الجيولوجيا المتقدمة ملاحظات على الجيولوجيا
تقدم هذه المقالة ملاحظات على الجيولوجيا: - 1. مقدمة في الجيولوجيا 2. أهمية الجيولوجيا في ممارسة الهندسة المدنية 3. الفروع.
مقدمة في الجيولوجيا
تتعامل الجيولوجيا مع دراسة الأرض التي نعيش فيها. حقيقة أننا نعيش على الأرض هي سبب كاف لتبرير دراستها. كما نعرف عن الأرض ، خصوصًا بيئتها ومواردها ، فإننا نفهمها ونقدرها. نحن ندرك أن أرضنا هي أهم جسم في الكون.
لكن في رأي أوسع ، ربما يتعين على الأرض أن تتنافس مع الأنظمة السماوية الأخرى. من المعروف أن هناك نجومًا بها كواكب خاصة بها. البشر لم يبتكروا بعد التلسكوبات القوية بما يكفي لرؤيتهم. ومع ذلك ، فنحن مقتنعون بوجودها من حركات النجوم المتذبذبة. الأرض هي كوكب متوسط يدور حول نجم متوسط الحجم ، الشمس.
يبدو أن الأرض كوكب متوسط الحجم ، لكننا ندرك تفرده حيث يمتلك مياه وفيرة تمثلها المحيطات. تتمتع الأرض بجو يدعم الحياة.
يتم التحكم بدرجة الحرارة السطحية بشكل رئيسي عن طريق المسافة من الشمس ، ويجعل من الميزات المختلفة ممكنة وبالتالي هذه الميزات تجعل الحياة ممكنة على الأرض. جوانب تطور وتاريخ الحياة هي جوانب ذات صلة بالجيولوجيا التاريخية.
نحن ندرك الآن ، بفضل البرامج الفضائية ، أن الأرض فريدة من نوعها في امتلاك مجال مغناطيسي ومن المعروف أن هذا الحقل المغناطيسي ينتج عن قلب الحديد السائل الذي يعرف أيضًا أنه يخزن الطاقة التي تسبب تكوين سطح مختلف مثل سلاسل الجبال.
هذه الميزات هي عرضة لعمليات تشوه وتآكل سطح الأرض والتي هي الجوانب الرئيسية للجيولوجيا المادية. الجيولوجيا على وجه العموم هي دراسة العواقب المختلفة للملامح الفريدة للأرض.
لقد ساهمت الجيولوجيا بشكل كبير في الحضارة الإنسانية فكريا واقتصاديا. إن فهم عمر الأرض وتطور مقياس زمني مطلق هما من بين المفاهيم العظيمة التي حققتها الدراسات الجيولوجية. تجدر الإشارة إلى أن الجيولوجيا تختلف عن معظم الموضوعات الأخرى في أنها تهتم بالوقت المطلق.
الوقت الذي نتعامل معه في كثير من الأحيان في معادلات مختلفة من الفيزياء والكيمياء يهتم في الغالب بمعدلات التغيير وقياس الوقت هذا نسبيًا - وليس مطلقًا. يمتد الزمن الجيولوجي إلى 5 مليارات سنة أو أكثر ، عندما تكونت الأرض.
تهتم الجيولوجيا بفترات زمنية هائلة عندما يتم قياسها مقابل التجربة البشرية. هناك جانب آخر يبرز من الجيولوجيا هو أن التغيير المستمر سواء البيولوجي والمادي يحدث على الأرض.
تُظهر المساهمات الاقتصادية للجيولوجيا للحضارة الإنسانية بطرق عديدة أنها موضوع عملي مفيد. تساعد المعرفة الجيولوجية على تحديد الموارد المعدنية وإزالتها. وباستثناء المياه والتربة ، فإن جميع الموارد المعدنية مثل الرمل والحصى والبترول والفحم والمعادن غير قابلة للتجديد. بمجرد أن يتم استخراجها ، فقد ذهبوا وعلينا أن نبحث عن ودائع جديدة.
تمكن علماء الجيولوجيا من اكتشاف رواسب المعادن والمعادن المنتجة للطاقة التي تقوم عليها حضارتنا. يهتم الجيولوجيون أيضًا بالمشاكل الاقتصادية الأخرى مثل التحضر. مع تطوير المدن الضخمة للمباني الكبيرة مثل المباني الشاهقة والواسعة ، يتم بناء الجسور والسدود ، كما أن معرفة الجيولوجيا مفيدة جدًا في تصميم أسس هذه الهياكل.
هناك حالات من الهياكل الكبيرة والصغيرة التي فشلت من خلال إهمال المبادئ الجيولوجية. تفشل السدود إذا تم بناؤها بالقرب من أخطاء نشطة أو على أساسات مسامية.
هناك حالات من الطرق السريعة التي تم بناؤها حديثًا والتي تم غسلها أو سدها بسبب الانزلاقات الأرضية خلال موسم الأمطار الأول بعد إنشائها. تم تدمير بعض المنازل المبنية على جوانب التلال بسبب التدفقات الطينية والانهيارات الأرضية. لقد أدرك الجيولوجيون الحاجة إلى الهياكل المقاومة للزلازل وساعدوا في تصميمها.
تقوم الجيولوجيا على الملاحظات وتحاول معرفة تاريخ الأرض من خلال الملاحظات المنطقية وتطبيق فروع أخرى من العلوم مثل الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا. على سبيل المثال ، فإن استخدام الأحافير حتى الآن أو إقامة معاصم من الطبقات الصخرية يعتمد على مبدأ أساسي بسيط هو أن الحياة قد تغيرت خلال التاريخ الطويل للأرض.
وقد تم التوصل إلى هذا المبدأ نتيجة الملاحظات الدقيقة التي أُبديت في العديد من الأماكن. لا يمكن إدارة نطاق ونطاق معظم المشاكل عن طريق الدراسة المختبرية. على سبيل المثال ، ليس من الممكن إحضار بركان إلى مختبر على الرغم من أن بعض جوانب البراكين يمكن دراستها في الداخل. ليس من الممكن أيضًا محاكاة التوقيت الجيولوجي في أي تجربة.
يتبنى الجيولوجي طريقة فرضيات العمل المتعددة للتحقق من نظرياته ومحاولة الوصول إلى أفضل نظرية منطقية. تحتاج هذه العملية إلى معالجة أكبر عدد ممكن من الفرضيات وأيضاً مهارة ابتكار طرق لاختبار كل نظرية. قد لا يكون من الممكن دائمًا الوصول إلى حل فريد.
في هذا الموضوع ندرس من خلال النظر في القشرة - الكيلومترات الخارجية القليلة - من الأرض. نحن ندرس المعادن والصخور من القشرة لأنها توضح الضوء على تكوين القشرة والعمليات المختلفة التي تتم داخل القشرة وكذلك على سطحها. ندرس التآكل ، وهي العملية السطحية الأكثر هيمنة.
نحن ندرس تفاعلات العمليات في القشرة الأرضية والأجزاء العميقة من الأرض ونعرف كيف حدثت ملامح السطح الحالية للأرض. ندرس كيف يحرك النهر حمولته من الرواسب أو كيف يتحرك النفط تحت الأرض.
نحن ندرس الآليات المشاركة في الزلازل. من أهم أهداف الجيولوجيا هو تطوير فهم لمواد الأرض وكيف تخضع هذه المواد للتغييرات والتعديلات من خلال عمل العوامل والقوى الطبيعية على مدى فترة زمنية.
ندرك أن السمات المختلفة للأرض لم تتشكل في نفس الوقت. نحن نحاول الإجابة على العديد من الأسئلة الأساسية من خلال دراسة الجيولوجيا. نحن نحاول معرفة عدد الأشياء التي حدثت.
نحن نحاول أن نفهم ظواهر مثل ، نمو بركان أو حركة نهر جليدي أو تطوير قنوات نهرية متعرجة أو كيف تخضع الصخور للتشوهات بسبب القوى الخارجية وما إلى ذلك. نحن ندرس تشكيل السلاسل الجبلية أو كيف تم تشكيل حقول الفحم.
باختصار ، التغيرات الجيولوجية شاسعة وحدثت وما زالت تحدث. يتم باستمرار تشكيل الأرض وإعادة تشكيلها من خلال التغيرات الجيولوجية البطيئة في معالمها.
دور الجيولوجيين يشارك الجيولوجيون في مجموعة متنوعة من المجالات. انهم يعملون مع المعادن والصخور والخامات والحفريات.
يسعى علماء جيولوجيا البترول إلى الحصول على رواسب البترول والغاز الطبيعي التي تشكل الوقود الطبيعي الرئيسي لدينا وأغلى منتج معدني.
ويشارك الجيولوجيون المناجمون في البحث عن رواسب الحديد واليورانيوم والرصاص والزنك وكذلك الترسبات غير الفلزية مثل الفحم والحجر الجيري والملح والجبس والبوتاس.
يساعد الجيولوجيون في المياه الجوفية في تحديد موقع إمدادات المياه الجوفية للاستخدام المنزلي والصناعي.
علماء المعادن تحديد المعادن ودراسة خصائصها الفيزيائية والكيميائية. تشكل دراسات الأحجار الكريمة أيضًا جزءًا من دراستهم.
يقوم علماء البترول بدراسة تكوين وأصل الصخور المختلفة.
ويشارك علماء الأحافير في دراسة الحفريات أو بقايا أو آثار الحياة الماضية والتي يتم الحفاظ عليها بشكل طبيعي في الصخور. تشير الحفريات إلى تطور منظم من الأشكال الأكثر بدائية في الصخور القديمة جدا إلى بقايا الحياة في العصور الحديثة. يمكن استخدام دراسة الأحافير في قلوب الآبار في حفر النفط لتحديد الأعمار النسبية للصخور.
يقوم علم طبقات الأرض بعمل دراسة عن الترتيب الذي تشكلت فيه الصخور لتوجيه البحث عن البترول واليورانيوم والمواد.
يقوم الجيولوجيون الإنشائيون بدراسة بنية أو ترتيب صخور قشرة الأرض.
علماء الجيومورفولوجيا دراسة طبيعة وأصل المناظر الطبيعية. يكرس الجيولوجيون الهندسيون أنفسهم لتطبيق الجيولوجيا على مشاريع مثل مواقع السدود ، والأنفاق ، وخزانات المياه ، وبناء الطرق السريعة والسكك الحديدية ومواد البناء. يتلقى الجيولوجيون المساعدة من الجيوفيزيائيين الاستكشافيين ، وعلماء الزلازل ، وعلماء الجيوكيمياء ، وأخصائيين كخبراء في علم الحياة القديمة ، ويقدمون المساعدة للمهندسين ، وعمال المناجم ، والمحافظين على التربة ، إلخ.
أهمية الجيولوجيا في ممارسة الهندسة المدنية:
يجب على المهندس المدني التعامل مع مجموعة متنوعة من المشاكل حيث تكون معرفة موضوع الجيولوجيا مفيدة للغاية.
بعض المجالات الهامة لتطبيق علم الجيولوجيا هي التالية:
(ط) توفر الجيولوجيا معرفة منتظمة بالمواد ووقوعها وخصائصها. مصادر المواد ، وأنواع المواد المختلفة وخصائصها هي كل العوامل الجيولوجية.
(2) المشاكل التي نواجهها في المؤسسات هي جيولوجية مباشرة. إن الهياكل ، سواء كانت جسور للمباني أو طرق سريعة أو خطوط سكك حديدية أو سدود إلخ ، كلها مبنية على أو في بعض المواد الطبيعية.
(3) ستكون المعرفة بالجيولوجيا مفيدة في الحفريات المفتوحة أو تحت الأرض.
(4) المعرفة بالحد من المياه الجوفية وهيدرولوجيا المياه الجوفية مفيدة أثناء التعامل مع مختلف الإنشاءات والمجالات الهندسية مثل الهندسة الصحية ، وتصريف الأراضي ، وإمدادات المياه ، ومراقبة الانهيارات الأرضية وما إلى ذلك.
(5) تساعدنا المعرفة بالمياه السطحية على فهم عمليات التآكل والنقل والترسب. وهناك حاجة أيضا للعمل على التحكم في النهر ، والأعمال الساحلية والمرافئ ، وحفظ التربة وما إلى ذلك.
(6) تساعد التقارير الجيولوجية والخرائط الجيولوجية والطوبوغرافية في تخطيط المشاريع المختلفة.
مختلف فروع الجيولوجيا:
لدراسة الجيولوجيا ينقسم إلى الفروع التالية:
1. الجيولوجيا الفيزيائية:
تتعامل الجيولوجيا الفيزيائية مع المبادئ والعمليات المختلفة التي تعمل على سطح الأرض لتعديل معالمها على مدى فترة زمنية. يتناول هذا الموضوع عمل الرياح والأنهار والأنهار الجليدية والبراكين والزلازل والانهيارات الأرضية وما إلى ذلك في إحداث تغييرات في ملامح سطح الأرض.
2. علم المعادن:
تتعامل المعادن مع المعادن المختلفة التي تشكل وحدات بناء الصخور التي تشكل قشرة الأرض. نحن ندرس في هذا الموضوع تشكيل وحدث وخصائص المعادن.
3. علم البترول:
يتعامل البترول مع أنواع مختلفة من الصخور التي تشكل قشرة الأرض. ندرس في هذا الموضوع حول تكوين أنواع مختلفة من الصخور.
4. الجيولوجيا الهيكلية:
الجيولوجيا الهيكلية تتعامل مع ترتيب العلاقات الهيكلية للصخور. يتناول هذا الموضوع كيفية حدوث الطيات والأعطال والمفاصل في الصخور.
5. علم الحفريات:
يتعامل علم الأحافير مع دراسة بقايا الحياة القديمة ، الموجودة في الصخور.
6. علم طبقات الأرض أو الجيولوجيا التاريخية:
تتعامل طبقات الأرض مع تاريخ الأرض كما هو مبين في صخورها وخاصة سجل الأحداث التي تم الكشف عنها في الصخور.
7. الجيولوجيا الاقتصادية:
تتعامل الجيولوجيا الاقتصادية مع حدوث ، ومواد المنشأ وتوزعها ، وهي ذات قيمة للبشرية. يتناول هذا الموضوع تطبيق هذه المواد في المجالات الصناعية والهندسية.
