پیدایش کره زمین و نظریات مربوط به آن

کره زمین چگونه شکل گرفت

 

 

 

به گفته زمین شناسان تاریخچه پیدایش عمر کره زمین بالغ بر 4.578 میلیارد سال تخمین شده  مهمترین فرضیه برای تشکیل زمین اینست که زمین در ابتدا در اثر ابرهای خورشیدی بوجود آمد در اینجا منظور از ابر خورشیدی یا نیبولا، توده انبوهی از گاز های داغ و ذرات غبار ریزیست که پس از تشکیل خورشید در اطراف این سیاره غول پیکر به جامانده بودند این ذرات بخاطر نیروی کشش ستاره های غول پیکر در اطراف منظومه شمسی به همدیگر پیوسته و در فواصل معینی از خورشید قرار گرفته وباعث ایجاد چند سیاره از منظومه شمسی شدند که زمین یکی از آنهاست. اما پس از گذشت 20 میلیون سال کره زمین شکل واقعی خود را بدست آورد که همانند کره ای آتشین و قرمز (جگری)مملو از مواد مذاب بود. بر طبق فرضیه دانشمندان مواد سنگین زمین از قبیل آهن و نکل و غیره در اثر سنگینی تدریجاً بطرف مرکز زمین حرکت نمودند و هسته مرکزی زمین را بوجود آوردند و نیز موادی که کثافت (چگالی) کمتری داشتند به طرف بالا حرکت کرده و پوسته خارجی وسطح زمین را شکل دادند. درهر حال بعد از سپری شدن این مراحل ما گماهای درون زمین آنقدر قوی بودند که مرتباً سطح ضعیف و خشکیده زمین را باز کرده و مواد مذاب خود را بیرون ریختند. این فعالیت ها تا زمان آرامش نسبی زمین ادامه پیدا کرد. خروج مواد مذاب موجب شد مقدار زیادی از گاز ها که در درون زمین محبوس بودند به سطح زمین بیایند و از طریق سطح به طرف ارتفاعات بالا صعود نموده و جو ضخیم زمین یا اتموسفیر را شکل دادند.

 در حدود 300 الی 400 میلیون سال پس از سرد شدن پوسته زمین روند شکل گیری اقیانوسها آغاز شد. این پروسه (فرایند) در وقتی بود که سطح این سیاره مورد هجوم میلیون ها شهاب سنگ قرار گرفت و برخی از این سیارک ها و ستاره های دنباله دار حاوی مقدار عظیمی یخ بودند. در اثر برخورد و انفجار با سطح زمین بخار آب زیادی درجو زمین مستقر گردید و بخار آب وارد شده به اتمسفیر با آزاد کردن انرژی گرمایی خود جذب هسته های تراکم مواد آتشفشانی و گرد و غبار حاصل از شهاب سنگ هاشده و ابر های بسیار غلیظ باران زا را بوجود آورد. بارنده گی های بسیار شدید آغاز شد و گسترش بارنده گی ها به مدت چند میلیون سال سبب تشکیل این اقیانوس ها گردید.

همینطور بارنده گی های مستمر سبب پاک شدن اتمسفیر از ذرات مواد آتش فشانی و نیز حل شدن قسمت اعظم گاز کاربن دای اکساید در آب دریاها شد. با پائین رفتن غلظت گاز کاربن دای اکساید وبخار آب به اثر گاز گلخانه ای شدید زمین تعدیل شد. اولین جرقه پیدایش حیات در زیر آبهای دریاها شکل گرفت و در ابتدا موجودات تک سلولی و میکرو ارگانیزم های خاصی در کف دریا بوجود آمدند موجودات تک سلولی این توانایی را داشتند.که از راه های گوناگون و در دشوارترین حالات ممکن کسب انرژی نمانید دراین میان 2.2 میلیارد سال بعد از تشکیل زمین یک نوع باکتری بنام پرکاریو تهای چند سلولی بوجود آمد که قادر بود بر روی ترکیبات کاربن دار. عمل فتوسنتیز را انجام داده و گاز اکسیجن را آزاد نماید اما به مدت 500 الی 600 میلیون سال گاز اکسیجن محلول در آبهای اقیانوسها بود و بعد از آن وارد اتمسفیر گردید. با وجودآمدن این گاز تدریجاً گونه های زیستی مختلف در دوره جدید کامبرین شروع شد. قبل از دوره زمین شناسی کامبرین بعلت غلظت بالای کاربن دای اکساید در جو، رنگ آب اقیانوسها سبز بوده با شروع دوره جدید میکرو ارگانیزم های پدید آمدند که می توانستند ترکیبات کاربن دار را مصرف و اکسیجن وارد اتمسفیر نمایند وبه این شکل جو زمین رقیق شده توسط گاز اکسیجن مهمترین عامل در تغییر رنگ اقیانوسها بود.

صخره های اولیه در 3.8 میلیارد سال پیش و سرد شدن پوسته زمین شکل گرفتند. این صخره های سنگی بیشتر مربوط به سنگ های اولیه زمین بودند و پس از سالیان متمادی بوسیله آب و باد فرسایش یافته و توسط لایه های سنگی جدید پوشانده شده اند. سنگ های جدید معمولاً در اثر فعالیت های آتشفشانی وفعالیت های کوهزایی بوجود می آمدند. تعیین طول عمر سنگ های قدیمی با استفاده از روش رادیو متریک نزدیک به 50 سال است که انجام می شود بر رسی های دانشمندان حاکی از اینست که اتمسفیر اولیه زمین شامل گاز های مانند هایدروجن، کاربن مونواکساید، کاربن دای اکساید، دای، اکساید گوگرد، نایتروجن و بخار آب بود که این گاز ها در ترکیب با یگدیگر گاز های دیگری از جمله آمونیاک سیائید هایدروجن و متان را تولید می کردند بنابر این می توان تصور کرد که هوای اتمسفیر در آن زمان های بسیار دور که چقدر سمی و خطر ناک بوده ولی با وارد شدن اکسیجن به این کره و پائین آمدن غلظت گازهای سمی در حدود 1.5 میلیارد اتمسفیر مناسب برای حیات موجودات زنده رونما گردید. البته همه این پروسه در یک مقیاس زمانی بسیار طولانی یک میلیارد ساله بوجود آمد. کره زمین درطول حیات خود. بر خورد های زیادی با شهاب سنگها وستاره های دنباله دار داشته که آثار بعضی از این بر خورد ها به شکل گودال های بزرگ و دره های عمیق مشهود است هر چند که این آثار بواسط حرکت قاره ها و فعالیت آتشفشانها از بین میروند. در کمتر ازیک میلیارد سال پیش خشکی های زمین که به همدیگر متصل بودند و ابر قاره  رودیانا را تشکیل می دادند شکسته شده و قاره پانویتا را بوجود آوردند و در 225 میلیون سال پیش ابر قاره پانجه آ بوجود آمد و 25 سال بعد ابر قاره پانجه آبه دو قاره مجزای لورا سیا و گندوانا تبدیل شد. لور اسیا که شامل اروپای امروزی و بخشی از آسیا و امریکای شمالی بود و قاره گندوانا نیز افریقا و استرالیا و امریکای جنوبی را در بر داشت روند حرکت قاره ها ادامه پیدا کرد البته در مقیاس زمانی طولانی تا اینکه خشکی ها به شکل قاره های امروزی در آمدند.

قاره آسیا بواسط بر خورد ورقه عربستان و همچنین شبه قاره هند پهناور تر شد بلند ترین ساحه زمین را قله ایورست تشکیل می دهد که درکوه های همالیای براعظم آسیا در شمال هند موقعیت داشته و 8848 متر از سطح بحر ارتفاع دارد. عمیق ترین قسمت زمین در بحر الکاهل جنوب شرق چین واقع است که 11036 متر از سطح بحر پائین افتاده است و بنام گودال ماریانا یاد می شود. (مبادی جغرافیه ص 25-27)

هسته خارجی زمین که مواد مذاب در آن است با حرکت خود یک میدان مقناطیسی قوی ایجاد کرد و باعث حفظ اتمسفیر و دفع اثرات مخرب بادهای سریع مقناطیسی خورشیدی شد و نیز لایه اوزون که پس از اکسیجن اتمسفیر تشکیل گردید مانند سپری در برابر اشعه های مضر خورشید عمل می نمود.

 

 

 چگونگی پیدایش زمین و حیات بر روی آن

چگونگی پیدایش زمین.

اکثر دانشمندان (دکارت، کانت، لاپلاس و بوفون ) زمین شناسان و علما معتقداند که حدود 15 میلیارد سال قبل بر اثر عبور ستاره ای از نزدیک خورشید انفجاری عظیم در آن بوجود آمد و گاز ها یی 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 هاست. میلیون ها سال طول کشید تا زمین با دور شدن از خورشید ازحالت گاز بصورت جامد و بشکل امروزی در آید (حدود 5 میلیارد سال پیش)

در طول مدت 200 میلیون سال مالیکول های نایتروجن و هیلیوم در فضای اطراف زمین پراگنده شدند و سپس بر اثر تراکم مالیکول های نایتروجن و اکسیجن آب بوجود آمد و بصورت باران بر زمین باریدن گرفت و زمین در زیر قشری از آب قرار گرفت بر اثر فشار های درونی بر رسوبات پوسته زمین خشکی های امروزی در طول دوران های مختلف زمین شناسی سر از آب بیرون آوردند اولین بار نباتات در زمین روئیدند و این وضع میلیون ها سال ادامه داشت سپس موجودات دیگری به تدریج در زمین پدیدار گشتند.

 

 

 

اجزای تشکیل دهنده کره زمین:

الف- پوسته خارجی یا لیتوسفیر: که ضخامت آن بین 5 الی 50 کیلو متر بوده و مهمترین عناصر تشکیل دهنده آن رسوبات و سنگ هایی هستند که از مواد کانی مختلفی مانند اکسیجن، کاربن، آهن، کلسیم، سلیکان، المونیم، سودیم، نایتروجن و .... بوجود آمدند.

ب- جبه یا زیر پوش یا منتل یا گوشته: در زیر پوسته قرار گرفته و مواد در آن بصورت خمیری شکل میباشند این مواد که به مگما معروفند بر اثر عمل آتشفشانی بر روی زمین آمده و تشکیل سنگهای اولیه را میدهند ضخامت این لایه حدود 2900 کیلو متر است.

ج- قسمت مرکزی زمین بنام هسته نامیده میشود که شامل دولایه هسته خارجی (2100 کیلو متر) و هسته داخلی (1370 کیلومتر) است اکثراً دارای ترکیبات آهن و نکل می باشند.

درجه حرارت مرکزی زمین به 5530 درجه سانتی گراد میرسد و تمام مواد موجود در آن گداخته اند.

در اوایل پیدایش منظومه شمسی ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتاً از گاز و غبار تشکیل شده بود پس از برخورد به هم چسپیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.

4.5 میلیارد سال پیش زمین دارای سطحی داغ قرمز(جگری) و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلونها سال سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه های زیرین و از طریق دهانه های آتشفشانی بیرون شده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردندو هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه گردید.

پس از یک میلیارد سال زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آن میلیون ها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاد. باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی در آمده است. اکتشافات جغرافیایی ص (49- 52)

 

زمین در آغاز شکل گیری

تحقیات زمین شناسی و علوم زمین نشان داده اند که زمین از ابتدا به همین شکل امروزی نبوده است. امروز این موضوع بدیهی به نظر میرسد و حتی میتوان با اطمینان گفت زمین در آینده به همین شکل نخواهد ماند. زمین در حال تغییر است و این ماجرا از ابتدا پیدایش آن آغاز شده است. باد، باران، گرمای خورشید و همه نیروهای طبیعت هر روز مشغول تغییر دادن چهره سیاره ما هستند این تغییرات بسیار کوچک هستند اما وقتی در مقیاس زمانی میلیون ها سال روی هم انباشته شوند چهره زمین را بسیار تغییر می دهند. تکتونیک صفحه ای یکی از این عوامل تغییر است. نیرویی که هر روز جای قاره ها وخشکی ها را عوض میکند پس ابتدا باید ببینیم که این نیرو چطور عمل میکند و حاصل آن چه تغییری است.

زمین در ابتدای پیدایش به صورت کره ای از مواد بسیار داغ و مذاب بود. کره ای که زیر بمباران شدید تکه پاره های به جا مانده از پیدایش منظومه شمسی بود. حتماً مقدار زیادی بخار آب در مورد تشکیل دهنده زمین وجود داشته اند که بر اثر کم بودن جاذبه زمین جوان از روی آن پراگنده شده اند. با گذشت زمان زمین شروع کرد به سرد شدن به تدریج عناصر سنگین تر ته نشین شده و هسته فلزی زمین را بوجود آوردند به همین ترتیب عناصر سبک تر به سطح آمده و ابتدا گوشته و بعد پوسته زمین را تشکیل دادند.

همین پوسته ای که امروز روی آن زنده گی می کنیم و آنرا به قاره های مختلف تقسیم کرده ایم. با قیمانده بخار آّب به همراه گازهایی که از مواد مذاب متصاعد می شد دور زمین جمع شد به این ترتیب جو کره زمین مخلوطی بود از گاز هایی مثل هایدروجن، هیلیوم، متان وامونیا و مقدار زیادی کاربن دای اکساید که زمین داشت سرد می دشد و همین اتفاق باعث شد که بخار آب موجود در جو به شکل ابر در آمده ویک دوره پر از باران بوجود بیاید. باران هایی که در نهایت اقیانوس ها را شکل دادند. این بارش ها و آمونیاک از جو زمین شسته شده؛ سبب شد که بارانی از اسید بر روی زمین بریزد CO2  باعث شدند که بیشتر گازهای مثل این حوادث به فاصله کمتر از یک میلیارد سال بعد از پیدایش زمین اتفاق افتاد یعنی زمین از یک کره داغ و سوزان که مواد مذاب در سطح آن جریان داشتند تبدیل به کره ای اقیانوسی از اسید آنرا پوشانده بود، شد به این ترتیب دوران اول تمام شد و با پایان یافتن آن بمباران های فضایی هم به آخر خط رسید.

بارش باران و اقیانوس اسیدی باعث شدند که روند سرد شدن زمین سریعتر شود به این ترتیب پوسته در حال سرد شدن زمین است مثل یک سیب در حال پلاسیدن چین خورده و در نتیجه ترک هایی در آن پدید آمد اولین موجودات زنده همان زمان در اقیانوس ها پاه به عرصه هستی گذاشتند.

زمین در آغاز دوران اول پستی و بلندی هایی داشت که در آن اقیانوس ها جای گرفتند. خشکی ها روی زمین پدیدار شدند اما پوسته زمین ترک خورده بود و به چند صفحه بزرگ تقسیم شد. این صفحات نازک 6 تا 60 کیلومتر روی لایه ای از مواد مذاب و نیمه مذاب گوشته شناور بودند درست مثل حالا ازهمان زمان یعنی نزدیک به 3.5 میلیارد سال قبل حرکت خشکی ها جابه جا شدن آنها و تغییرات مداوم پوسته زمین آغاز شد به این حرکات تکتونیک صفحه ای گفته می شود. بر اساس این حرکت پوسته اقیانوس ها که نازک تر از پوسته قاره ای است (پنج تا ده کیلو متر) به طور دایم به زیر پوسته قاره و داخل گوشته فرو می رود و ذوب میشود یکی ازنقاطی که این اتفاق در آن می افتد ناحیه مکران درایران است. در این ناحیه پوسته اقیانوس هند به زیر صفحه ایران برخورد کرده و در داخل گوشته فرو می رود. در عوض درست در مرکز اقیانوس ها جایی که پوسته اقیانوسی کش آمده وبه کمترین ضخامتش می رسد مواد مذاب گوشته از آن بیرون می ریزند و بر اثر بر خورد با آب تبدیل به پوسته اقیانوسی می شوند اما چرا این اتفاق می افتد؟ زمین شناسان می گویند جریان های همرفت زیر پوسته و بالای گوشته زمین باعث می شوند که صفحات پوسته روی آن بلغزد و این لغزش باعث حرکت آنها می شود. یعنی زایش مداوم. پوسته در اقیانوس اطلس باعث می شود که دو قاره افریقا و امریکای جنوبی از هم دور شوند. اگر به قسمت های غربی قاره افریقا نگاه کنید می بینید که قسمت های شرقی امریکای جنوبی درست مثل یک قالب داخل آنجا می افتد اما این تنها بخشی از یک حرکت بزرگ و جهانی است 2- اکتشافات جغرافیایی ص 52- 54

 

 

پیدایش حیات در زمین

میلیون ها سال پیش زمین فاقد هر گونه حیات بود بسیاری از زیست شناسان اعتماد دارند حیات نخستین بار در اقیانوس ها تشکیل شده است برای توجیه این مطلب نظریه الگوی سوپ بنیادین ارایه شده است. بر اساس این نظریه به یک باره در اقیانوس های زمین مقدار زیادی مواد آهکی پدید آمدند به عنوان مثال آمونیاک (NH3)   متان (CH4) و گاز های نایتروجن ، هایدروجن و بخار آب که این گازها و مواد باهم در واکنش های کیمیاوی ساده شرکت میکرده اند و مواد پیچیده تری به وجود می آورده اند. این واکنش های ساده کیمیاوی به کمک انرژی رعد و برق و یا اشعه ی کیهانی انجام شده است زیرا زمین در آن زمان لایه ی محافظ اوزون را نداشت و همه اشعه های ماورای بنفش و کیهانی مستقیماً به سطح زمین میرسید.

موادی مانند سیانید ها و آلدئیدها تشکیل شدند این مواد که در مراحل بعد این واکنش ها منجر به تولید اسید های آمینه ایزومر هم خانواده ازنظر شیمایی (کیمیاوی) میشدند و این اسید های امینه زمینه را برای ساخته شدن پروتین ها فراهم میکردند.

 

زمین اولیه :

وضعیت زمین در طول نخستین دوران پیدایش آن

تا مدت درآزی سطح زمین پر از آتشفشان های فعال و دود بود، خرده سیاراتی که زمین را تشکیل می دادند سرد بودند اما برخورد آنها چنان شدید بود که زمین را بسیار گرم میکرد تخریب مواد رادیو اکتیو عناصر مهم بر گرمای زمین افزود. آهن و نکل ذوب شدند و با فرونشتن هسته زمین را پدید آوردند. مواد سبک تر هم در سطح پوسته آن تجمع یافتند

اتمسفر اولیه:

هوایی که زمین جوان را در بر می گرفت.

وقتی که زمین شکل گرفت گازهای زیادی از درون آن خارج شدند و اتمسفیری پر از ابر را تشکیل دادند. آن ابر ها بخار آب فراوان داشتند درمدتی کمتر ازیک میلیارد سال، باران ها شروع به ریزش کردند و نخستین اقیانوس ها را پدید آوردند. گازهای متان و امونیاک هم تحت تاثیر آفتاب از بین رفتند. هایدروجن موجود در آنها به فضا فرار کرد در نتیجه فقط نایتروجن و کاربن دای اکساید باقی ماند.

 

 

ایجاد اکسیژن: تولید اکسیژن آزاد در اتموسفر

هوای اولیه زمین اکسیجن نداشت و اکسیجن که امروزه در اتمسفیر می یابیم از حدود یک میلیارد سال پیش که گیاهان پدید آمدند و پروسه (فرایند) فوتوسنتیز را آغاز کردند به وجود آمد این اکسیجن لایه ازون را هم پدید آورد که می توانست جلو اشعه زیان آور ماورای بنفش را بگیرد بدون و جود این لایه محافظ حتی گیاهان هم قادر به زیستن روی خشکی نبودند ( دانشنامه فشرده زمین)

منابع و ماخذ:

  1. امان محمد عثمان- 1391 مبادی جغرافیه – نامی – مطبعه کاروان
  2. اوریان – اولشن – 1385 تاریخ اکتشافات  جغرافیایی – تهران
  3. سهاک عبدالظاهر – 1385 جغرافیه فزیکی براعظم ها- کابل R.C.A
  4. فارندن جان 1389 – دانشنامه فشرده زمین تهران ص 66- 6

 

/ 0 نظر / 194 بازدید