نجوم و زمین شناسی
زمين شناسي تاريخي عبارت است از مطالعه تغييرات زمين و تحولات حيات از بدو پيدايش زمين تاكنون كه به تاريخچه علوم كيهاني و نجوم، زمين شناسي، تكامل و فسيل شناسي مرتبط مي شود. حوادث طبيعي هنوز هم در حال وقوع مي باشند و شواهد همه اين حوادث در نگاره هاي زمين شناسي حفظ و ثبت مي شود. منظور از نگاره زمين شناسي، واحدهاي سنگي است كه هر يك از آنها مجموعه اي از حوادث يا رخدادهاي گذشته زمين را در خود ثبت كرده است.
زمين در فضا
جهان احتمالاً در 15 ميليارد سال قبل در طي انفجاري عظيم بوجود آمد. زمين سومين سياره از منظومه شمسي و ذره اي بسيار ناچيز از اين جهان است كه به دور خورشيد مي گردد. شكل زمين مانند كره اي مي باشد كه در استوا اندكي برآمدگي دارد و در قطبها كمي فرورفته است. قطر متوسط زمين حدود 12740 كيلومتر مي باشد. خورشيد در مركز منظومه شمسي و در فاصله 150 ميليون كيلومتري زمين قرار دارد. در اطراف خورشيد حداقل 8 سياره در حال گردشند. اين سيارات به ترتيب عبارتند از: عطارد، زهره، زمين، مريخ، مشتري، زحل، اورانوس و نپتون. منظومه شمسي به اين 8 سياره محدود نمي شود بلكه هزاران سيارك نيز در فاصله بين مريخ و مشتري قرار گرفته اند. هم چنين قمر هایی يك به يك يا به شكل گروهي به دور سيارات اين منظومه مي چرخند و شهاب سنگهاي سرگردان نيز از اعضاي خانواده اين منظومه مي باشند. منظومه شمسي عضو كوچكي از كهكشان راه شيري است. اين كهكشان مجموعه عظيمي از چند صد ميليارد ستاره كوچك و بزرگ مي باشد. كهكشان راه شيري بسان قرص يا حلقه اي مارپيچ است كه قطر آن به يكصد هزار سال نوري (هر سال نوري مسافتي است كه نور در يك سال مي پيمايد و تقريباً برابر با ده ميليون ميليون كيلومتر مي باشد) مي رسد. منظومه شمسي در فاصله سي هزار سال نوري از مركز اين كهكشان قرار دارد و هر 224 ميليون سال يك بار به دور هسته كهكشان مي چرخد. جالب آن كه بر اساس برآورد كيهان شناسان در جهان در حدود 100 ميليارد كهكشان وجود دارد .
منظومه شمسي
خورشيد عضو اصلي منظومه شمسي و در مركز آن قرار دارد. خورشيد از 70 % هليم، %27 هيدروژن و 3% عناصر سنگينتر تشكيل شده است. بر گِرد خورشيد 8 سياره در حال گردشند كه اين سيارات را بر اساس اندازه و تراكم به دو گروه سيارات زميني (زمين مانند) و سيارات مشتري (مشتري مانند) تقسيم مي نمايند. سيارات كوچك يا زميني : اين سيارات كوچك، متراكم (با تراكم 5/ 5- 4 گرم بر سانتيمتر مكعب)، سنگي و فلزي مي باشند و شامل سيارات عطارد، زهره، زمين و مريخ هستند. سيارات بزرگ يا مشتري : اين سيارات بزرگ، داراي تراكم يا چگالي كم ( 5/ 1- 7/ 0 گرم بر سانتيمتر مكعب) و گازي هستند و شامل سيارات زحل، مشتري، اورانوس و نپتون مي باشند. لازم به توضيح است كه توزيع تراكم و تركيبات سيارات با فاصله شان از خورشيد مرتبط است. اين سيارات تقريباً داخل سطح استوايي خورشيد (سطح گردش خورشيد) قرار دارند و در جهتي يكسان و مداري بيضوي به دور خورشيد مي چرخند. به علاوه تعدادي از سيارات منظومه شمسي داراي قمرهايي هستند كه آنها نيز به دور سيارات در حال گردشند.
منشأ احتمالي پيدايش زمين
تاكنون نظريه هاي مختلفي در مورد منشأ زمين ارائه شده است كه در زير به تعدادي از اين نظريات كه در ميان بقيه از شهرت و اعتبار بيشتري برخوردارند اشاره مي شود.
1. فرضيه يك منشأ گرمايي: توضيحات و توجيهات اوليه براي منشأ پيدايش سيارات همگي بر اين فرض بنا شده بودند كه سيارات از يك منشأ گرمايي يا از خورشيد كه آن را قديميتر از سيارات مي دانستند (يعني قبل از سيارات بوجود آمده است)، نشأت گرفته اند. يكي از اين فرضيه ها متعلق به بوفون بود. بر اساس فرضيه وي، بر اثر كشش جاذبه يك ستاره دنباله دار در حال عبور از اطراف خورشيد، توده هاي (جرمهاي) گرمايي از خورشيد كنده و جدا شده اند كه بعدها سرد شدند و سيارات را بوجود آوردند. به دليل اين كه ستاره هاي دنباله دار ميدانهاي جاذبه بسيار ضعيف دارند و نمي توانند جرمهايي را از خورشيد جدا نمايند فرضيه بوفون كنار گذاشته شد و به عبارت ديگر اين فرضيه بي اعتبار گرديد. بيشتر فرضيه هايي كه بعد از فرضيه بوفون مطرح شدند همگي بيانگر اين بودند كه سيارات از خود خورشيد يا تكه هاي جداشده از آن بوجود نيامده اند، بلكه در نتيجه چگالش يا تغليظ ابر گازي يا سحاب خورشيدي اطراف خورشيد بوجود آمده اند. در خلال قرن بيستم، فرضيه هاي سحابي پيچيده تري براي از بين بردن و اجتناب از اشكالات فرضيه هاي پيشين مطرح شدند.
2. فرضيه يك منشأ سرمايي (سرد) : از سال 1900 به بعد دانشمندان روي به فرضيه هايي آوردند كه منشأ پيدايش سيارات را تراكم يا اجتماع ابرهاي سرد غبار و گازها مي دانستند. اولين فرضيه مهمي كه بيانگر پيدايش سيارات از يك منشأ سرمايي بود توسط چمبرلن زمين شناس و مولتون ستاره شناس در اوايل قرن بيستم در دانشگاه شيكاگو مطرح شد. نام آن فرضيه سيارات كوچك يا سيارات صغار بود. بر اساس اين فرضيه، ستاره اي از نزديكي خورشيد عبور كرده است. كشش ميدان جاذبه اي اين ستاره احتمالاً مواد گازي خورشيدي را از آن جدا نموده كه اين مواد ابتدا در فضا متراكم شده و اجرام جامد كوچكي به نام سيارات صغار را بوجود آوردند. تعداد بيشماري از اين اجرام سرد و شبه ستاره مانند، تا قطر صدها كيلومتر در فضا با هم جمع و متراكم شده و سيارات را بوجود آورده اند. همان طور كه اين سيارات با پيوستن اجرام سرد ستاره مانند بزرگتر مي شدند ميدان جاذبه شان نيز به تدريج قويتر مي شد و ذرات بيشتري را جذب خود مي نمودند.
3. سحاب خورشيدي : در اواسط قرن بيستم دو ستاره شناس به نامهاي ون وايزكر و كوپر فرضيه سيارات صغار را اصلاح كردند و جديدترين و معتبرترين فرضيه را بيان نمودند. آنها سعي كردند كه منشأ هم زمان پيدايش سيستم خورشيدي (منظومه شمسي) را همراه با منشأ پيدايش سيارات در يك فرضيه خورشيدي مطرح كنند. آنها در فرضيه خود تفاوتهاي ميان سيارات و هم كشفيات جديد فيزيك هسته اي را مد نظر قرار داده بودند. وايزكر و كوپر با توجه به گردش سيارات (خصوصاً در يك سطح يكسان) به دور خورشيد و نيز با توجه به تئوري هسته اي-گرمايي براي ستارگان استدلال كردند كه در حدود 5 يا 6 ميليارد سال پيش يك ابر ستاره اي ديسك مانند غول پيكر از گازها و غبار در حال چرخش بوده و در قسمتي از كهكشان در اطراف ما قرار داشته است. اين ابر بيشتر حاوي هيدروژن و هليم و با مقادير كمتري اكسيژن، نيتروژن، سيليكون، كلسيم، آلومينيم، سديم، پتاسيم، منيزيم، كربن، سولفور و آهن و نيز مقدار بسيار كمتري عناصر فلزي سنگين بوده است. به طور كلي اين چرخش توسط حركات كهكشان ايجاد شده است. جاذبه، توده بيشتري را در مركز ديسك متمركز كرده و تراكم ايجادشده دما را تا چندين ميليون درجه بالا برده است. در يك حد بحراني دما، واكنشهاي هسته اي-گرمايي آغاز مي شدند و با تركيب با هيدروژن انرژي گرمايي خورشيد را فراهم نمودند و به بيان ديگر خورشيد متولد شد. چرخش سيستم خورشيدي اوليه به طور غير قابل اجتنابي باعث ايجاد اغتشاش در پوشش گاز و غباري (سحاب خورشيدي) مي شود كه اطراف خورشيد را كه در حال بزرگترشدن و گرمترشدن بوده، احاطه كرده بودند. تصور مي شود كه ابتدا اجرام سيارات صغار از تراكم سحاب بوجود مي آيند. سپس در گردابهاي كوچك با فواصل منظم در ابر يا سحاب در حال چرخش سيارات صغار، غبار و گازهاي سرد به سرعت متمركز شده و 9 تا 10 سياره اوليه با تركيب مشابه را بوجود آوردند. سيارات اوليه در حالي كه ميدان جاذبه شان قويتر مي شد با جمع آوري و جذب مواد بيشتر از ابر غبار رفته رفته بزرگتر مي شدند. پس از ميليونها سال، سيارات اوليه اساساً و به طور بنيادي كامل شدند كه البته بسيار بزرگتر از اندازه كنونيشان بودند. اگرچه جرمهاي آنها بسيار بزرگتر از اكنون بود ولي چگالي و غلظتشان كم بود. زيرا آنها بيشتر شامل هيدروژن و هليم با مقادير بسيار كمتري از عناصر سنگين بودند. با قويترشدن تدريجي ميدان جاذبه سيارات اوليه آنها منقبض، كوچكتر و متراكمتر شدند يعني چگاليشان افزايش يافت. ظاهراً يك جدايي يا افتراق در سيارات رخ داده است يعني عناصري كه سنگينتر بودند (سنگين ترين عناصر)، از عناصر ديگر جدا شده و به مركز سيارات نزديكتر شدند. بر اساس فرضيات در ابتدا تركيب تمامي سيارات اوليه يكسان بود، ولي بعد هيدروژن و هليم آن قدر سبك بودند كه توانستند از ميدان جاذبه متوسط يا كم سيارات كوچكتر فرار كنند و خارج شوند. بنابراين چهار سياره داخلي يا زميني (با غلظت 5/ 5- 5/1 گرم بر سانتيمتر مكعب) احتمالاً مقدار بسيار بيشتري از عناصر سبكترشان را نسبت به سيارات گازي خارجي بزرگتر (با غلظت 47 / 2- 71 / 0 گرم بر سانتيمتر مكعب) از دست دادند. شايد بر اثر كاهش نسبي گازهاي نوري در داخل منظومه شمسي كه از طريق تابش يا تشعشع خورشيد به مصرف مي رسيده است و نيز در اثر بادهاي خورشيدي كه با وزش خود همه گازهاي سحابي باقيمانده بين سياره اي را به قسمتهاي خارجي منظومه منتقل كردند تغييرات بيشتري در تركيبات اين سيارات اوليه رخ داده است.
سن زمين
زمين شناسان امروزه بر اساس شواهد و اطلاعات گسترده و دقيق سن زمين را حدود4.567 ميليارد سال ( 4/567×109 ) در نظر مي گيرند. اين سن، توافقي بين قديميترين كانيهاي شناخته شده (كانيهاي زيركن از تپه هاي جك در استرالياي غربي)، و تعيين سن منظومه شمسي توسط منجمين و سياره شناسان به واسطه سن مطلق شهاب سنگها است. شواهد تعيين سن مطلق انواعي از كانيها (مثل زيركنها) پيشنهاد مي نمايد كه زمين حداقل 404 / 4 ميليارد سال سن دارد. مقايسه جرم و روشنايي خورشيد با تعداد زيادي از ديگر ستارگان نشان مي دهد كه منظومه شمسي نمي تواند خيلي قديميتر از سنگهاي استرالياي غربي باشد. انكلوزيون يا ادخالهاي غني از آلومينيم و كلسيم قديميترين شهاب سنگهايي كه در داخل منظومه شمسي يافت شده، سن اين منظومه را 567 / 4 ميليارد سال مي دهند كه اين حد بالاي سن زمين را نيز نشان مي دهد. فرض بر اين است كه رشد زمين بلافاصله بعد از تشكيل شهاب سنگها (متئوريتها) آغاز گشت. اما زمان آن دقيقاً مشخص نيست و محاسبات مدلهاي رشدي مختلف زمين، بين چندين تا 100 ميليون سال تغيير مي كند. لذا سن زمين مي تواند اندكي پس از تشكيل منظومه شمسي باشد. در قرون پيش از انقلاب علمي، سن زمين توسط منابع مذهبي تعيين شده بود. امروزه نيز برخي از گروههاي مذهبي تنها جنبه هاي الهي سن زمين را قبول دارند و شواهد علمي را كه با باورهايشان در تضاد است رد مي نمايند.
امروزه با تكيه بر تكنيكهاي مدرن تعيين سن راديواكتيو مشخص نموده اند كه قديميترين سنگهاي زمين بيش از 4 ميليارد سال قدمت دارند. امروزه مي توان قديميترين سنگهاي روي زمين را در مناطقي همانند غرب استراليا (كانيهاي زيركني با 4/ 4 ميليارد سال)، سپر كانادا (سنگهاي دگرگوني با 96 / 3 ميليارد سال) و گرينلند (سنگهايي با 8/ 3 ميليارد سال) يافت.
روز های پیش رو در ادامه بحث در مورد ساختار سیارات و قمر های منظومه شمسی سخن خواهم گفت.باسپاس و بدرود
پاسخ با نقل قول
نوشته اصلی توسط Mojtaba.M
