زمین

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 لایه های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است

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 ۴.۵ 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 کره‌ای است که روی آن زندگی می‌کنیم. بنا به باورهای دینی از خاک آن آفریده شده‌ایم و روزی دوباره به خاک آن باز می‌گردیم. این کره خاکی یکی از نه سیاره منظومه شمسی است که مانند سایر سیارات در مداری به دور خورشید می‌گردد. زمین سیاره‌ای منحصر بفرد در منظومه شمسی است که در آن آب و اکسیژن و نیتروژن که برای حیات ضروری‌اند، وجود دارد.

● 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 ۱۵۴۳ نیکلا کپرنیک ستاره شناس لهستانی ، مرکزیت را از زمین گرفته و به خورشید داد.

● 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 ۵۲۵ 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 ۳۵۰ 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.

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(۲۷۶-۱۹۵قبل 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 ۷.۲ درجه اندازه گرفت. این زاویه برابر است با ۵۰/۱ کمان یک دایره. او می‌دانست که فاصله سین تا اسکندریه ۷۷۲ کیلومتر است و بدین ترتیب محیط زمین را ۳۸۶۰۰ کیلومتر محاسبه کرد. این رقم به عدد واقعی ۴۰۰۷۴ کیلومتر بسیار نزدیک است.

● زمین بیضوی

تا قرن هفدهم زمین به شکل کره کامل فرض می‌شد. این تصور از ۲۰۰۰ 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.

● تاریخچه زمین

زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد داغ و نیمه مذاب بود. بتدریج عناصر سنگینتر ته‌نشین شده و هسته فلزی را بوجود آوردند و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت چند میلیارد سال ، زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت ، جو زمین شکل گرفت و اقیانوس بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز هم ادامه دارد: پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده ، 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.

حرکت زمین به شکل یک پوسته سنگی متشکل از ۱۲ 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.

▪ تاریخچه تخمین عمر زمین

از آنجایی که زمان غیر قابل لمس است، تصور ابعاد زمان نیاز به بصیرت ذهنی داشت که طبیعت‌گرایان 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 ۶۰۰۰ سال است، رقمی که بر اساس قبول نوشته‌های باستانی عبرانی قرار است.

ـ 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 ۱۸۹۷ ، 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 منشا و مبدا حرارت خورشید به عمل آورد و ادعا کرد زمین سنی در حدود ۲۰ الی ۴۰ میلیون سال دارد.

در اوایل قرن بیستم ، « رادرفورد » (Ruther Ford) و « هولمز » (Holmes) در انگلیس و « بولتوود » (Boltwood) در امریکا 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 ۱۹۵۰ 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.

ـ تخمین عمر زمین بر اساس شوری آب اقیانوسها

در سال ۱۷۱۵ « 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 تجدیدنظر 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، ۹۰ 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.

ـ 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 ۱۰۰ 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.

---