مقالات تخصصی

دوره های زمین شناسی

زمین زیست پذیر
زمین شناسان مدت ها تصور می کردند شرایط ناپایدار و سوزان زمین پس از تولدش در ۵/۴ میلیارد سال پیش، تنها با گذشت زمان و در حدود ۸/۳ میلیارد سال پیش متعادل و زیست پذیر شده است.
زمین شناسان مدت ها تصور می کردند شرایط ناپایدار و سوزان زمین پس از تولدش در ۵/۴ میلیارد سال پیش، تنها با گذشت زمان و در حدود ۸/۳ میلیارد سال پیش متعادل و زیست پذیر شده است. حدود ۵/۴ میلیارد سال پیش، اقیانوس های ماگما سطح «زمین گداخته» را پوشانده بودند. زمین در معرض برخوردهای پیاپی اجرامی جوان قرار داشت که در هر برخورد سطح ناپایدار آن را متلاشی می کردند و همه چیز ذوب یا بخار می شد. با فرو رفتن آهن سنگین در اقیانوس های ماگما، هسته فلزی هم به تدریج تشکیل شد و در اعماق زمین فروپاشی عناصر رادیواکتیو، گرمایی شش برابر گرمای کنونی تولید می کردند. چنین حالت ناپایداری برای چند صد میلیون سال طول کشید.

این شرایط جهنم بار باید آرام می شد تا سطح گداخته زمین به پوسته تبدیل شود، قاره ها شکل گیرند، اتمسفری متراکم و یکپارچه تشکیل شود و سرانجام اشکال نخستین حیات دوام بیاورند و تکامل یابند. اما سطح زمین با چه سرعتی سرد شد؟ اکثر دانشمندان چنین فرض کرده اند که این شرایط سوزان تا ۵۰۰ میلیون سال ادامه یافته است. دلیل اصلی این دیدگاه هم عدم وجود سنگ های دست نخورده ای است با عمر بیش از چهار میلیارد سال و همچنین وجود فسیل اشکال نخستین حیات که از جوان بودن آنها خبر می دهد. طی پنج سال گذشته زمین شناسان- از جمله گروه خودم از دانشگاه ویسکانسین و مدیسن _ کریستال هایی از کانی زیرکونیم با ساختار شیمیایی متفاوتی یافتند که تصور ما را نسبت به دوران آغازین زمین تغییر می دهد. خواص ویژه این کانی باعث می شود تا شرایط محیطی زمان پیدایش آن را درک کنیم. این کپسول های زمانی کوچک نشان می دهند که اقیانوس ها و شاید هم قاره ها حدود ۴۰۰ میلیون سال زودتر از آنچه تصور می شد، پدید آمده اند.
از قرن ۱۹ میلادی دانشمندان در پی یافتن سرعت سرد شدن زمین بوده اند اما هیچ کس انتظار یافتن شواهدی جامد را نداشت. چون دمای اقیانوس های ماگمایی ابتدایی بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد بوده است. پیشنهادهای امیدوارکننده دیگر ناشی از محاسبات ترمودینامیک بود که نشان می داد پوسته زمین می تواند طی ۱۰ میلیون سال سخت شود و بدین صورت پوسته تازه سخت شده محیط بیرون را از درون سوزان جدا کند. در صورتی که دوره های آرامی بین برخوردهای شهاب سنگی وجود داشته باشد و پوسته پایدار بماند، و اگر اثر گلخانه ای گرمای چندانی را به دام نیندازد، دمای سطح زمین می تواند به سرعت به کمتر از دمای جوش آب برسد. علاوه بر این خورشید ابتدایی کم فروغ تر بوده و انرژی کمتری ایجاد می کرده است.
اما هنوز هم برای اکثر دانشمندان شواهد اندک زمین شناختی نشان دهنده شرایط فوق العاده سوزان طولانی مدت هستند. قدیمی ترین سنگ دست نخورده شناخته شده سنگی چهار میلیارد ساله است که در نواحی شمال غربی کانادا کشف شد. اما به دلیل اینکه در اعماق زمین تشکیل شده اطلاعات چندانی درباره سطح زمین به ما نمی دهد. اکثر پژوهشگران معتقدند شرایط جهنمی ابتدایی همه سنگ های جوان تر را نابود کرده است. قدیمی ترین سنگی هم که در زیر آب (و در شرایط نسبتاً خنک) پدید آمده عمری بیش از ۸/۳ میلیارد سال ندارد (مشابه قدیمی ترین نشانه های حیات در جنوب غربی گرینلند).
این ماجرا تا زمانی ادامه داشت که کریستال های زیرکونیم در دهه ۸۰ اطلاعات تازه ای فراهم کردند، قدیمی ترین ماده خاکی شناخته شده تا آن زمان که تا ۳/۴ میلیارد سال پیش قدمت داشت. این کانی ها در صخره ها و سنگ دامنه های ناحیه «جاک هیلز» (Jack Hills) و «ماوت نرریر» (Mount Narryer) دوام آورده بودند، اگرچه برخی دانشمندان درباره اطلاعات به دست آمده، به خاطر سنگ بستر این کانی ها تردید کردند. این کانی ها به قدری پردوام هستند که حتی با قرار گرفتن سنگ حاملشان در معرض هوازدگی و فرسایش به همان صورت باقی می مانند. بنابراین ممکن بود هزاران کیلومتر آن طرف تر تشکیل شده باشند و به کمک باد یا آب به آن منطقه حمل شده و پس از مدتی در آن سنگ ها دفن شوند. به همین خاطر به رغم هیجان اولیه همان دیدگاه قبلی باقی ماند تا زمانی که در سال ۱۹۹۹ با پیشرفت تکنولوژیکی امکان مطالعه درباره این کانی های باستانی به دست آمد.
صخره های «جاک هیلز» حدود سه میلیارد سال پیش نشست کرد ه اند. ما برای به دست آوردن یک بندانگشت زیرکونیم، مانند گشتن دنبال یک سوزن در انبار کاه، حدود چند صد کیلوگرم از سنگ ها را جمع آوری و بررسی کردیم. در می ۱۹۹۹ از «وایلد» یکی از پیشگامان این کار خواستم تا تاریخ گذاری این سنگ ها را به کمک تکنولوژی نوین انجام دهد و در نهایت شگفتی دیدیم که آنها ۴/۴ میلیارد سال قدمت دارند. نمونه هایی از ماه و مریخ هم چنین قدمتی داشتند و برخی شهاب سنگ ها حتی قدیمی تر هم بودند، اما هیچ چیزی قدیمی تر از آن در سیاره ما یافت نمی شد. تقریباً همه هم عقیده بودند که با تداوم شرایط جهنمی ابتدایی زمین این کانی ها از بین می رفتند. بنابراین تاریخ آغاز شرایط آرام زمین ۴۰۰ میلیون سال به عقب بازگشت، یعنی زمینی زیست پذیر در ۴/۴ میلیارد سال پیش

چگونگی پیدایش زمین

اکثر دانشمندان (دکارت و کانت و لاپلاس و بوفون.) زمین شناس و علمای هیئت معتقدند که حدود ۱۵ میلیارد سال قبل بر اثر عبور ستاره ای از نزدیک خورشید انفجاری عظیم در آن بوجود آمد و گازهائی بصورت تکه های متراکمی از آن جدا شدند و در فضا با حرکت دورانی بگردش در آمدند و در نتیجه سیاره های منظومه شمسی بوجود آمدند که زمین یکی از این پدیده ها است. میلیونها سال طول کشید تا زمین با دور شدن از خورشید از حالت گاز بصورت جامد و بشکل امروزی در آید(حدود ۵ میلیارد سال پیش)

در طول مدت ۲۰۰ میلیون سال مولکولهای ئیدروژن و هلیوم در فضای اطراف زمین پراکنده شدند و سپس بر اثر تراکم مولکولهای ئیدروژن و اکسیژن آب بوجود آمد و بصورت باران بر زمین باریدن گرفت و زمین در زیر قشری از آب قرار گرفت بر اثر فشارهای درونی بر رسوبات پوسته زمین خشکی های امروزی در طول دورانهای مختلف زمین شناسی سر از آب بیرون آوردند ( که در بخش بعدی به این دورانها اشاره شده است) اولین بار نباتات در زمین روئیدند و این وضع میلیونها سال ادامه داشت سپس موجودات دیگری بتدریج در زمین پدیدار گشتند.

اجزای تشکیل دهنده کره زمین:

الف: پوسته خارجی یا لیتوسفر که ضخامت آن بین ۵ الی ۵۰ کیلومتر بوده و مهمترین عناصر تشکیل دهنده آن رسوبات و سنگهایی هستند که از مواد کانی مختلفی مانند اکسیژن – کربن – آهن – کلسیم – سیلیکون – آلومنیوم – منیزیم – سدیم – ئیدروژن –و… بوجود آمدند.

ب: جبه یا زیرپوش یا منتل یا گوشته: در زیر پوسته قرار گرفته و مواد در آن بصورت خمیری شکل میباشند این مواد که به ما گما معروفند بر اثر عمل آتشفشانی بر روی زمین آمده و تشکیل سنگهای آذرین را میدهند ضخامت این لایه حدود ۲۹۰۰ کیلومتر است.

ج: قسمت مرکزی زمین بنام هسته نامیده میشود که شامل دو لایه هسته خارجی (۲۱۰۰کیلومتر) و هسته داخلی (۱۳۷۰کیلومتر) است اکثرا دارای ترکیبات آهان و نیکل میباشند.

درجه حرارت مرکزی زمین به ۵۵۳۰ درجه میرسد و تمام مواد موجود در آن گداخته اند.

جرم زمین( ۲۱بتوان۱۰*۶/۶ ) تن و چگالی آن نسبت به آب ۵/۵ میباشد(۵/۵ برابر از آب سنگینتر است) که بیشترین چگالی را در بین سیارات منظومه شمسی دارا میباشد.

پیدایش حیات و تغییرات در کره زمین به تفکیک دوره های زمین شناسی

دوره های زمین شناسی را از نظر طول مدت زمان بشرح ذیل طبقه بندی کرده اند:

دوران دوره تقسیمات دوره ای طول تقریبی دوران
 

 

 

سنوزوئیک

(حیات جدید)

 

کواترنری

 

هولوسن

پلئستوسن

 

 

عصر حاضر

 

 

ترشیاری

پلیوسن

میوسن

الیگوسن

ائوسن

پالئوسن

 

 

۶۵ میلیون سال

 

مزوزوئیک

(حیات میانی)

 

کرتاسه

ژوراسیک

تریاس

 

 

 

 

۱۶۰ میلیون سال

 

 

 

پالئوزوئیک

(حیات قدیمی)

 

 

پرمین

کربونیفر

دونین

سیلورین

اوردوویسین

کامبرین

 

   

 

 

۳۴۵ میلیون سال

 

پرکامبرین

(پیش از حیات)

 

 

پروتروزوئیک

آرکئوزوئیک

   
نام دوره بیان پیدایش و تحولات حیات (گیاهان و جانوران)
 

پرو تروزوئیک

(از دوران پر کامبرین)

Pre – Cambrian

 

 

احتمالا گیاهان و جانوران ابتدائی و ساده آبزی (مانند جلبکها) وجود داشته اند اما آثار و بقایای (فسیل) معتبر و مستدلی بدست نیامده است.

 

کامبرین

Cambrian

 

 

زندگی محدود به دریا ها بوده جلبکها منبع اصلی تغذیه جانوران دیگر بوده اند. آثاری که نشان دهنده وجود کرم ها خرچنگها و بلوطهای دریائی و تری لوبیتها (فراوانترین جانوران این دوره) میباشند در دوره کامبرین مشاهده گردیده است.

 

 

اوردوویسین

Ordovisian

 

 

بعلت شرایط نامساعد آب و هوائی در روی سطح زمین زندگی هنوز محدود به آبها است در خشکی زندگی وجود ندارد بی مهرگان دریائی پا بر سران (مانند اختاپوس) نرم تنان نمونه های حیات این دوره اند نخستین مهره داران بنام ماهیهای اولیه در این دوره بوجود آمده اند.

 

 

سیلورین

Silurian

 

 

نخستین گیاهان در خشکی ظاهر میشوند تنوع بی مهرگان دریائی ادامه میابد کرینوئیدها و مرجانها فراوان بوده اند اجداد غقربهای اولیه که شاید نخستین جانوران خشکی بوده باشند پیدایش مییابند.

 

دونین

devonian

 

گیاهانی از تیره پنجه گرگی ها مخروطیان پدیدار و گسترش یافتند تنوع این نباتات در خشکی باعث سر سبز شدن زمین گشت و جانوران در خشکی پدیدار گشتند مانند دوزیستان حشرات (فراوانترین جانوران این دوره ) عنکبوتیان در آب ها ماهیهای زره دارو کوسه ها بوجود آمدند.

 

 

کربونیفر

Carboniferous

 

 

رشد سرخسهای غول پیکر تنوع و ازدیاد پنجه گرگی ها و دم اسبان از ویژگی های گیاهی این دوره است کرینوئیدها روزن داران و کوسه های تکامل یافته از موجودات دریائی عمده این دوره میباشند دوزیستان به گسترش خود ادامه میدهند حشرات گوناگون و درشت بوجود میایند خزندگان نخستین موجوداتی هستند که در خشکی زاد و ولد میکنند(مانند دیمترودون).

 

 

پرمین

Premian

 

 

تغییرات شدید و غیر قابل تحمل آب و هوائی این دوره باعث از بین رفتن بسیاری از گیاهان و جانوران گردید فقط تعدادی که توانستند خود را با این شرایط آب و هوائی وفق دهند تنوع یافتند (مانند مخروطیان و حشرات) ظهور انواع خزندگان انحطاط دوزیستان از ویژگی های حیات این دوره است.

 

 

تریاس

(تریاسیک)

Triassic

 

 

مخروطیان و سرخسها و دم اسبیان گسترش یافتند. نرم تنان و شکم پائیان و مرجانهای واقعی در دریاها تنوع یافتند. از ویژگیهای مهم این دوره ظهور خزندگان عظیم بنام دینوزورها میباشد دینوزور (دایناسور) ها که بنام سوسمار ترسناک ترجمه شده اند هیکلی بینهایت درشت و دمی بلاند و قوی و سری بسیار کوچک داشته اند وزن دینوزور (برو نتو ساروس) را تا حدود چهل هزار کیلو تخمین زده اند.

 

 

ژوراسیک

Jurassiic

 

 

تنوع جانوران زمینی بر دریائی در این دوره مشهود است خزندگان گوناگون زمینی و دریائی و پرنده پدیدار میگردند (از معروفترین خزندگان پرنده که سری عظیم و بالهائی حدود ۶ متر داشته است پتروداکتیل را میتوان نام برد) پدیدار شدن و کثرت حشراتی مانند زنبور و مورچه و مگس از ویژگی های این دوره است. گیاهانی به نام سیکاسها در این دوره به اوج رشد و تکثیر خود رسیده اند.

 

 

کرتاسه

Cretaceous

 

 

از مهمترین ویژگیهای این دوره تنوع و ظهور گیاهان جدید مانند گیاهان دانه دار – درختان برگ ریز علفها و غلات میباشد. ظهور پستانداران کیسه دار و جفت دار و از بین رفتن خزندگان پرنده و دینوزور ها از دیگر مظاهر حیات در این دوره میباشد.

 

 

پالئوس

Paleocene

 

 

گیاهان دانه دار و درختان برگ ریز جنگلها را بوجود می آورند زمین پوشیده از علف و سبزه میشود پیدایش تمساح ها و پستانداران خونگرم منجمله حیوان کوچکی شبیه به اسب و انحطاط کامل نسل خزندگان غول پیکر در این دوره بوده است.

 

 

ائوسن

Eocene

 

 

تغییرات چندانی در گیاهان بوجود نمیآید. اجداد بسیاری از پستانداران مانند فیل کرگردن خوک و گاو و مهمتر از همه شبه اسبی بنام eohippus ظاهر میشودند. پیدایش نخستین پستانداران آدم نما را به این دوره نسبت میدهند.

 

 

اولیگوسن

Oligocene

 

 

از تعداد گیاهان تنومند و وسعت جنگلها کاسته میشود  اما علفزار ها و مراتع گسترش مییابند اجداد گربه ها و سگها ظاهر میشوند گوشتخواران واقعی و جویندگان پدید میآیند شتر خوکهای قوی هیکل (elotherus) گاو کوهان دار (bison) و میمونهای راست قامت پیدایش مییابند.

 

 

میوسن

Miocene

 

 

جنگلها بشدت کاهش مییابند اما علفزارها و مراتع با تکامل جانوران چرنده وسعت پیدا میکنند تیره های سگ و گربه بشدت رشد و افزایش مییابد. در افریقا و آسیا و اروپا میمونهای آدم نما (یا انسان هایدلبرگ) پدید میآیند(۲۵ میلیون سال پیش)

 

 

پلیوس

Pliocene

 

 

پیدایش تیره های جدید گیاهان شبیه به گیاهان امروزی – تنوع و تکثیر قابل ملاحظه پستاندارن پیدایش نخستین اسب شبیه به اسب امروزی بنام protohippus از ویژگیهای این دوره است. آدم نمایان اولیه احتمالا در این دوره ابزار سنگی ابتدائی بکار برده اند.

 

 

پلئیستوسن

Pleistocene

 

 

بعلت تغییرات شدید آب و هوائی مجددا بسیاری از جانداران منقرض یا تغییر مکان داده اند. فیلهای واقعی و گاوها و اسب امروزی equs ظاهر میشوند آدم نخستین از افریقا به آسیا و اروپا گام مینهد.

 

 

هولوسن

Holocene

 

 

گسترش مجدد جنگلهابخصوص در سراسر اروپا – تنوع گیاهان امروزی از نظر حیات گیاهی در این دوره قابل ذکر است – اهلی کردن حیوانات وکشت گیاهان و بدست آوردن مواد غذائی از آنها توسط انسان از ویژگیهای مهم این دوره است . حیوانات دریائی امروزی بوجود میایند و انسان به نیمکره غربی مهاجرت میکند.

درباره نویسنده

رضا ترکی

رضا ترکی

با سلام
رضا ترکی هستم کارشناس رشته ریاضیات.
از نوجوانی علاقه بسیار زیادی به طراحی گرافیک و کامپیوتر داشتم. اکنون در اینترنت با نام گرافیست مسلمان به طراحی پوسترهای فرهنگی و مذهبی می پردازم.
همچنین در انجام امور تحت وب تخصص هایی پیدا کرده ام که به مرور زمان آن ها را در اختیار همه قرار خواهم داد.

ارسال نظر