مهندسی

آشنایی با رشته های مهندسی و مقالات کوتاه

مهندسی

آشنایی با رشته های مهندسی و مقالات کوتاه

ژئومورفولوژی

ریشه لغوی ژئومورفولوژی علم شناسایی اشکال ناهمواریهای زمین است ، این واژه از زبان یونانی گرفته شده و از سه جز Geo به معنی زمین ، Morphe به معنی شکل و Logos به معنی شناسایی ترکیب یافته است. دید کلی ژئومورفولوژی جدید بیشتر مبتنی بر مقایسه سیستماتیک اشکال ناهمواریها و نهشته‌هایی است که موجب تعیین سن آنها می‌گردد و همچنین تعیین اشکال اولیه و اصلی ناهمواریها و بالاخره شناسایی فرآیندها و محیط موورفوکلیماتیک هنگامی که ناهمواریها را بوجود آورده‌اند، مورد توجه می‌باشد. همچنین ژئومورفولوژی از مطالعات آماری برای بررسی اشکال ناهمواریها بهره می‌گیرد و سعی دارد در تحول ناهمواریهای زمین علیرغم پیچیده بودن مساله دینامیک طبیعت ، سهم فرآیندهای مختلف ناشی از آب و هوا و پوشش گیاهی و ماهیت سنگها و ساخت زمین و تغییر شکلهای تکتونیکی و میراث مراحل اولیه تکامل را از نظر دور ندارد. تاریخچه این علم از دیرباز به وسیله جغرافی دانان یونانی بی‌آنکه عنوان مشخصی داشته باشد شناخته شده بود و بعدها در دوره رنسانس ، لئوناردو داوینچی و برنارد پالیسی در گسترش آن پیش قدم شدند. لئورناردو واوینچی در یادداشت‌های خود از روابط مهمی که بین ابعاد دره‌ها و رودخانه‌ها وجود دارد سخن می‌گوید و در قرن نوزدهم ژئومورفولوژی یکی از شاخه‌های سیستماتیک علوم مربوط به زمین می‌گردد. سیر تحولی و رشد •کاربرد ژئومورفولوژی در اوایل قرن 19 بوسیله مهندسین هیدرولیک که مامور ایجاد کانالهای آبی و تنسیق رودخانه‌ها بودند، مورد توجه قرار گرفت و ژئومورفولوژی دینامیکی نیز در تنظیم طرحهای ایمنی و حفاظت راه‌ها مورد توجه مهندسین عمران ناحیه‌ای واقع شد، از جمله مهندس سورل در سال 1872 تئوری جدیدی در مورد چگونگی تحول و تکامل و دگرگونی رودخانه‌ها ارائه داد. و مهندس دوس آب شناس معروف در سال 1841 مفهوم نیمرخ متعادل رودخانه‌ها را بیان داشت. •جنگل‌ انان نیز به نوبه خود دریافتند که در جهت مبارزه علیه فرسایش خاک به وسیله سیلابها می‌توان از علم ژئومورفولوژی کمک گرفت و به همین منظور در قرن نوزدهم درخت کاری حوضه‌های سیلابی متداول گردید. •پژوهش‌های علمی ژئومورفولوژی از اواخر قرن 18 آغاز گردیده بود و سوسور اهل ژنو ضمن بررسی یخچالها و اشکال نهشته‌های یخچالی دریافته بود که گسترش یخچالها در گذشته فوق العاده بیشتر از عصر حاضر بوده است : مطالعات نامبرده درقرن 19 به وسیله یک سوئیسی دیگر به نام آگاسیز دنبال شد. •زمین شناسان نیز به نوبه خود در جهت تعیین تاریخ زمین شناسی ، تحول ناهمواریها را مورد توجه قرار داده‌اند. چنانچه در اواخر قرن 18 هوتون مبتکر این روش بوده و تحقیقات نامبرده چند سال بعد به وسیلهپلیفر و جیکی و لئیل تعقیب شده است. در اواسط قرن 19 زمین شناسان انگلیسی اولین کسانی بودن که مفهوم پیدایش دشتگون را بیان داشته‌اند. •در کشور فرانسه ژنرال دولانوئه و مارژری که اولی توپوگراف و دیگری زمین شناس بود، اشکال کلاسیک ناهمواری ژورایی را با توجه به ساختهای چین خورده آن بررسی کرده‌اند و در سال 1888 کتال جالبی تحت عنوان مقدمه‌ای بر ژئومورفولوژی به چاپ رسانیده‌اند. •در اتازونی ، کشف قسمتهای نیمه خشک غرب به پوول اجازه داد که ضمن بازبینی زمینی کیفیت تخریب رودخانه‌ای را در کانیون کلرادو تجزیه و تحلیل کند، و همچنین ژیلبرت در این زمینه مکانیزم آبهای جاری را تعیین کرده و ماک جی نیز نقش آبهای جاری سفره‌ای شکل را بررسی نموده است. •این قبیل بررسی‌ها بعدا به وسیله ویلیام موریس داویس تئوریسین معروف تکمیل گردیده و نامبرده تئوری معروف سیکل فرسایش را پیشنهاد می‌کند و با ارائه این تئوری ، ژئومورفولوژی وارد مرحله جدیدی می‌شود و داویس شخصیت علمی جهانی پیدا می‌کند. قلمرو ژئومورفولوژی در مطالعه ناهمواریهای پوسته جامد زمین می‌توان سه ناحیه به شرح زیر تشخیص داد: •زمین‌هایی که در آب فرو رفته‌اند (اعماق دریا‌ها و دریاچه‌ها). •زمین هایی که خارج از آب هستند یعنی خشکیها. •ناحیه تلاقی این دو یعنی ساحل که خود قلمرو ویژه‌ای است. انواع ژئومورفولوژی •ژئومورفولوژی ساختمانی : ژئومورفولوژی ساختمانی از ماهیت سنگها و طرز قرار گرفتن آنها و پدیده‌هایی که از عمل تکتونیک (مانند خمیده گیهای طبقات ، شکستگیها ، چین‌ها و...) حاصل می‌شود ، بحث می‌کند که می‌توان گفت قسمت عمده شکل گیریهای پوسته زمین به وسیله این علم شناخته می‌شوند. •ژئومورفولوژی فرسایشی : گروه دیگر مانند آبهای جاری ، باد ، یخچالها که موجب کنده کاری ناهمواریها گشته و کم و بیش موجب تخریب و از بین رفتن آنها می‌گردند، مطالعه این گونه عوامل ، ژئومورفولوژی فرسایشی را تشکیل می‌دهد که گاهی به آن با کمی تفاوت در معنی عبارت ژئومورفولوژی دوره‌ای اطلاق می‌شود ارتباط ژئومورفولوژی با سایر علوم بین ژئومورفولوژی و سایر علوم ازجمله خاک شناسی ، هیدرولوژی و اکولوژی و آب و هوا شناسایی روابط بسیار نزدیک وجود دارد. زیرا عوامل این قبیل علوم بیشتر در سطح زمین موثرند. به علاوه مطالعات ژئومورفولوژی یک ناحیه با دانستن اطلاعات حاصله از علوم ذکر شده آسانتر می‌گردد.

رسوب شناسی

رسوب شناسی

ریشه لغوی

دید کلی

سنگهای رسوبی ، از انباشت ذرات ناشی از خرد شدن انواع سنگهای دیگر بوجود آمده‌اند. این ذرات ، معمولا به کمک نیروی گراویته ، آب ، باد و یا یخ به محل جدید خود منتقل شده و در آنجا به ترتیبی جدید نهشته می‌شوند. برای مثال ، امواجی که به ساحل صخره‌ها برخورد می‌کنند، ممکن است که از این طریق ، ذرات ریگ و شن دریا کنار دیگری را در همان نزدیکی فراهم آورند. این نهشته‌های ساحلی اگر سخت می‌شدند، سنگی رسوبی تشکیل می‌یافت. یکی از مهمترین خاصه‌های سنگهای رسوبی ، لایه بندی رسوبات تشکیل دهنده آنهاست. 

تاریخچه و سیر تحولی
  • تا قبل از سال 1815 میلادی بیشتر مطالعات بر اساس چینه شناسی بود و از شکل هندسی ، تعیین ضخامت و ارتباط جانبی رسوبات با یکدیگر استفاده می‌گردید. در سال 1815 ، ویلیام اسمیت نقشه زمین شناسی انگلستان را تهیه کرد و گسترش و قرار گرفتن توالی سنگهای رسوبی منطقه را با شکل نشان داد.


  • هنری سربی از سال 1859 از میکروسکوپ پلاریزان جهت مطالعه سنگهای رسوبی استفاده کرد و مقاله‌ای در سال 1879 در انجمن زمین شناسان لندن ارائه نمود که در آن اهمیت میکروسکوپ پلاریزان را در مطالعه سنگهای رسوبی بیان داشت، که این خود یکی از مهمترین پیشرفت‌های رسوب شناسی محسوب می‌شود. بر همین اساس هنری سربی به نام "پدر پتروگرافی" لقب گرفت.


  • در سال 1891 برای اولین مرتبه رسوبات عهد حاضر کف دریاها بوسیله کشتی چالنجر به سطح آب آورده شد و مورد مطالعه قرار گرفت. در سال 1919 ونتورث نیز مقاله‌ای در رابطه با اندازه و گردشدگی ذرات در سنگهای آواری ارائه کرد که قدم بسیار بزرگی در تقسیم بندی اندازه ذرات بوده است.


  • "گرابو" درسال 1904 مقالهای درباره طبقه‌بندی سنگها و بعدها در سال 1913 کتابی تحت عنوان "اصول چینه شناسی" نوشت که تمام مسائل رسوبگذاری تا زمان خود را در آن نیز عنوان نمود که این خود یکی از پیشرفتهای مهم در رسوب شناسی می‌باشد.


  • "هنز کلوز" در سال 1938 ساختمانهای رسوبی را مورد بررسی قرار داد و از مطالعه آنها میزان انرژی محیط و همچنین جهت حرکت رسوبات از منشا به حوضه رسوبگذاری را تفسیر نمود. در سال 1942 ، "کینگ" رخساره‌های مختلف رسوبی را تعبیر و تفسیر نمود بالاخره در سال 1952 گارلز به مطالعه ژئوشیمیایی رسوبات(اختصاصات فیزیک و شیمیایی مانند PH و Eh ) پرداخت. از آن زمان به بعد نیز تحقیقات زیادی در زمینه‌های مختلف رسوب شناسی توسط محققان این رشته در سراسر جهان انجام گردیده و یا در حال انجام است.

تقسیم بندی کلی ذرات رسوبات

ذرات آواری

ذرات جامد شیمیایی و بیوشیمیایی

  • خرده‌های اسکلتی
  • دانه‌های غیر اسکلتی کربنات کلسیم
  • کانیهای تبخیری که به طور فیزیکی حمل شده‌اند


 

کاربرد رسوب شناسی

  • مهمترین کاربرد رسوب شناسی در ارتباط با اکتشاف منابع طبیعی از قبیل نفت و گاز می‌باشد، در گذشته بیشتر کمپانیهای نفتی برای کشف مخازن در جستجوی تاقدیسها بودند، اما با پیشرفت زمان به این نتیجه رسیدند که علاوه بر نفتگیرهای ساختمانی ، نفتگیرهای چینه شناسی نیز از اهمیت خاصی برخوردار است.

    زیرا در این گونه نفتگیرها سنگهای با تخلخل و نفوذپذیری زیاد به طور جانبی و عمودی به سنگهای با نفوذپذیری کم تبدیل می‌شوند و از حرکت نفت و گاز به طرف بالا جلوگیری می‌کنند.


  • یکی دیگر از کاربردهای مهم رسوب شناسی در رابطه با روش لرزه نگاری ، مطالعه طبقات رسوبی در زیر سطح زمین است. بدین وسیله می‌توان محیط رسوبی ، ارتباط جانبی طبقات و همچنین توالی عمودی رسوبات را تعبیر و تفسیر نمود.


  • از مطالعات رسوب شناسی می‌توان در رابطه با کارهای اکتشافی ذغال سنگ استفاده کرد و گسترش وضعیت لایه‌های زغالی را تعبیر و تفسیر نمود.


  • بعضی از کانیهای فلزی مانند سرب و روی بطور محدود در سنگهای رسوبی میزبان ، نظیر ریفها یا رسوبات جلبکی فسیل شده ، وجود دارند. بنابراین درک رسوب شناسی به اکتشاف سرب و روی در این گونه سنگها کمک فروانی می‌کند.


  • اورانیوم و پلاسرهای مختلف در داخل رسوبات رودخانه‌ای قدیمه تجمع یافته‌اند، بنابراین با استفاده از مطالعات رسوب شناسی می‌توان محیط رسوبگذاری سنگهای رسوبی حاوی اورانیوم و پلاسرها را تعبیر و به اکتشاف این گونه مواد کمک فراوانی نمود.


  • در رابطه با هیدروژئولوژی ، مطالعات رسوب شناسی به شناخت و چگونگی تشکیل سنگهای آبدار در محیطهای رسوبی مختلف کمک زیادی می‌نماید. لذا ، بدین وسیله می‌توان به گسترش سنگ آبدار پی برد و از حفاریهای مکرر برای یافتن آب که متحمل مخارج زیادی است، جلوگیری کرد.

این ذرات از تخریب سنگهای قدیمه حاصل شده‌اند و درون حوضه رسوبی بر اثر فعل و انفعالات شیمیایی و بیوشیمیایی تشکیل گردیده‌اند. این گروه خود به دستهای زیر تقسیم می‌شود:

ذرات تشکیل دهنده این گروه از تخریب سنگهای موجود در سطح زمین حاصل شده‌اند. این ذرات باید دارای مقاومت مکانیکی و ثبات شیمیایی زیادی در مقابل عمل هوازدگی باشند تا در رسوبات باقی بمانند ، زیرا اگر مقاومت آنها کم باشد در منشا یا بعد از رسوبگذاری تجزیه و کانیهای جدید به ویژه "رسی" را به وجود می‌آورند. ذرات آواری خود به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:
گلاکونیت کوارتز و فلدسپات