تعريف علم الجيولوجيا

تعريف علم الجيولوجيا

* تعريف علم الجيولوجيا:

هي العلم الذي يختص بدراسة الأرض وكل ماله علاقة بها؛ [مكوناتها - حركاتها- تاريخها - ظواهرها- ثرواتها] .

* أفرع علم الجيولوجيا:

1 - الجيولوجيا الطبيعية .
2- الجيولوجيا الكونية .
3- الجيولوجيا التاريخية .
4- جيولوجيا البترول: .
يختص بدراسة الزيت الخام [ تكوينه ـ تجمعاته ـ التكوين الحاوي له ـ استخراجه ] .
1- الجيولوجيا الطبيعية :-
وهي تختص بدراسة تأثير العوامل الخارجية والداخلية على سطح القشرة الأرضية
ويتبعه فروع أخرى:
ا- علم المعادن والصخور: يختص بدراسة الصخور والمعادن.
ب- علم البللورات: يختص بدراسة المعادن البلورية وخواصها ونظمها.
ج- الجيولوجيا الاقتصادية: دراسة المعادن الاقتصادية وأيضاً الصخور ذات الأهمية الاقتصادية.
د- الجيولوجيا المنجمية: دراسة المناجم وكيفية استخراج المعادن المختلفة .
ه- جيولوجيا المياه ( الهيدروجيولوجيا ) :دراسة المياه الأرضية وكيفية استخراجها و الاستفادة منها في الزراعة واستصلاح الأراضي .
و- علم تضاريس الأرض: يختص بدراسة التضاريس المختلفة ( ويعرف باسم الجيومورفولوجيا) .
ز- الجيولوجيا التركيبية :دراسة تراكيب وأشكالها الطبقات المختلفة وعوامل تشكيلها.
ح- علم الطبقات ( أسترانجرافيا ) :دراسة الظروف والقوانين التي تتحكم في تكوين الطبقات وأماكن ترسبها بعد تفتتها ونقلها بواسطة العوامل المختلفة .
ى- علم الترسيب: يختص بدراسة ظروف وطرق الترسيب.

2- الجيولوجيا الكونية:
وتختص بدراسة جيولوجيا سطح الكواكب وأصل الأرض - الأجرام السماوية.

3- الجيولوجيا التاريخية
ويشمل:
أ- دراسة علم طبقات الأرض تكوينها وتاريخها.
ب- دراسة علم الحفريات وهى بقايا الكائنات التى تميز الصخور (أنواعها - تكوينها - أشكالها.)

4- جيولوجيا البترول :
وهي تختص بدراسة تكوين البترول (تجمعه واستخراجه).

* علاقة علم الجيولوجيا بباقي العلوم:
الجيولوجيا من أكثر العلوم ارتباطا بغيرها من العلوم ولذلك نشأت علوم جديدة مثل الجيولوجيا الفيزيائية والكيمياء الأرضية.



مادة الأرض

* مكونات الكرة الأرضية
( الغلاف الجوي - الغلاف المائي - الغلاف اليابس (الصخري) - الوشاح - لب الأرض ) وقد تم تحديد النطاقات الصلبة للأرض بدراسة الزلازل والموجات المصاحبة .

أولاً: الغلاف الجوي:
هو الغلاف الغازي المحيط بالكرة الأرضية وتتركز معظم مكوناته بالقرب من سطح الأرض .
خواصه:
1- غلاف دائم الحركة ويؤثر على سطح الأرض .
2- ارتفاعه حوالي 1000 كم وتقل كثافة الهواء وضغطه كلما ارتفعنا .
3- وزنه حوالي 5 مليون طن مسببآالضغط الجوي على سطح الأرض

الضغط الجوي:
يقل الضغط الجوي بمقدار النصف كلما ارتفعنا 5.5 كم حتى ينعدم الضغط الجوي.

تركيب الغلاف الجوي:
غاز النيتروجين 78% , الأوكسجين 21%.
غازات أخرى أهمها :هيدروجين - هيليوم - أرجون - كريبتون - زينون ، مع كميات متغيرة من بخار الماء - الأوزون - ثاني أكسيد الكربون.
يقل وجود الأوكسجين كلما ارتفعنا لذلك يصاب الإنسان بالاختناق في الطبقات شاهقة الارتفاع وعند ارتفاع أكثر من 50 كم يتكون الهواء من هيدروجين وهليوم حتى نهاية الغلاف الجوي الذي يندمج مع الغاز الكوني ( الهيدروجين ) عند إرتفاع أكثر من ألف كم من سطح الأرض
من فوائد الجاذبية الأرضية أنها تحتفظ بالهواء الجوي حول الأرض لتحقيق ما يلزم لاستمرار الحياة على الارض .

أهمية الهواء الجوي:
1- توفره لجميع الكائنات دون تميز أو سيطرة لكائن.
2- قربه من سطح الأرض (الأوكسجين ضروري للتنفس - والاحتراق , النيتروجين ضروري لغذاء النبات ويلطف من حدة الأكسجبن في عمليات الأحتراق )
3- يساعد على قيام النبات بعملية البناء الضوئي وحفظ التوازن بين الأكسجين و ثاني أكسيد الكربون
4- قلة ذوبان الأوكسجين في الماء حتى لا يذوب بالكامل في الغلاف المائي للأرض (النسبة الضئيلة الذائبة تكفى الكائنات المائية ) .
5- سمك الغلاف الجوي مناسب لاحتراق معظم الشهب قبل وصولها للأرض عند إحتكاكها بالهواء ، ولا يخترقه إلا النيازك الكبيرة وهذا يحدث نادرا .
6- المجال المغناطيسي للأرض يحفظها من الأشعة الكونية الضارة؛ لذلك يجعل الجسيمات الذرية المشحونة )الأشعة الكونية) تدور في أحزمة بعيدة عن سطح الأرض وعلى ارتفاعات كبيرة تسمى أحزمة فان ألن الإشعاعية.
7- ميوعة الهواء وتأثره بالحرارة والضغط يساعد على تكوين الرياح والعواصف والسحب والأمطار.
8- شفافية الهواء تسمح بوصول الضوء وتشتته مكونة النهار والشفق
9- يساعد على نقل الصوت.

طبقة الأوزون:
هى أحدى مكونات طبقة الستراتوسفير ( أحدى طبقات الغلاف الجوى المحيط بالارض )وطبقة الأوزون هى الدرع الواقى للانسان وكافة الكائنات الحية من أضرار ألاشعة فوق البنفسجية التى تأتى من الشمس الى الأرض حيث تمتص معظمها ولولا هذة الطبقة لما ظهرت الحياه على الأرض بالشكل الذى نراه .
أسباب تآكل طبقة الأوزون:
1- أنتاج وأستخدام المبيدات الحشرية والمعطرات (الأيروسولات).
2- غازات الفلوركلوركربون المستخدم فى الثلاجات وأجهزة التكيف .
3- تكرار الانبعاثات الناتجة من الطائرات النفاثة.
4- كثرة إطلاق الصواريخ التي تحمل الأقمار الصناعية و سفن الفضاء .
خطورة تأكل طبقة الأوزون:
زيادة نسبة الأشعة فوق البنفسجية والأشعة الضارة على سطح الأرض ،حيث تسبب مرض سرطان الدم و الأورام السرطانية والتهاب الجلد.
اختلال مناخ الارض.

ثانياً: الغلاف المائي :
وهو يشمل:
1- المياه السطحية الموجودة في البحار والمحيطات والأنهار والبحيرات (72من مساحة الأرض تقريباً ) .
2- المياه الجوفية المتسربة من الأمطار والبحار والأنهار إلى جوف الأرض خلال المسام والفجوات والشقوق الأرضية.
3- تختلف نسبة الملوحة والعذوبة وكذلك يختلف العمق من مكان إلى آخر وتتصل جميع المحيطات بعضها وتتبادل المياه السطحية والعميقة بواسطة :
التيارات المائية و تنقسم الى :
ا- تيارات سطحية: تنتج من تأثير حرارة الشمس التي تسخن الهواء الملامس للماء فتحدث الرياح التى تدفع وتحرك المياه السطحية فى أتجاهها .
ب- تيارات رأسيــة: تحدث بسبب حرارة الشمس حيث تغير كثافة الماء فتطفو الطبقات الأقل كثافة وتهبط الطبقات الأكبر كثافة بتأثير الجاذبية الأرضية إلي القاع .

ثالثاً : الغلاف اليابس(الصخري)
سمكه 100 كم وهو يشمل القشرة الأرضية والجزء العلوي من الوشاح.
مميزات القشرة الأرضية:
1- قشرة قارية: سمكها حوالي 50 كم في القارات وتتكون من صخور رسوبية وجرانيتية و متحولة.
2- قشرة محيطيه: سمكها من 5 - 10 كم تحت مياه المحيطات وهي تتكون من طبقة صخور بازلتية تعلوها طبقة رسوبية من الرسوبيات .

رابعاً: الوشاح:
1- سمكه حوالي 2900 كم.
2- صلد ماعدا الجزء الخارجي منه حوالي 250 كم وتتداخل أجزاء منه في القشرة الأرضية.
3- يتكون من سليكات الحديد والماغنسيوم و بعض أكاسيد الحديد والماغنسيوم والسليكون. يعتقد أن صخر الكمبرليت الذي يتواجد فيه الماس تكون في هذا الجزء الخاص من الوشاح ومن أعماق تصل إلي 200 كم

خامساً: اللب (باطن الأرض) :
1- هو الطبقة الممتدة من الوشاح وحتى مركز الأرض.
2- يمثل حجم الأرض و كتلتها ويبلغ نصف قطره حوالي 3486 كم.
3- الضغط عالي جدا يصل إلى الملايين من الضغط الجوي .
4- درجة الحرارة من 3000 إلى 5000 مْ الكثافة في هذا الجزء من 10 إلى 13.5 جم/ سم3 مقارنة بكثافة الأرض ككل وهى 5ر5 جم / سم3
وكثافة المعادن الموجودة فى القشرة الأرضية بين 2ر4 - 20 جم / سم3 ويتميز إلى:
طبقة خارجية وهي سائلة ومنصهرة أسفل الوشاح.
طبقة داخلية صلبة غنية بالحديد والنيكل.

كيف تم معرفة تركيب باطن الأرض؟
1- من دراسة الشهب والنيازك ( بعضها يتكون من الحديد أو الحديد والنيكل وبعضها من صخور البريدوتيت وهى صخور قاعدية غنية بالحديد والماغنسيوم) عرف العلماء تركيب اللب.
2- من دراسة الزلازل والموجات الناتجة عنها نطاقات الكرة الأرضية .
قطاع في الكرة الأرضية








اهم التراكيب الجيولوجية في الصخور الرسوبية

توجد الصخور الرسوبية على شكل طبقات يختلف سمكها وامتدادها من مكان لآخر.
تظهر الطبقات بسبب اختلاف التركيب المعدني أو الكيميائي للصخر أو اختلاف حجم الحبيبات أو المادة اللاصقة أو اللون.
الطبقات: إما أفقية أو مائلة.
للطبقات المائلة مضرب ( الأمتداد ) وميل.
المضرب : هو الخط الوهمي الناتج من تقاطع سطح الطبقة المائلة مع المستوى الأفقي أو هو اتجاه أي خط أفقي على سطح الطبقة المائلة.
الميل : الزاوية المحصورة بين مستوى سطح الطبقة والمستوى الأفقي.

* أشكال الصخور الرسوبية :-
تتغير أشكال الصخور الرسوبية نتيجة تكوين التراكيب الآتية :
1- الثنيات:
أ- محدبة . ب- مقعرة .
2- الفوالق :
أ- فردية وهي ثلاثة أنواع رئيسية : (عادى - معكوس- ذو حركة أفقية ) .
ب- مجموعات وتأخذ أشكالا مختلفة: (سلمية- حوضية- هورست ) .
3- الفواصل
*1- الثنيات
هي التواءات تحدث في الطبقة الرسوبية ويتفاوت سمكها من بضع سنتيمترات إلى عدة كيلومترات.
أهميتها:
1- تحديد علاقة عمر الصخور ببعضها.
2-تحديد أماكن تواجد البترول وأماكن المياه الجوفية والخامات المعدنية.
أجزاء الثنية:
1- الجزء المحدب
2- الجزء المقعر.
3- الجانب: هو الجزء المستوى بين الجزء المقعر والجزء المحدب.
4- المحور: الخط الناتج من تقاطع المستوى المحوري وسطح الأرض .
5- المستوى المحوري : المستوى الذي يقسم الثنية إلى قسمين متساويين تقريبا ويحوي المحور.
أنواع الثنيات :
ثنية مقعرة - ثنية محدبة - ثنية مقعرة.
أولا: الثنية المقعرة
1- الطبقات منحنية لأسفل.
2- الطبقات الأحدث في المركز.
3- المستوى المحوري رأسي مائل - أفقى 0

ثانياً: الثنية محدبة
1- الطبقات منحنية لأعلى.
2- الطبقات الأقدم في المركز.
3- أحدث الطبقات خارجية.
4- المستوى المحوري إما رأسي أو مائل أو أفقي.
عوامل التعرية أشد وأقوى تأثيراً في الثنيات المحدبة عن الثنيات المقعرة لذلك تتكون الوديان والأنهار بسرعة في ثنيات محدبة لتأثرها الشديد بعوامل التعرية
*2- الفوالق:
تعريف الفالق:
هو كسر في كتل الصخر يصاحبه انتقال أو اختلاف في منسوب الطبقات الصخرية على جانبي الكسر .
أحياناً : تتسبب الحركة المفاجئةعلى سطح الفالق فى حدوث زلزال .
أنواع الفوالق
فالق ذو حركة أفقية- فالق معكوس - فالق عادي
ا- فالق ذو حركة أفقية
1- يحدث نتيجة الإزاحة الأفقية للطبقات.
2- يحدث في قاع المحيطات.
3- مستوى الفالق رأسي أما الزحزحة فهي أفقية وتصل إلى مئات الكيلومترات .
4- تظهر جميع طبقات الصخور لأنه رأسي.

ب- فالق معكوس و الفالق الدسر :
1-يحدث بسبب قوى الضغط
2-يميل سطح الفالق في عكس اتجاه كتلة الصخر التى تحركت ، أي يميل في اتجاه الصخور الأقدم عمراً .
3- سطح الفالق يقرب من المستوى الافقى فيسمى فالق دسر.

ج- فالق عادي
1- يحدث بسبب قوى الشد التى تتعرض لها الطبقات.
2- سطح الفالق يميل في اتجاه كتلة الصخر التي هبطت.
3- مقدار الميل كبير.
4- تظهر الصخور الأحدث عمراً في اتجاه الميل.

الفالق الدسر:
ينشأ عن زيادة قوة الضغط على الصخور.
مستوى سطح الفالق يكون أفقياً تقريباً والإزاحة في مستوى أفقي.



أشكال مجموعات الفوالق
الفوالق الهورست - فوالق حوضيه [أخدود] - فوالق سلمية
الفوالق الهورست
مجموعة فوالق تسببت في رفع كتلة أرضية وتكون بروزاً فوق سطح الأرض يرتفع منسوبة عما حوله.

فوالق حوضيه [ أخدود ]
كتلة أرضية منخفضة محاطة باثنين أو أكثر من الفوالق ويكون منسوب هذه الكتلة منخفضاً عما يحيط به من أرض ويعرف بالأخدود مثل أخدود البحر الأحمر.

فوالق سلمية
مجموعة من الفوالق العادية وفيها يكون اتجاه الميل واحداً في جميع الطبقات ولذلك فهي تشبه درجات السلم.

أشكال مجموعة الفوالق


بعض الظواهر المصاحبة للفوالق :
1- ظهور صخور مهشمة.
2- صقل جوانب الفالق مع وجود خطوط موازية لحركة جانبى الفالق.
3- ترسب المعادن في شقوق الصخور نتيجة صعود الماء المعدنى فيها مثل الكالسيت.
4- تكون مياه أو نافورات ساخنة مثل العين السخنة وعيون حلوان وحمام فرعون .

*3- الفـواصــــل
الفواصل:هي عبارة عن كسور متواجدة في الصخور ولكن بدون إزاحة.
المساحة بين الفواصل تتراوح ما بين 2 سم إلى عدة أمتار.
تتوقف المسافة على نوع الصخر وسمكه وتعرضه للحركات الأرضية .
دراسة نظام الفواصل تمكن معرفة:
1- اتجاه الضغط على الصخور.
2- نوعية التراكيب الجيولوجية.
ومن أمثلة الفواصل الموجودة صخور الحجر الجيري من العصر الأيوسيني في جبل المقطم شرق القاهرة وفواصل هضبة الأهرام بالجيزة التى استفاد منها قدماء المصريون فى بناء معابدهم ومقابرهم وعمل المسلات .


أشكال الصخور النارية المتداخلة

صعود المادة المنصهرة من باطن الأرض خلال الطبقات المختلفة من القشرة الأرضية وتصلبها يؤدى إلى تكوين أشكال مختلفة للصخور النارية ومنها
(1) السدود القاطعة:
السدود القاطعة
تحدث عند صعود المجما في شقوق رأسية وعندما تبرد وتتصلب تكون كتلة رأسية ذات جوانب متوازية تقريباً.
تختلف السدود في السمك والطول وحجم الحبيبات
[ متوسط - دقيق - زجاجي ] حسب سرعة التبريد .

(2) السدود الموازية لمستوى الطبقات :
تسلك المجما طريقا أفقيا موازيا لإحدى الطبقات غير قاطع لها .

(3) القباب:
القباب
لاكوليث: تصعد المجما خلال فتحة ضيقة في الطبقات واذا كانت لزوجتها عالية فانها تتجمع مسببة ضغطاً على الطبقات العليا ومكونة شكل قبة.
لوبوليث: تصعد المجماذات اللزوجه العالية خلال فتحة ضيقة إلا أن ضغطها يكون على الطبقات التي تحتها مكونة قبة مقلوبة ( طبق ) .

(4) كتل نارية صغيرة (ستوك) :
كتل نارية صغيرة (ستوك)
وهي تأخذ أشكالاً مستديرة أو بيضاوية على المستوى الأفقي يصل قطرها لعدة كيلومترات.

(5) الباثوليث:
أكبر الصخور النارية المتداخلة حجما ًوتمتد لمئات الكيلومترات أحياناًفى اتجاه معين ويصل سمكها عدة كيلومترات.

(6) أعناق البراكين:
تأخذ اللافا المتصلبة شكل اسطوانة في عنق البركان من الصخر الناري وتظهر عند تأكل الصخور المحيطة بها .
قد تتآكل الصخور المحيطة لتظهر جزء منها علي شكل الأسطوانة للخارج.

* الأشكال التي توجد عليها الصخور البركانية السطحية
1- الطفوح البركانية:
المواد المنصهرة (الافا) التي صعدت إلي سطح الأرض عن طريق فوهات البراكين أو الشقوق وانتشرت على السطح ثم بردت بسرعة نتيجة ملامستها للهواء أو ماء المحيطات
النسيج زجاجي غير متبلر.
يصل سمكها إلى مئات الأمتار وتنتشر في مساحات كبيرة
تأخذ سطحها بعض الأشكال كالجبال أو المخدات.

2- المواد المفتتة:
وتنتج من تكسير مواد الأعناق البركانية نتيجة ثورة البركان وتنتشر حول البركان وهي إما:
ا- بريشيا بركانية: قطع صخرية لها زوايا حادة تنتشر حول البركان.ب- رماد بركاني: مواد مفتتة دقيقة جدا تنتشر حول البركان أو يحملها الريح لتترسب في أجزاء قارية أو بحرية أخرى وقد يتكون المخروط البركاني من الطفوح