زمین شناسی

یکی از بلایای طبیعی که بشر قادر به کنترل یا پیش‌بینی آن نیست، فورانهای آتشفشانی است که بسیار ترسناک و زیان‌آور است. دانشمندان و زمین‌شناسان تاکنون با انجام آزمایش‌های فشرده توانسته‌اند به علل سطحی بروزیک آتشفشان که آغازش از لایه‌های زیرین پوسته زمین است، پی ببرند. اما همچنان پیش‌بینی وقوع آنها مثل سیل و یا زلزله تاکنون میسر نشده بر طبق یافته هایی که روزانه دانشمندان از مراکز کنترل تحرکات زیرزمینی دریافت می‌کنند، توانسته‌اند با چند درصد خطا تخمین بزنند کدام آتشفشان با احتمال بیشتری نسبت به سایرین و اول از همه فوران خواهد کرد. یکی از کارهای مورد علاقه زلزله‌شناسان و زمین‌شناسان آن است که بفهمند آتشفشان بعدی که فوران می‌کند، کی و کجا این کار را انجام می‌دهد؟ در این میان فردی به نام Paddypower کتابی دراین زمینه نوشته و به نوعی احتمالات را در آن گنجانده است. او لیستی تهیه کرده و طبق احتمالات آتشفشانها را طبقه بندی نموده است. اخیراَ از میان لیستی که او منتشر کرده بود آتشفشان Mount Mayon در فیلیپین فوران داشته و یکی از آنها که او پیش‌بینی نکرد و فوران کرد در ژاپن رخ داد.

بررسی آتشفشان ها در ایران نشان می دهد ایران دارای پنج آتشفشان دماوند ، سبلان ، تفتان ، بزمان و سهند است که از این تعداد سه آتشفشان بزمان، تفتان و دماوند جز آتشفشانهای فعال فعال محسوب می شوند.
زمین در ابتدا به حالت کره گداخته ای بود که پس از طی میلیون ها سال بخش خارجی آن به صورت قشر سختی در آمد. این پوسته به دفعات بر اثر عبور مواد مذاب درونی سوراخ شده و سنگ های آتشفشانی زیادی به سطح آن رسیده است. این عمل در عصر کنونی نیز ادامه دارد.
پیدایش کوه های آتشفشانی حاصل فوران مواد مذاب و انباشته شدن مواد است. زمانی که فشار گازها و سنگ های مذاب در هسته زمین بسیار بالامی رود ، فوران اتفاق می افتد. فوران می تواند به آرامی یا به صورت انفجاری رخ دهد و جریان گدازه همراه با گازهای سمی ، پرتاب خاکستر و سنگ و فوران آتشفشانی است.
انفجارهای آتشفشانی می توانند تکه های بزرگ سنگ را با سرعت بسیار زیاد به مسافت چندین کیلومتر پرتاب کنند و گاه با مخاطرات طبیعی چون زمین لرزه، جریان «گل» و سیلاب های ناگهانی ، بارانهای اسیدی و درشرایط خاص وقوع سونامی همراه است.
در ایران نیز وجود پنج آتشفشان فعال و نیمه فعال باعث شده است تا دانشمندان کشور بررسی هایی در این زمینه انجام دهند. آنها درصددند تا با بررسی مواردی چون چشمه های آب گرم، اندازه گیری گازهای گوگردی و قطر دامنه های کوه های آتشفشانی فعالیت آنها را مونیتورینگ کنند تا در صورت فعال شدن آنها به موقع هشدار دهند.
در آتشفشان ها برخلاف پدیده زلزله می توان با بررسی روند فعالیت تا حدودی تغییرات احتمالی را پیش بینی کرد از این رو در این گزارش مروری بر حیات آتشفشان های کشور داریم.

● دماوند ، ببر خفته
 

مخروط دماوند در مرکز سلسله کوه های البرز بارزترین فعالیت آتشفشانی دوره «کواترنر» است. به استثنای برخی از فوران های کوچک که اخیرا کشف شد ، فعالیت جدیدی شناخته نشده است از این رو به آن آتشفشان نیمه فعال می گویند.
مخروط این قله منظم و روی کوه های فرسایش یافته چهار هزار متری واقع است. دامنه کوه پوشیده از جریان گدازه هایی به وسعت ۴۰۰ کیلومتر مربع است. جدیدترین گدازه ها در دامنه غربی مخروط قرار گرفته اند و روی همین دامنه است که به طور محلی مخروط هایی از خاکستر وجود دارد.
در ارتفاع ۱۰۰ متری ضلع جنوبی دماوند گازهایی نمایان است. ضمن آنکه در دهانه این آتشفشان با ۳۰۰ متر قطر دریاچه ای پوشیده از یخ وجود دارد.
آتشفشان دماوند از دید زمین شناسی یک سامانه آتشفشانی فعال است ولی فعالیت آن در حد خروج بخار و گاز و چشمه های آب گرم و همچنین بعضی از تظاهرات سطحی از نهشته های وابسته به یک سامانه آتشفشانی و همچنین اثرگذاری بر فرم و ریخت دره ها و ایجاد لغزش های گوناگون به عنوان اثرهای ثانویه بوده است.
اندازه گیری های سن با روش کربن ۱۴ که از مواد کربن دار موجود در این رسوبات آبرفتی به عمل آمده است حداقل سن دماوند را حدود ۳۸ هزار و ۵۰۰ سال تعیین می کند. با توجه به اینکه آثار یخچال های پلیستوسن در روی مخروط آتشفشانی از بین رفته است می توان ادعا کرد که فعالیت عظیم کوه دماوند مربوط به دوره هولوسن یعنی حدود ۱۰ هزار سال قبل است.
دماوند یک آتشفشان خفته است که امکان فعال شدن مجدد آن وجود دارد. در برخی از سال ها از جمله سال ۱۳۸۶ شاهد افزایش خروج دود و بخارهایی از قله بودیم که برخی از شاهدان آن را گواهی بر فعال شدن این آتشفشان پنداشتند اما در حقیقت در سال های پر بارش با نفوذ آب به درون قله و برخورد سنگهای داغ، جریانی از بخار آب از دهانه قله خارج می شود و چنین به نظر می رسد که فعالیت های آتشفشانی صورت گرفته است.

● تفتان ، آتشفشانی فعال
 

این کوه آتشفشانی در جنوب شرقی زاهدان و شمال غربی خاش با ارتفاع چهار هزار و ۱۱۰متر از سطح دریا قرار دارد. پیکره اصلی آن شامل دو کوه است که به وسیله بخش زین مانند و باریکی به هم متصل شده اند. گدازه تفتان مساحتی معادل هزار و ۳۰۰ کیلومتر مربع را پوشانده و لایه های خاکستر در این آتشفشان کم است.
از فعالیت های درون آتشفشان ابر سفید و مشخصی تشکیل می شود که از فاصله ۱۰۰ کیلومتری قابل مشاهده است و منظره یک آتشفشان فعال را به خوبی نشان می دهد. تفتان جزو یک منطقه آتشفشانی است که تا پاکستان شمالی ادامه دارد و به گره آتشفشان کوه سلطان که در پاکستان واقع و اکنون خاموش است تعلق دارد.
فعالیت این مراکز به صورت فوران های انفجاری بوده است. آخرین تکاپوی انفجاری تفتان دو فاز انفجاری است که حاصل آن ایگنمبریت دامنه جنوبی (شمال ترشاب) و توفانهای گسترده در دشتهای اطراف آتشفشان است.
اولین فعالیتی که شکل امروزی مخروط شمال غربی آن را درست کرده است باید سنی قبل از دوره پلسیتوسن (از دوران کواترنری از یک هشتم میلیون سال پیش تا ۱۰ هزار سال پیش) داشته باشد. فعالیتهای گدازه ای تفتان در دوران کواترنری صورت گرفته که شامل گدازه های آندزیتی است که بر روی توفهای قبلی ریخته اند.

● بزمان ، جوان ترین آتشفشان ایران
 

بزمان در ۱۱۰ کیلومتری شمال غرب ایرانشهر و جنوب غربی قله تفتان واقع شده که ارتفاع آن از سطح دریا سه هزار و ۵۰۳ متر است ولی نسبت به اراضی پیرامونی دو هزار و ۱۰۰متر ارتفاع دارد. جریان بزرگ گدازه از دامنه شرقی قله جریان یافته است. در دامنه شمالی نیز همین جریان گدازه، مخروطی با شیب تند و بسیار مشخص را شکل داده که از آن، جریان گدازه با عظمت خیلی زیاد بیرون آمده است.
در اطراف قله اصلی چندین مخروط کوچک دیده می شود که از گدازه تیره رنگ بازالتی تشکیل شده است. بلندترین قله ، مخروطی تازه ساز است که از قطعات بزرگ گدازه شکل یافته و قطر دهانه آن در حدود ۵۰۰ متر است. به نظر می رسد که بزمان جدیدترین آتشفشان ایران باشد. مواد آتشفشانی آن منطقه ای را در حدود هزار و ۴۰۰ کیلومتر مربع پوشش داده است.
با توجه به مورفولوژی (ریخت شناسی) و منظره ، تشابه زیادی با تفتان دارد. کوه بزمان را باید مانند تفتان جزو آتشفشان های نیمه فعال ایران محسوب کرد. در دهکده بزمان واقع در جنوب شرقی آتشفشان اصلی نیز چشمه آب گرمی که درجه حرارت آن در حدود ۳۶ درجه است وجود دارد که تا اندازه ای نیمه فعال بودن آتشفشان را تایید می کند.

● سبلان
 

سبلان در مشرق تبریز واقع است. ارتفاع آن از سطح دریا بیش از چهار هزار و ۸۰۰ متر و گدازه های آن سطحی معادل هزار و ۲۰۰ کیلومتر را اشغال کرده است که به دلیل فرو ریختگی و ریزش متعدد به شدت قطعه قطعه است.
«سبلان اصلی» ، «سبلان کوچک» ، «کوه سلطان» و «آغان داغ» قله های آتشفشانی این کوه را تشکیل می دهند. در قسمت شمال و در قاعده ای که بلندترین قله سبلان در آن واقع است دریاچه کوچکی وجود دارد که احتمالا باقی مانده دهانه آتشفشان است. در دامنه جنوبی سبلان ، چشمه های گوگردی زیادی وجود دارد که آب آنها در حدود ۴۰ درجه سانتی گراد حرارت دارد و تنها گواه فعالیت آتشفشان خاموش سبلان است.

● سهند
 

آتشفشان بزرگ سهند در ۴۰ کیلومتری جنوب تبریز واقع است و با آتشفشان های کوچک تر شمال غرب دریاچه ارومیه و مرکز آتشفشانی ارمنستان و آرارات که در نزدیکی مرز ایران واقع است ارتباط دارد. کوه سهند مخروطی بسیار پهن و گسترده دارد که از خاکسترهای فراوان تشکیل شده و به وسیله آب های جاری ، دره های تنگی در آنها ایجاد شده است.
به باور زمین شناسان به احتمال زیاد ، پیدایش آتشفشان های سهند به تجدید فعالیت گسل سلطانیه - تبریز که از منطقه سهند عبور می کند ، مربوط بوده است. مواد آتشفشانی سهند که بر روی رسوبات مختلف و در مساحت تقریبی چهار هزار و ۵۰۰ کیلومتر مربع پوشانده شده است.
سن مطلق گدازه های مختلف سهند بین ۱۲ تا ۱۴ میلیون سال را نشان می دهد. به این ترتیب آتشفشان های سهند در چند مرحله فعالیت داشته و در حد بین این مراحل فعال ، آرامش نسبی برقرار بوده است

پروتئین ها ملکول های پلیمری هستند که از کنار هم قرار گرفتن آمینواسید ها تشکیل می شوند، در واقع آمینواسید ها نقش مونومر را برای آنها دارند.
خوب به زبان ساده تر یعنی این که اگر پروتئین را یک دیوار آجری در نظر بگیریم، آمینواسیدها آجرهای تشکیل دهنده این دیوار هستند. حالا دیواری را فرض کنید که از چندتایی آجر مختلف که هر کدام شکل و اندازه و رنگ مختلفی دارد، ساخته شده باشند.

  اهمیت کعبه‌ی مشرّفه و مکه‌ی مکرمه سرزمین امن و آرامش نسبت به جهان هستی و انسانها
تحقیقات نشان داده است که کعبه مشرفه دقیقا در مرکز کره زمین قرار گرفته است. روزنامه الریاض چاپ عربستان به نقل از “مسلم شلتوت” استاد “مرکز ملی تحقیقات خورشید و فضای مصر نوشته است : تحقیقات فلکی همچنین نشان داده است که رکن کعبه درست به سمت چهار جهت اصلی ( شرق ، غرب ،شمال و جنوب ) قرار گرفته است.

شاید رقابت برای حل بزرگ ترین معمای فیزیک با چیزی که دانشمندان در ژرفای 1480 متری زیر زمین خواهند یافت به پایان برسد.
میان سال های 1876 تا 2002 میلادی، از معدن هُم استیک در شهر لید در داکوتای جنوبی آمریکا 3/5 میلیارد دلار طلا استخراج شد.استخراج طلا کار اصلی اغلب مردم این شهر بود.اما وقتی کاهش محصول معدن و افت قیمت ها سرانجام موجب بسته شدن معدن شد کسی نمی دانست از این حفره به عمق حدود 2500 متر چه استفاده ی دیگری می توان کرد!سرانجام در سال 2007/1386 بنیاد ملی علوم آمریکا به این نتیجه رسید که چنین حفره ای بهترین مکان برای ساختن آزمایشگاه مهندسی و علوم زیرزمینی (DUSEL)است؛ مجموعه ی پژوهشی عظیمی که میزبان عمیق ترین آزمایشگاه زیرزمینی دنیا خواهد بود.

  با افزایش جمعیت و پیشرفت تمدن در ایران باستان، ایرانیان در چندین هزار سال قبل دست به ابتکار جدیدی زده که آن را قنات یا کهریز یا کاریز نام گذارده اند. البته ((کاریز)) نام ایرانی قنات است و از ریشه های ((کن)) و ((ریز)) کندن و ریختن مشتق می شود.
با این اختراع که در نوع خود در جهان تا کنون بی نظیر است، می توان مقدار قابل توجهی از آب های زیرزمینی را جمع آوری کرده و به سطح زمین رساند که همانند چشمه، آب آن در تمام طول سال بدون هیچ کمکی از درون زمین به سطح آن جاری گردد.
با وجود اینکه چندین هزار سال از اختراع قنات می گذرد، هنوز هم این روش استفاده از آب، در قسمت مهمی از روستاها و شهرها متداول است. این اختراع که امروزه شهرت جهانی پیدا کرده بعد ها از ایران به بسیاری از نقاط جهان انتقال یافت.
قنات تشکیل شده از یک دهانه به نام ((هرنج)) یا (مظهر) که روباز است و یک مجرای تونل مانند زیرزمینی به نام کوره و چند چاه عمودی به نام میله که مجرا را با سطح زمین مرتبط می سازد و کار انتقال مواد حفاری شده به سطح زمین، هوا رسانی و تهویه ی مجرا را انجام داده و راه ارتباطی برای لایروبی قنات، تعمیر و بازدید از آن را انجام می دهد. مظهر قنات جائی است که آب از دل قنات بیرون می آید و قسمت انتهائی را پیشکار قنات می نامند که در منتهی الیه آن مادر چاه می باشد.
قطر چاه ها در حدود 90 الی 80 سانتیمتر و ابعاد مجرا 60 * 120 سانتیمتر و فاصله میان دو میله 15 تا 20 متر می باشد. طول رشته قنات ها هم متفاوت بوده (از کمتر از یک کیلومتر تا ده ها کیلومتر) و بستگی به شرایط طبیعی مسیر و عمق مادر چاه دارد. هر قدر شیب زمین کمتر و عمق مادر چاه بیشتر باشد به همان نسبت قنات طولانی تر خواهد بود. مهمترین عاملی طول قنات را مشخص می کند شیب زمین می باشد. هر چه شیب زمین کمتر باشد طول قنات بیشتر و هرچه شیب بیشتر باشد طول قنات کمتر خواهد بود. به عنوان مثال می توان به قنات (قصبه) در شهر گناباد اشاره کرد که 70 کیلومتر طول و مارد چاه آن 400 متر عمق دارد این قنات پیشینه تاریخی 2500 ساله دارد و بیش از 2000 هکتار از اراضی کشاورزی این شهرستان را بصورت سنتی آبیاری می کند. با یک محاسبه سرانگشتی می توان گفت 65 هزار تن خاک و سنگ برای حفر مادر چاه و چاههای عمودی و کانال افقی توسط کارگران و مقنیان جابجا شده و عظمت این کار کمتر از اهرام مصر نیست. قنات قصبه گناباد عمیق ترین قنات دنیا و پرآب ترین قنات منطقه کویری و یکی از عجایب تمدن بشری است. طولانی ترین قنات در منطقه زارچ یزد و با طول 100 کیلومتر می باشد. پر آب ترین قنات ایران قنات اکبرآباد فسا می باشد و عجیب ترین قنات ایران، قنات دو طبقه مون اردستان است که حدود 800 سال قدمت دارد. یکی دیگر از قناتهای جالب ایران قنات کیش است که در سال 1371 کشف شد. این قنات دو هزار ساله برای جذب گردشگران تبدیل به یک شهر زیرزمینی شده است و تاکنون 200 حلقه در مسیر این قنات شناسایی شده و سقف آن را لایه های مرجانی پوشانده است. در 43 کشور جهان قنات وجود دارد اما چهل هزار قنات فعال ایران چند برابر بیشتر از مجموع قناتهای در سایر کشورهاست. آب حاصل از همه قناتهای ایران حدود یک هزار متر مکعب در ثانیه است. مجموع طول همه قناتهای ایران حدود 274 هزار کیلومتر یعنی 43برابر طول دیوار چین و 18 برابر قطر کره زمین می باشد. گوبلو دانشمند فرانسوی حدود بیست سال در ایران اقامت داشته و درخصوص قنات تحقیق کرده و می گوید قنات اختراع ایرانیان است و دهها قرن قدمت دارد و چینیها 200 سال پس از ایرانیان فن احداث قنات را آموخته اند.
بهره برداری از آبهای زیرزمینی به وسیله چاه عمیق از حدود 40 سال پیش در ایران آغاز شد در ابتدا خیلی کند پیشرفت داشت ولی بعدها بر اثر تبلیغ زیاد دستگاه ها و همچنین سهولت حفر چاه و از طرفی مشکلات ناشی از حفر، نگهداری و ترمیم قنات استقبال از چاه بیشتر شد بطوریکه در حال حاضر تعدا چاه ها از صد هزار هم تجاوز کرده است. در نتیجه حفر زیاد و بی رویه چاه، میزان آبدهی بسیاری از قنات ها کاهش یافته و تعداد کثیری از آنها هم خشک و بایر شده است.

در این مقاله سعی بر آن شد تا لایه لایه زمین را مورد بررسی قرار دهیم.
پوسته (6 تا 35 کیلومتر)
قاره ها که به وسیله اقیانوس ها از هم جدا می شوند لایه ای است که از سنگ های گوناگون تشکیل شده است. بعضی از این سنگ ها چندین میلیارد سال عمر دارند. این لایه روی قسمت بالایی گوشته شناور است و حرت می کند. اما بخش دیگر پوسته لایه اقیانوسی است که بخش عمده آن از سنگ های سنگین بازالتی تشکیل شده است. سنگ هایی که از بیرون آمدن ماکمای گوشته در زیر آب و سرد شدن آن به طور دائم تشکیل می شوند. در عوض بخشی از پوسته قاره ای در نواحی فرورانش داخل گوشته فرورفته و ذوب می شود. بیشترین عمر پوسته اقیانوسی به 100 میلیون سال می رسد.
گوشته (35 تا 290 کیلومتر)
سنگ های گوشته بیشتر از ترکیب اکسیژن، سیلیکون و منیزیم ساخته شده اند. با وجود این که بیشتر آن جامد است اما در طول دوران های زمین شناسی این وضعیت فرق می کرده است. در حقیقت سنگ های جامد در قسمت شناور و بر اثر فعالیت های حرارتی مایع می شوند. این بخش فعالیت های گرمایی، حرکت قاره ها و گرمای داخلی زمین را تنظیم می کند.
گوشته بالایی
این لایه از پوسته عمیق تر است پس طبیعی است که حرارت و فشار بیشتری هم داشته باشد. به همین دلیل این قسمت از ترکیبات کریستالی گوناگونی تشکیل شده است. بیشتر این قسمت گوشته به ترتیب از کانی الیوین به عنوان بالاترین لایه، کانی اسپینل اصلاح شده و اسپینل معمولی در پایین ترین قسمت تشکیل شده است.
گوشته زیرین برای مدت یک دهه تصور می شد که گوشته زیرین ساختار یک نواختی دارد. اما داده های جدید نشان می دهند که رفتار قسمت های عمیق تر آن به کلی با قسمت های بالایی تفاوت دارد.
لایه پروف اسکیت
کانی های رایج این منطقه از نظر وزنی تقریباً 70 درصد وزن لایه گوشته را تشکیل می دهند. این کانی ها از انواع کریستالی سیلیکات منیزیم (MgSiO_3) تشکیل شده اند. این مجموعه از کانی ها در مجموع پروف اسکیت نامیده می شوند. تراکم این ناحیه باعث می شود که یون های منیزیم (زرد) به شدت متراکم بوده و به وسیله ساختار چهار وجهی اکسیژن – سیلیکون احاطه شوند. تا قبل از این تصور می شد که ساختار متراکم تری برای این خانواده از کانی ها وجود ندارد.
لایه پست پروف اسکیت
در دما و فشار 300 کیلومتری زیری گوشته پروف اسکیت ساختار جدید پیدا می کند. به این ترتیب منیزیم، سیلیکون و اکسیژن در لایه های مجزا در کنار هم چیده می شوند. فشار و دمای زیاد باعث می شود که تقریباً 5.1 درصد از حجم پروف اسکیت کم شده و گرمای زیادی از تبدیل آن آزاد شود. اتفاقی است که تأثیر زیادی بر سرنوشت و عملکرد داخلی زمین می گذارد. به این ترتیب قطر این لایه ها هرچه از عمر زمین بگذرد بیشتر می شود یعنی؛ در ابتدای تشکیل زمین از آن خبری نبوده است.
هسته (2900 تا 6400 کیلومتر)
حالا سفر ما به هسته زمین رسیده است. اگر لایه جدید را جزئی از هسته به حساب نیاوریم و آن وقت باید گفت که هسته زمین از آهن تشکیل شده است. خیلی قبل تر فکر می کردند که هسته زمین جامد است اما حالا مشخص شده است که قسمت بیرونی مایع است و تنها بخشی از قسمت داخلی هسته بر اثر فشار زیاد جامد است. هسته میدان مغناطیسی زمین را شکل می دهد و شکل آن بر درک ما از این میدان تأثیر می گذارد. کم شدن تدریجی حجم لایه جدید می تواند فضای لازم برای مایع شدن قسمت بیشتری از هسته را در اختیار بگذارد که می تواند بر میدان مغناطیسی زمین تأثیر بگذارد. در واقع هر روز مقدار بیشتری از لایه پست پروف اسکیت با هسته آهنی زمین مخلوط می شود.
منبع: مجله دایرة المعارفی دانستنیها (همشهری) / شماره 17