشد اینجا و اینجا

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 15:7 - 0 تشکر 232063


تئوری تکامل زمین (از منظر زمینشناسی)


دید کلی

تکامل زمین تمام وقایعی را شامل می‌شود که پیش از تبدیل شرایط فیزیکی سطح آن به شرایط فعلی ، یعنی سطحی که بخشی از سنگ و بخشی از آب تشکیل شده و دمای متوسط آن اساسا از روی تشعشعات خورشیدی تعیین گردد، به وقوع پیوست. این شرایط سطحی همان مبنای آغاز زمان زمین شناسی می‌باشد. آغازی که به دنبال آن سطح زمین تحت تاثیر فرآیندهای هوا زدگی و فرسایش قرار گرفت. تکامل زمین هنگامی شروع شد که زمین به صورت یک پیکره مجزا در فضا شکل گرفت. اطلاح درستی از مدت زمان سپریشده در این دوره درست نیست.

پوسته زمین سه هزار و هفتصد میلیون سال عمر دارد و عمر زمین به عنوان یک پیکره سیاره‌ای مجزا به 4600 میلیون سال می‌رسد. عقیده بر این است که زمین از همان موادی تشکیل گردید که خورشید و سایر سیارات را بوجود آورند. یکی از شواهد موجود ، بر صحت نظریه تجمع زمین از ذرات جامد دلالت دارد. بدین ترتیب که نه تنها گازهای سبک از فراوانی کمی برخوردار می‌باشند، بلکه گازهای سنگین نیز فراوانی ناچیزی دارند. بر مبنای فرضیه تجمع ، اتمسفر زمین در اثر آزاد شدن گازهایی که در ذرات جامد به صورت ترکیب شیمیایی حضور داشتند، تشکیل شده است.
تشکیل هسته زمین
ساختار درونی زمین با چینه‌بندی مشخص آن از نظر چگالی ، حکایت از آن دارد که در تاریخ زمین دوره‌ای اولیه وجود داشته است که طی آن گرم شدن زمین باعث ذوب آهن فلزی گردیده و در اثر تجمع گرانشی مذاب آهن ، هسته تشکیل شده است.

مرحله پس از تجمع زمین
مرحله پس از تجمع زمین ، مرحله گرم شدن عمدتا به وسیله رادیواکتیویته بوده است. تولید حرارت رادیوژن زمین در 4.5x109 سال پیش حداقل هفت برابر تولید حرارت امروز بوده است. بخش بزرگی از این حرارت بوسیله @ تولید شده است. در این شرایط ، زمین نسبتا همگن و تفریق نشده ، تقریبا به سرعت گرم شده است. بر این اساس ، دمای زمین ظرف 600 میلیون سال باید در عمقی چند صد کیلومتری ، به دمای ذوب آهن رسیده باشد. در این مرحله ، تغییری در رژیم صورت گرفته و منحنی‌های زمانهای پس از آن ، هنوز مشخص نشده‌اند.

با حرکت آهن آزاد که تقریبا یک سوم جرم کل زمین را تشکیل می‌دهد، به طرف مرکز آن ، نظام این سیاره بطور کلی دچار تغییر گردید. بدین ترتیب که ضمن فرو رفتن نامتقارن آهن ، بخشهای سبکتر مواد سیلیکاتی نیز بطور نامتقارنی بالا آمده و دچار ذوب نسبی ، واکنش مواد جامد با مذاب و به دنبال آن تبلور تفکیکی می‌شدند. در این شرایط جای تعجب نخواهد بود که سنگهای قدیمی‌تر از 4x109 سال در پوسته زمین ، یافت نشوند، زیرا تشکیل قطعات پوسته‌ای ضخیم و پایدار می‌باید در انتظار می‌ماند تا فعالیت رادیواکتیو در اثر واپاشی عنصر کاهش یافته و بخش اعظم جبه نیز جامد شود.

چگونگی تشکیل پوسته
عقاید متفاوت بسیاری در این مورد وجود دارد. بر اساس یکی از این عقیده‌ها ، قاره‌های اولیه ، محصول نهایی انجماد پوسته می‌باشند. بر مبنای این نظریه ، فرآیند تفریق در اثر تبلور که قبلا به صورت جدایش پوسته بازالتی از جبه پریدوتیتی صورت گرفته بود، گامی پیشتر برداشته و در اثر آن هسته‌هایی قاره‌ای ، به صورت توده‌های الوار مانند و عمدتا متشکل از کوارتز و فلدسپار (و یا به عبارت دیگر ترکیب شیمیایی گرانیتی و گرانودیوریتی) بوجود آمدند. توزیع نامتقارن قاره‌ها و اقیانوسها احتملا در اثر تولید نامتقارن قطرات بزرگ آهن بوده است.

اولین نوع قاره در منطقه‌ای در بالای اولین قطره فرو رونده تشکیل می‌شود و منطقه واقع در قطب مقابل آن نیز به صورت اقیانوس باقی می‌ماند. شواهد موجود حاکی از آن است که تشکیل پوسته پایدار فرآیندی سریع و تمام کننده نبود. فاصله زمانی بین سن زمین و سن قدیمی‌ترین سنگهای آن فاصله قابل توجهی است. ناپایداری شدید پوسته‌ای در این فترت زمانی وجود داشته است. بخشی از هسته‌های قاره‌ای اولیه احتمالا ، دچار ذوب مجدد شده و پیش از اینکه اندازه و ضخامت آنها به حدی برسد که بتوانند در مقابل بلعیده شدن به وسیله لایه مذاب زیرین مقاوت کنند، چندین بار رشد کرده و از بین رفته‌اند. در هر حال ، حدود 3.5x109 سال پیش الگوی هسته‌های قاره‌ای و حوضه‌های اقیانوسی احتمالا جایگاه اصلی خود را یافته‌اند.

منشا اتمسفر و هیدروسفر
رشد زمین از طریق تجمع در ابری متشکل از غبار خورشید ، نمایانگر یک اتمسفر اولیه برون اکسیژن است. این اتمسفر احتمالا ، بیشتر از هیدروژن ، ازت ، بخار آب ، متان و آمونیاک و در صورت کم بودن مقدار هیدروژن احتمالا از دی‌اکسید کربن و ازت تشکیل شده بود. کشش ثقل زمین آنقدر نیست که بتواند گازهای هیدروژن و هلیم را در میدان گرانشی خود حفظ کند، در نتیجه هیدروژن و هلیم موجود نیز به تدریج در فضای بیرونی پخش خواهند شد.

تصور بر این است که تکوین اتمسفر اولیه به اتمسفر امروزی که عمدتا از ازت تشکیل شده است، با از هم‌پاشی فتوشیمیایی بخار آب به وسیله تشعشعات خورشیدی آغاز گردیده و به موجب آن اکسیژن آزاد ، تولید شده است. پس از تشکیل اکسیژن ، گاز متان موجود ، اکسید شده و تبدیل به دی‌اکسید کربن و آب می‌شود. واکنشهای فتوشیمیایی دیگر ، باعث تولید ترکیبات پیچیده‌تر آلی شده و در نهایت منجر به ایجاد سیستمهای تولید مثل کننده ، یا به عبارت دیگر ماده زنده شده‌اند.

قدیمی‌ترین سنگهای رسوبی اکثرا از کنگلومراها ، ماسه سنگها و شیلها تشکیل یافته و دارای سیماهایی هستند که نشان می‌دهد شرایط اتمسفر و هیدروسفر با شرایط امروزی تفاوت بسیاری داشته است. 

 منبع: دانشنامه رشد

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 15:15 - 0 تشکر 232064


تئوری انقباض زمین


بر اساس این نظریه ، زمین در ابتدای تشکیل ، دمای زیادی داشته و پس از آن مرتبا سرد شده و ضمن آن ، لایه بندی داخلی زمین بوجود آمده است. بدین ترتیب از آنجا که زمین دائما در حال انقباض است، لذا قسمتهای درونی آن تحت کشش و قسمتهای بیرونی ، یعنی پوسته تحت فشار قرار دارد و این فشار باعث تشکیل چین‌ها ، کوهها و گسل‌ها در پوسته زمین شده ‌است.

تاریخچه تئوری انقباض زمین

این نظریه در سال 1847 توسط جیمز دانا James Dana در آمریکا در سال 1852 توسط بیومونت Beaumont در اروپا بطور مستقل از هم بیان شد. لتیلتون در سده بیستم احیای کننده این نظریه بود و بر مبنای برآوردهای وی شعاع زمین از زمان تشکیل تاکنون 300 تا 400 کیلومتر کاهش یافته است.
تصویر     

اساس تئوری انقباض زمین

اساس این تئوری بر مبنای سرد شدن تدریجی زمین و انقباض آن است و آهنگ سرد شدن ، ساز و کاری برای کوهزایی محسوب می‌شود. از آنجایی که مشخصات پوسته در قاره‌ها و دریاها متفاوت است لذا در فصل مشترک این دو ، بیشترین احتمال چین خوردگی وجود دارد. بعد از اینکه اولین مرحله چین خوردگی به اتمام رسید، دوره آرامش شروع شده و در مرحله بعد باز هم ، فشار وارده بر پوسته به ایجاد چین خوردگیهای جدید شده است.

بر اساس برآورد لتیلتون تغییرات فازی در مرز هسته و گوشته در هر نوبت 70 کیلومتر از شعاع زمین کاسته است و این انقباض باعث کاهش مساحت سطح زمین و در نتیجه تشکیل رشته کوهها می‌شود. پریدهای انقباضی از هر 100 میلیون سال یکبار رخ می‌دهند و این فاصله زمانی با رخدادهای کوهزایی زمین تا حدودی سازگاری دارد.

ایرادهای تئوری انقباض زمین

بر اساس این تئوری می‌توان تشکیل رشته کوهها را در وسط سپرهای پایدار توجیه نمود، ولی این تئوری توضیحی برای مناطق زاینده و کششی و نیز جابجایی زیاد قاره‌ها ندارد. آهنگ سرد شدن زمین به حدی نیست تا جوابگوی کوتاه شدگیهای در مقیاس دهها کیلومتر را توجیه نماید و ضمنا توضیحی برای زونهای ریفتی ، پشته‌های میان اقیانوسی و گسلهای نرمال ندارد. به علاوه دلایل زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد زمین از مدتها پیش سردتر نشده است.

نظریه انبساط زمین


دید کلی

امروزه ثابت شده است که مقدار حرارتی که از تجزیه مواد رادیواکتیو در قشر جامد زمین تولید می شود معادل یا بیشتر از حرارتی است که به وسیله تشعشع ممکن است از زمین خارج شود. طرفداران نظریه انبساط کره زمین پا را فراتر نهاده و معتقدند که مقدار حرارت حاصل از تجزیه مواد رادیواکتیو، خیلی بیشتر از حرارت (پرتوافکنی) زمین است و بدین جهت مرتبا حرارت زمین اضافه می شود.

شواهد مربوط به انبساط زمین

در سال 1937 فیزیکدانان نظری معتقد بودند که با گذشت زمان و در طی انبساط کیهان، ثابت گرانش جهانی در حال کاهش است. از آنجا که ثابت گرانش بطور مستقیم بزرگی نیروی گرانشی بین اجرام سیاره ای را کنترل می کند، بنابراین کاهش آن، کم شدن تدریجی نیروهای جاذبه زمین اجرام و افزایش شعاع زمین را در پی خواهد داشت. برای این منظور در ابتدا انبساطی معادل 2000 کیلومتر پیشنهاد شد ولی امروزه فیزیکدانان فقط انبساطی در حدود 100 کیلومتر را امکانپذیر می دانند و این میزان انبساط ناشی از کاهش G جهانی فقط پاسخگوی افزایش سطحی معادل 5 یا 6 درصد است که برای توجیه جابجایی قاره ها کافی نبوده و بسیار اندک است. از طرفی انبساط ناشی از گرمای حاصل از عناصر رادیواکتیو نیز در نظر گرفته شده است. اگرانبساط تنها ناشی از این سازوکار باشد، تنها می توان افزایش در حدود چند ده کیلومتر داشته باشد. در نظریات جدید انبساط سریع از زمان شکسته شدن پانژه آ درنظر گرفته می شود. براساس این مدل آهنگ انبساط زمین (شعاع زمین) 6 میلی متر در سال تخمین زده شده است.

نقاط قوت و ضعف این تئوری

این تئوری قادر به توضیح زونهای کششی از جمله شکافهای وسط اقیانوس، ریفتهای درون قاره ای و گسلهای نرمال می باشد ولی از توجیه زونهای همگرا در سطح زمین عاجز است. از پیامدهای این تئوری آن است که در صورت میزان انبساط پیشنهادی، دمای سطحی زمین آنقدر بالا می رود که تشکیل حیات بر روی آن امکانپذیر نمی باشد. در اثر انبساط مداوم حوضه های اقیانوسی متعددی تکمیل می شود که آب بایستی آنها را پر کند ولی شواهد نشان می دهد که در بیشتر دوره ها، رسوبات کم عمق دریایی برجای گذاشته شده است. همچنین محاسبه ممان اینرسی قدیمی یکی از مهمترین دلایل رد تئوری انبساط زمین است. سیستم ماه- زمین و اثر کشندی سال در گذشته بایستی بیشتر از امروز بوده باشد و با مطالعه بر روی حلقه رشد مرجانها که به شدت تابع تغییرات طول شبانه روز است، مشخص شده است که طول روزهای سال در زمان دونین میانی روز بوده است. افزایش میانگین طول روز تا میزان امروزی حدود 24 ثانیه در میلیون سال بوده است. این اطلاعات نشان می دهد که میزان گشتاور زاویه ای در دونین 4/99 تا 9/99 درصد امروزی بوده است که با خطای محاسبات عملا قابل صرفنظر کردن است. روشهای دینرینه مغناطیس نیز بر علیه تئوری انبساط زمین هستند و نیز اگر اشتقاق قاره ها در اثر انبساط زمین باشد، دیگر نیازی به زونهای فرورانش نبود در حال حاضر بیشترین جدایش و توسعه در جهت شرقی- غربی رخ می دهد و اگر این الگو حاصل انبساط زمین باشد، افزایش تدریجی بایستی باعث برآمدگی استوا گردد ولی عملا چنین نیست.
منبع: دانشنامه رشد اینجا و اینجا

 ما مي توانيم ....

پنج شنبه 25/6/1389 - 15:27 - 0 تشکر 232070


عمر زمین


دید کلی

از روزی که انسان برای نخستین بار شروع به نوشتن افکار خود کرد، پیوسته نگران موقعیت خود در عالم لایتناهی بوده است. لیکن تا سال 1788 و نوشته‌های «جیمز هاتن» ، مفهوم زمان تقریبا نامحدود ، تنها برای انسان دارای معنا بود و زمین صرفا در یک چارچوب موقتی مورد نظر قرار می‌گرفت. در اندیشه انسان قرون وسطی ، زمین از نظام بسته‌ای تشکیل می‌شد که از آغاز آن چندان وقتی نمی‌گذشت و عاقبت آن هم چندان دور نبود.

تاریخچه تخمین عمر زمین

از آنجایی که زمان غیر قابل لمس است، تصور ابعاد زمان نیاز به بصیرت ذهنی داشت که طبیعت ‌گرایان قرن هفدهم قادر به پذیرش آن نبودند، بنابراین نگرش قرون وسطایی کوتاه بودن زمان دنیوی همچنان باقی ماند. محققین مسیحی آن زمان بطور کلی می‌پنداشتند که سن زمین در حدود 6000 سال است، رقمی که بر اساس قبول نوشته‌های باستانی عبرانی قرار است.

سیر تحولی و رشد

تخمین عمر زمین از مدتهای بسیار طولانی فکر دانشمندان را به خود مشغول کرده بود. دانشمندان مختلف سعی داشتند با روشهای مختلفی سن کره زمین را تخمین بزنند که از آن جمله می‌توان تخمین عمر زمین را بر اساس شوری آب اقیانوسها و محاسبه میزان رسوبگذاری ذکر کرد. در سال 1897 ، فیزیکدان معروف «لرد کلوین» (Lord Kelvin) قدمت و عمر زمین را به این صورت تعریف نمود که زمین در ابتدا به حالت مذاب بوده و بعد سرد شده است. وی همچنین اظهار نظریه‌هایی را بر اساس فرضیه‌هایی در مورد منشأ و مبدا حرارت خورشید به عمل آورد و ادعا کرد زمین سنی در حدود 20 الی 40 میلیون سال دارد.

در اوایل قرن بیستم ، «رادرفورد» (Ruther Ford) و «هولمز» (Holmes) در انگلیس و «بولتوود» (Boltwood) در آمریکا دریافتند که تجزیه عناصر ناپایدار جهت تولید ایزوتوپهای رادیوژنیک می‌توانند برای تعیین سن کانیها و سنگهای پوسته کره زمین مورد استفاده قرار گیرند. ولی روشها و تکنیکهای تحلیلی در آن زمان آنقدر دقیق نبود که بتواند مقدار ایزوتوپهای رادیوژنیک موجود در سنگها را تعیین نماید. در نتیجه منحصرا بعد از سال 1950 که اسپکترومتر (Spectrometer) اختراع گردید، تعیین سن سنگها به طریق ایزوتوپی معمول گردید از این مقاله سعی می‌شود تا روشهایی را که از ابتدا برای برآورد عمر زمین مورد استفاده قرار گرفته، مورد بحث قرار دهیم و در نهایت به روشی که امروزه استفاده می‌شود و دقیقتر است، اشاره کنیم.

تخمین عمر زمین بر اساس شوری آب اقیانوسها

در سال 1715 «ادموند هالی» (Edmond Halley) ، منجم انگلیسی ، این مطلب را پیش کشید که سن زمین را می‌توان از روی مقدار شوری آب اقیانوسها محاسبه کرد. عملا نقشه این بود که مقدار شوری آب دریاها را با دقت تمام محاسبه و سپس عمل را ده سال بعد تکرار کنند، با محاسبه مقدار ازدیاد شوری آب در هر ده سال می‌توان زمان لازم برای تحصیل شوری آب فعلی را از آبهای شیرین اولیه بدست آورد. اگر هم چنین آزمایشی انجام شده باشد، هیچ ازدیادی در شوری آب اقیانوسها دیده نشد.

در اواخر قرن نوزدهم بعضی محققان با تجدید نظر در روش فوق و با تجزیه شیمیایی آب رودخانه‌ها ، مقدار سدیم اضافه شده به دریاها در هر سال توسط رودخانه‌های دنیا را محاسبه کردند. با دانستن حجم تقریبی آب اقیانوسهای امروزی و فرض اینکه آب اقیانوسهای اولیه شیرین بوده است و میزان ازدیاد سدیم توسط رودخانه‌های امروزی میانگینی برای تمام زمان زمین شناسی است، آنها زمان لازم برای تحصیل غلظت سدیم و شوری امروزی را محاسبه کردند. سرانجام نتیجه‌گیری کردند که از روز اولی که آب برای نخستین بار بر روی سطح زمین متراکم شد، 90 میلیون سال می‌گذرد. امروزه ما می‌دانیم که تخمین هالی از سن اقیانوسهای زمین به مراتب کمتر سن واقعی آنهاست. دلیل عمده آن هم این است که او تعویض سدیمی را که میان آب دریا و سنگهای پوسته کره زمینی صورت می‌گیرد، بسیار ناچیز می‌پنداشت.

تخمین عمر زمین بر اساس میزان رسوبگذاری

هر که سنگهای رسوبی را مطالعه کرده باشد، می‌داند که طبقه‌ای ضخیم از ماسه سنگ می‌تواند در عرض یک روز ته‌نشین شود یا لایه نازک گل رسی که روی آن قرار می‌گیرد، ممکن است برای ته‌نشین شدن به 100 سال زمان نیاز داشته باشد و سطح طبقه بندی میان آنها ممکن است نماینده مدت زمانی بیش از مجموع آنها باشد. برای ضخامت معینی از طبقات رسوبی میانگینی برای میزان رسوبگذاری وجود دارد. اگر تغییرات مهمی در شرایط محیط رسوبی رخ ندهد و فرسایش نیز در امر رسوبگذاری وقفه ایجاد نکند، ضخامت طبقات کم و بیش متناسب با زمان سپری شده خواهد بود.

زمین شناسان اواخر قرن نوزدهم تصور می‌کردند که می‌توانند در صورت تخمین میزان ته‌نشست در محیطهای رسوبی امروزی ، زمان مشخص شده توسط واحدهای سنگهای قدیمی مشابه را نیز معین کنند. آنها همچنین تصور می‌کردند که در صورت تعیین ضخامت کل طبقات رسوب کرده در گذشته ، خواهند توانست کل زمان زمین شناسی طی شده را تخمین بزنند.

تخمین عمر زمین بر اساس سرد شدن کره زمین

در بسیاری مناطق درجه حرارت معادن عمیق ازدیاد محسوس و یکنواختی را بر حسب ازدیاد عمق نشان می‌دهد. این افزایش حرارت نشان می‌دهد که دما از درون گرم زمین به طرف قسمت سرد خارجی آن جریان دارد و از پوسته زمین متصاعد می‌شود. این اتلاف گرما قابل اندازه گیری است و منطق « کلوین » (Kelvin) استدلال می‌کرد که اگر زمین با از دست دادن حرارت ، تدریجا در حال خنک شدن است، پس در زمان گذشته می‌بایست گرمتر بوده باشد. کلوین این پدیده را به صورت اتلاف حرارت از یک حالت مذاب اولیه در نظر گرفته بود و با مطالعه میزان جریان حرارت امروزی نشان داد که از نظر زمان زمین شناسی ، مسلما مدت زیادی از زمانی که زمین در حالت مذاب بوده، نگذشته است.

این زمان ظاهری تبلور پوسته جامد زمین ، حداکثر قدرت ممکن را برای حیات ، آنگونه که ما می‌شناسیم، مشخص کرد. عدم دسترسی به جزئیات مربوط به نقطه ذوب سنگها و هدایت گرما تحت شرایط حرارت و فشار زیاد ، مانع ارزیابی دقیق زمان تبلور می‌شد، لکن مدت تعیین شده بسیار کم بود. بر این اساس زمانی که کلوین بدست آورده بود، 100 میلیون سال بود.

مواد رادیواکتیو

بعضی از مواد معدنی دارای خاصیت رادیواکتیو هستند، بدین معنی که از خود سه نوع اشعه خارج می‌سازند. اشعه خارج شده یا دارای بار الکتریکی مثبت است، که در این صورت به نام پرتو آلفا خوانده می‌شود و یا دارای بار اکتریکی منفی است که اشعه بتا خوانده می‌شود. نوع سوم اشعه که نزدیک به اشعه ایکس است، از نظر الکتریکی خنثی است و به نام اشعه گاما خوانده می‌شود. در اثر صدور این ذرات ، به مرور جسم به مواد دیگر تبدیل می‌شود.

مدت زمانی را که جهت نصف شدن اتمهای اولیه لازم است، به نام زمان نیم عمر می‌خوانند. زمان نیم عمر اجسام مختلف ، متفاوت است و از چند ثانیه تا چند میلیارد سال تغییر می‌کند. سنگهای تشکیل دهنده زمین معمولا حاوی یک یا چند ماده رادیواکتیو نظیر اورانیوم ، رادیوم ، توریوم و پتاسیم و... هستند. با در دست داشتن سرعت تجزیه و اندازه گیری مقدار اولیه و ماده تبدیل شده موجود در نمونه ، می‌توان زمانی را که از تجزیه نمونه می‌گذرد، بدست آورد و بر اساس همین روش است که سن زمین تعیین شده است.

تخمین سن زمین بر اساس سنگهای آسمانی

قسمت اعظم و در ضمن قدیمیترین بخش تاریخ زمین شناسی را بخش پرکامبرین تشکیل می‌دهد که معمولا از نظر سنگ شناسی مشخص است و می‌توان سنگهای متعلق به آن را را تشخیص داد. آزمایشات مختلف بر روی سنگهای این بخش ، اعداد متفاوتی را بدست داده که کمترین آنها 600 میلیون سال و بیشترین آنها 3.5 میلیارد سال است. اگر تصور کنیم که پرکامبرین از 3.5 میلیارد سال پیش شروع شده ، زمان تشکیل زمین مسلما از این عدد بیشتر است و بنابراین برای تعیین سن زمین از عوامل دیگر نیز بایستی کمک گرفت.

یکی از این عوامل ، سنگهای آسمانی است. از آنجا که مطابق تمام نظریات موجود ، تشکیل زمین و سایر سیارات منظومه شمسی همزمان بوده است، با تعیین سن این سنگها می‌توان سن واقعی زمین را بدست آورد. حداکثر سنی که تا به حال برای سنگهای آسمانی بدست آمده 4،6 میلیارد سال بوده است. یکی دیگر از عواملی که به تعیین سن زمین کمک می‌کند، نمونه‌هایی است که از ماه گرفته شده و بر اساس تجزیه نمونه‌های مذبور عددی نظیر عدد فوق برای آنها حاصل شده است. بدین ترتیب می‌توان عدد 4،6 میلیارد سال را برای سن زمین در نظر گرفت.

نابودی زمین


مقدمه

عواملی وجود دارند که ممکن است در آینده باعث نابودی و یا تغییر در شرایط اقلیمی و از بین رفتن حیات در کره زمین شوند. بعضی از این عوامل که زائیده دست بشر است تا گذشته‌های ‌خیلی نزدیک اهمیت چندانی نداشت ولی امروزه نمی‌توان از آنها چشم پوشی کرد ، مثلا قطعه درختان جنگلی و افزایش دی‌اکسید کربن اتمسفر و سوراخ شدن لایه ازن. عوامل دیگری نیز وجود دارند که آدمی نمی‌تواند آنها را کنترل کند و این عوامل طبیعی ممکن است که در آینده باعث نابودی کره زمین شوند. در این مقاله سعی می‌شود تا حدودی به شرح این عوامل بپردازد.

شکار بی رویه حیوانات ممکن است که باعث نابودی آنها شود مثلا شکار ماموتها‌ توسط انسان با از بین رفتن نسل این حیوان شده است و امروزه فقط اجساد باقیمانده این جانور عظیم الجثه را در میان یخهای سیبری می‌توان پیدا کرد. از میان دیگر قربانیها به پرنده قطبی اوک (Auk) باید اشاره کرد که طی 150 سال اخیر شکار گردیده و کلا نابود شده است و روند شکار پارهای ‌جانوران دیگر نیز بسیار خطرناک و هشدار دهنده است. قطعه درختان جنگلی ، پاکسازی بیشه را رها و گسترش کشتزارها و توسعه روز افزون شهرها را نیز باید از جمله عوامل دانش و گریزاندن جانوران از دادگاه خویش به شمار آورد.

آلودگی محیط زیست

مساله آلودگی محیط نیز بسیار جدی و سه طور فزآیندهای ‌خطرناک و هشدار دهنده است. مقدار دی‌اکسید کربن موجود در جو زمین هماهنگ با پیشرفت صنایع به شدت رو به فزونی است و ارائه آن زیانها‌ی جبران ناپذیری به همراه خواهد داشت. بیشتر افزایش دی‌اکسید کربن در جو ناهید موجب گردیده تا دمای سطحی سیاره مزبور به حدود 540 درجه سانتی گراد بالا رود و ان را به جهنمی سوزان مبدل سازد. پاره‌های ‌فعالیتها‌ی صنعتی نوین موجب می‌گردد که میزان دی‌اکسید کربن کره مسکونی ما نیز فزونی یابد و دگرگونی خطرناکی را در اقلیم زمین باعث گردد. کشور آمریکا بزرگترین کشور آلوده کننده زمین می‌باشد که به تنهایی در حدود 40 در صد از دی‌اکسید کربنی که وارد جو زمین می‌شود را تولید می‌کند.

جنگ اتمی

تهدید کننده‌ترین خطرات ، احتمال وقوع جنگ جهانی و کاربرد سلاحهای اتمی است. تاثیر جنگ افزارهای اتمی و عدم کنترل صحیح مواد رادیواکتیو نه تنها به نابودی انسان و دیگر موجودات کنونی زمین می‌انجامد بلکه امکان تجدید حیات از سیاره خاکی را نیز برای همیشه از بین خواهد برد.

تاثیر خورشید

به جز موارد قبلی که زائیده دست انسان است، رویدادهای دیگری نیز وجود دارد که از توان کنترل آدمی به دور است. حیات زمین کاملا به خورشید وابسته است و هر گونه تغییری درباره آن ولو خیلی ناچیز هم که باشد به ضایعات مرگباری مبدل می‌گردد و اثرات ، مطلوبی به جای می‌گذارد. آب و هوای زمین طی عصر یخبندان کوچک یعنی حدود قرن هفدهم میلادی بطور کاملا محسوس سردتر از امروزه بوده است. بین سالهای 1850 تا 1940 دوره نسبتا گرمی جایگزین آن گردید، اما این که دوره سرد احتمالا یخبندان بعدی کی آغاز خواهد شد، معلوم نیست و هیچگونه شواهدی دال بر این که شرایط معتدل کنونی تا چه زمان به درازا خواهد کشید در دست نداریم.

گذشته‌ها‌ نشان داده که دورهها‌ی میان دو یخبندان گاه به بیش از ده هزار سال به درازا کشیده است ولی در هر صورت مسلم این است که دوره یخبندان دیگری در پیش خواهیم داشت. بدون تردید انسان با اتکا به نیروی تفکر و اندیشه که از ویژگیهای او به شمار می‌آید از این مهلکه جان سالم به در خواهد برد، ولی در عین حال باید گفت که این مبارزه به قیمت کاهش جمعیت جهان تمام خواهد شد.

برخورد سنگهای آسمانی

خطر ناشی از برخورد سنگهای آسمانی با زمین را نیز نباید از قطر دور داشت گرچه تصادف سنگهای آسمانی به نابودی زمین نخواهد انجامید ، اما دگرگونیهایی را در شرایط اقلیمی زمین موجب خواهد شد، سرنوشت دایناسورها می‌تواند گواهی بر این ادعا باشد. گفته می‌شود که دایناسورها در اثر برخورد سنگ آسمانی بسیار عظیمی منقرض شده‌اند. سنگهای آسمانی که به زمین برخورد می‌کنند در بدو پیدایش زمین بسیار زیاد بوده است و رفته رفته از تعداد آنها و نیز اندازه آنها کاسته شده است. همچنین این سنگها وقتی به جو زمین برخورد می‌کنند در اثر اصطکاک سوخته می‌شوند و اندازه آنها بسیار کوچک می‌شود و حتی ممکن است به صورت گرد و غبار در آیند و به زمین نرسند.

واژگونی قطبها‌ی مغناطیسی زمین

واژگونی قطبها‌ی مغناطیسی زمین نیز ضایعه ساز خطرناکی به شمار می‌آید. این دگرگونی در زمانی آغاز خواهد شد که اثرات فعلی میدان مغناطیسی زمین متوقف شود در خاصیت مگنتوسفر (Magnetosphere) که نقش سیر محافظ زمین را به عهده دارد زایل شود و راه را بر روی پرتوهای کیهانی بگشاید و صحنه حیات بخش زمین را میدان تاخت و تاز اشعه مرگبار کیهانی قرار دهد. دانشمندان اثبات کرده‌اند که هسته داخلی زمین که جامد است در حال بزرگ شدن است یعنی به اندازه آن افزوده می‌شود و از اندازه هسته خارجی مایع کاسته می‌شود. در اثر بزرگ شدن هسته جامد زمانی می‌رسد که دیگر هسته مایعی وجود نخواهد داشت و در این هنگام مغناطیس زمین بکلی از بین خواهد رفت. زیرا همانگونه که می‌دانیم هسته خارجی و داخلی به عنوان یک دینام عمل می‌کنند و باعث ایجاد میدان مغناطیسی زمین می‌شوند.

وقتی که خورشید بمیرد ...

در قانون طبیعت عمر ابدی مفهومی ندارد و طبیعتا برای خورشید هم استثنا قائل نخواهد شد. هیدروژن کره گرم و حیاتبخش خورشید نیز سرانجام روزی به پایان خواهد رسید و دگرگونیهایی در ساختار آن پدید خواهد آمد. توده مرکزی آن جمع و گداخته می‌گردد و توده‌ها‌ی سطحی باد کرده و متورم و سرد می‌شود و خورشید ما را به ستاره سرخ عظیمی مبدل می‌سازد.

این فعل انفعالات بازده حرارتی خورشید را برای مدتی لااقل صد بار بیشتر از بازده حرارتی امروزی بالا خواهد برد و حتی اگر کره زمین جان سالم به در برد، خصیصه حیاتی آن برای ابد از میان خواهد رفت. طی این تحولات اقیانوسها‌ به جوش آمده و آب آنها تبخیر خواهد شد. جو آن که نسبت به وضع فعلی به شدت دگرگون گردیده است پراکنده می‌گردد و دنیای پرتلاش و امیدوار کننده انسان را به دیار خاموشان مبدل می‌سازد.

پایان عمر زمین چه زمانی است؟

خوشبختی در آن است که این رویدادها حداقل زودتر از 4000 میلیون سال دیگر و شاید هم بیشتر به وقوع نخواهد پیوست. گفتن این که حیات ذی شعور انسانی تا ادوار بعدی همچنان باقی خواهد ماند، جرات می‌خواهد. نیروی تفکر و اندیشه انسانی که تاکنون از ویژگیها‌ی آدمی محسوب می‌گردد، شاید مسائل بسیاری را پاسخگو باشد اما این که آیا جوابگوی رویدادهای غیر قابل پیش بینی نیز خواهد بود یا نه ، خود مساله‌ای ‌است. ولی در هر حال انسان بایستی به اتکا نیروی خود از هیچ تلاشی برای ادامه حیات و بقای خویش فرو گذار نباشد و از تباه سازی محیط زیست خود سخت بپرهیزد.

 ما مي توانيم ....

برو به انجمن
انجمن فعال در هفته گذشته
مدیر فعال در هفته گذشته
آخرین مطالب
  • آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
    آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
  • بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
    جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
  • اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
    خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
  • اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
    پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
  • نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
    اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.
  • وبگردی