مذكرة الجيولوجيا – الصف الحادي عشر

١) ارسم مربعًا على ورقة لتمثل مدرستك. ٢) اختر كلمة تصف نوع الأرض قرب مدرستك (أرض مستوية · ذات مرتفعات · متموجة) واكتبها بجانب المربع. ٣) استخدم البوصلة لتحدد جهة الشمال واعتمد نقطة الشمال على أن تكون أعلى ورقتك. ٤) إذا اتجهت بعيدًا عن مدرستك 1km شمالًا فما نوع الأرض؟ اختر كلمة تصف الأرض في تلك المنطقة واكتبها شمال المربع. ٥) كرّر الخطوة 4 لمناطق تبعد 1km شرق مدرستك وجنوبها وغربها. فكّر مليًّا (إنشاء تعريفات عملية): كيف تصف الأرض في منطقتك بجملة واحدة؟

يعتمد الإنسان على مواد الأرض الطبيعية ليلبّي حاجاته الأساسية، ومنها المعادن والصخور والوقود الأحفوري؛ وفي هذا الفصل سيتم عرض معلومات حول علم الأرض (الجيولوجيا).

كلمة إنجليزية أصلها لاتيني، مؤلفة من كلمتين: «Geo» وتعني الأرض، و«Logos» وتعني العلم. الجيولوجيا (علم الأرض) هو علم يبحث في كل ما يتعلق بالأرض من حيث نشأتها وعلاقتها بالأجرام السماوية وتركيبها…

١) الجيولوجيا الفيزيائية والجيولوجيا التاريخية. ٢) الوتيرة الواحدة (الانتظام المستديم).

يُعرف الكون بأنه مجمل الوجود، بما في ذلك الكواكب والنجوم والمجرات ومحتويات الفضاء بين المجرات من مادة وطاقة. عمر الكون تقريبًا 13.7 مليار عام (بحسب تقدير الفيزيائيين)، وقطر الجزء المرئي من الكون يبلغ حوالي 93 مليار سنة ضوئية على الأقل فيما تزال المعلومات حول الجزء غير المرئي مهمة. فمقارنة حجم الأرض بالشمس هي تمامًا كمقارنة حصى صغيرة بكرة سلة.

﴿لَا الشَّمْسُ يَنبَغِي لَهَا أَن تُدْرِكَ الْقَمَرَ وَلَا اللَّيْلُ سَابِقُ النَّهَارِ وَكُلٌّ فِي فَلَكٍ يَسْبَحُونَ﴾ (يس:40) · ﴿وَآيَةٌ لَّهُمُ الْأَرْضُ الْمَيْتَةُ أَحْيَيْنَاهَا﴾ (يس:33–34) · ﴿وَالسَّمَاءَ بَنَيْنَاهَا بِأَيْدٍ وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ﴾ (الذاريات:47) · ﴿تَعْرُجُ الْمَلَائِكَةُ وَالرُّوحُ إِلَيْهِ فِي يَوْمٍ كَانَ مِقْدَارُهُ خَمْسِينَ أَلْفَ سَنَةٍ﴾ (المعارج:4) · ﴿وَالْقَمَرَ قَدَّرْنَاهُ مَنَازِلَ حَتَّىٰ عَادَ كَالْعُرْجُونِ الْقَدِيمِ﴾ (يس:39). قال تعالى في سورة الذاريات إن الله أكد في كتابه عظمة الكون وكبر حجمه.

المجرات عبارة عن نظام كوني وحدته النجوم أو الحشود النجمية والسدم التي ترتبط معًا بقوى جذب كونية متبادلة، وهي ليس ثابتة في مكانها بل تدور ككتلة واحدة حول محور وهمي في مركز المجرة مع اختلاف حركة أجزائها الداخلية، وتتحرك في الوقت نفسه وتتحرك مبتعدة عن بعضها البعض (شكل 8). ويبلغ اتساع المجرات مئات السنين الضوئية وتختلف فيما بينها من حيث الحجم والكتلة وعدد النجوم التي تحويها. ولقد سُميت بحسب أشكالها تبعًا لتصنيفها الذي قام به العالم هابل Hubble (شكل 9): ١) المجرات الإهليلجية (بيضاوية) ٢) المجرات الحلزونية (لولبية) ٣) المجرات العدسية. (شكل 9: E: Elliptical بيضاوية · S: Spiral حلزونية ·…

سرعان ما تزداد كتلة النجم الأوّلي إذ تتجمع على مقدار ما في السدم، معتمدةً على المادة. ثم تستقر كتلة النجم ليصل إلى مرحلة البلوغ ويُسمى عندها النجم البالغ ويكون عادة أصفر اللون مثل شمسنا. أما إذا كانت كتلة النجم كبيرة فيعطي نوعًا آخر في البلوغ هو النجم الكثيف كما في الشكل (11).

لا توجد نظرية ثابتة ومؤكدة تفسر تكون المجموعة الشمسية ولكن من استقراء الدلالات التي تُلاحظ في الكون يمكن تفسير كيفية تكوّن المجموعة الشمسية بشكل تقريبي. ومن بين الكثير من التصورات هو التصور الذي اقترحه الفلكي جيرارد كويبر Gerard Kuiper (شكل 16) والذي يوضّحه الشكل (15) أن المجموعة الشمسية تكوّنت من بين سحابات الغاز والغبار الكوني المتناثر في ذراع المجرة الأم (درب التبانة). وتم شرح النظرية التي سميت بنظرية الغبار كالتالي: ● تدور سحابة باردة غير منتظمة الشكل وهائلة الحجم من الغبار الكوني والغازات بحيث يمثل الهيدروجين والهيليوم الجزء الأكبر منها في حركة عشوائية. ● أدى الضغط الناتج عن أشعة النجوم المنتشرة في الكون حول السحابة إلى تحرك مكوناتها ببطء ودورانها في اتجاه واحد حول نفسها لتكون شكل قرص مفلطح. ● نتيجة لقوة تجاذب الجزيئات داخل القرص…

انظر إلى الشكلين (18) و(19): ترى إلى اليمين عيّنة من الفحم…

غالبية المعادن هي مركّبات كيميائية متكوّنة من عنصرين أو أكثر، وقد يكون القليل منها، مثل الذهب والفضة، من عنصر واحد. إن معدن الكوارتز الشائع يتكوّن دائمًا من ذرتين من الأكسجين (O) لكلّ ذرة سيليكون (Si) أي…

تملك بعض المعادن، كالألماس (شكل 27)، والجرافيت، التركيب الكيميائي نفسه. تتكوّن هذه المعادن من عنصر الكربون C لكنّها تختلف في كلّ الخواصّ الفيزيائية والبلّورية بالإضافة إلى الخواصّ الكيميائية لمعدن ما بين أنواع الخواص. لذلك، يجب دراسة الخواص الفيزيائية والبلّورية بالإضافة إلى الخواص الكيميائية لتعرّف المعدن بشكل دقيق. سؤال الكتاب (شكل 27): أيّ المعدنين جرافيت وأيّهما ألماس Diamond؟ جدول 2 (مجموعة من المعادن المتشابهة في التركيب الكيميائي): الكالسيت والأراجونيت CaCO₃ · البيريت والماركزيت FeS₂ · الكوارتز والكريستوباليت والتريديميت SiO₂ · الأرثوكليز والميكروكلين والسانيدين KAlSi₃O₈.

لكلّ معدن نظام بلّوري محدّد وتركيب كيميائي يُعطيانه مجموعة فريدة من الخواصّ الفيزيائية والكيميائية المشتركة بين كلّ عيّنات هذا المعدن. فعلى سبيل المثال، كلّ عيّنة من معدن الفلوريت Fluorite (شكل 28) لها الصلادة والكثافة نفسها وتتكسّر بالنمط نفسه. ولتعرّف أنواع المعادن يمكن استخدام الخواصّ الفيزيائية لمعدن ما، والتي يمكن تحديدُها من خلال الملاحظة أو بإجراء اختبار بسيط. ونعدّد منها: الخواصّ الفيزيائية، وهي الأكثر استخدامًا مثل الخواصّ البصرية، والخواصّ التماسكية، بالإضافة إلى خواصّ أخرى مثل الطعم والمغناطيسية.

هو شكل السطح الذي ينتج عن كسر المعدن في اتّجاه غير أسطح الانفصام. عندما تتكسر المعادن، ينتج عنها أشكال…

تمّت تسمية 4 000 معدن تقريبًا، ويتمُّ التعرّف على العديد من المعادن الجديدة كل عام. تدخل بعض المعادن في تركيب معظم الصخور المكوّنة للقشرة الأرضية، ويُشار إليها غالبًا بالمعادن المكوّنة للصخور Rock Forming Minerals. يُستخدم العديد من المعادن الأخرى على نطاق كبير في تصنيع المُنتَجات التي يستخدمها مجتمعنا الحديث، وتُسمّى «المعادن الاقتصادية» "Economic Minerals". تجدر الإشارة إلى أن المعادنَ المكوّنة للصخور والمعادنَ الاقتصادية ليستا مجموعتين منفصلتين. فعلى سبيل المثال، معدنُ الكالسيت Calcite الذي يُعتبر المكوّن الأساسي للحجر الجيري الرسوبي، له استخدامات متعدّدة بما فيها تصنيع الأسمنت Cement (شكل 46).

١) السيليكاتية تحتوي أساسًا على الأكسجين والسيليكون (رباعي أوجه سيليكاتي)، واللاسيليكاتية معادن عنصرية أو مركّبة (كربونات، هاليدات، أكاسيد، كبريتيدات، كبريتات، فوسفات). ٢) الكالسيت (المكوّن للحجر الجيري) هو مصدر الإسمنت. ٣) المخصّبات: الكبريت والأباتيت والكالسيت/الهاليت والسيلفايت؛ أقلام الرصاص: الجرافيت. ٤) O، Si، Al، Fe، Ca (وكذلك Na وK وMg). (حلّ نموذجي من الجداول)

هي الأسطح أو المستويات التي تحدّ البلّورة من الخارج والتي تعيّن شكلها الهندسي المنتظم وتعبّر عن التركيب الذرّي الداخلي للبلّورة. وبما أنّ الترتيب الذرّي الداخلي في بلّورات المعدن الواحد ثابت، فلا بدّ أن تكون الأوجه البلّورية ثابتة ومميّزة لبلّورات هذا المعدن.…

تختلف أحجام البلّورات وأشكالها بناءً على عدّة عوامل، منها: ١) نوع المحلول ٢) معدل التبريد ٣) مكان حدوث التبلّر ٤) درجة نقاوة المحلول. مظهر البلّورة: مفردة: تكتلات تأخذ أشكالًا مختلفة فبعضها يكون مجتمعًا على شكل ألياف أو أعمدة أو إبر أو عناقيد أو شجيرات أو درنات أو صفائح أو كرات. ويكون بعضها بطروخي أو كلوي أو شعاعي الشكل (شكل 53: بلّورة شعاعية الشكل، بلّورة ليفية الشكل) · البلّورات التوأمية يكون نمو البلّورات متداخل بشكل متوازي أو متوازي جزئيًّا (شكل 54). مجتمعة: المجموعة غير المتجانسة تكون البلّورات المجتمعة مختلفة في تركيبها الكيميائي · المجموعة المتجانسة تكون البلّورات المجتمعة ذات تركيب كيميائي واحد.

١) بين الوجهية: محصورة بين العمودين المقامين على وجهين متجاورين؛ المجسّمة: ناتجة عن تلاقي أكثر من وجهين. ٢) جسم صلب متجانس تحدّه أسطح مستوية تكوّنت بفعل عوامل طبيعية. ٣) المكعّبي · الرباعي · المعين القائم · السداسي · أحادي الميل · ثلاثي الميل. (حلّ نموذجي من نص الدرس)

الربط: وجد عالم جيولوجي معدنًا غير معروف أثناء العمل في منتزه وطني، ويحمل صندوقًا معدنيًّا يحتوي على مطرقة جيولوجية ومدية…

تشكل الصخور النارية والصخور المتحولة المشتقة من أصل ناري حوالي 95% من القشرة الأرضية. كما يتكون الوشاح الذي يكون أكثر من 82% من حجم الأرض، من مادة صخرية نارية. لذا، يمكن وصف الغلاف الصخري على أنها كتلة ضخمة من الصخور النارية تغطيها طبقة خارجية رقيقة من الصخور الرسوبية. بالتالي، علينا أن نتعرف على الصخور النارية لكي نفهم تكوين كوكب الأرض وتركيبه.

بعد إجراء سلسلة من التجارب المخبرية عام 1928، فسّر العالم «باون» وزملاؤه أنّ المعادن تميل إلى التبلور بحسب درجات تجمّد المادة…

الجرانيتي (الفلسي) Felsic: يوجد نوعان من الصخور (شكل 66)؛ أحد جانبيه تتكوّن بالكامل تقريبًا من المعادن السيليكاتية فاتحة اللون مثل الكوارتز والفلسبار. الصخور النارية التي يسود فيها هذه المعادن لها تركيب جرانيتي Granitic Composition. يصف الجيولوجيون أيضًا الصخور الجرانيتية بأنها فلسية Felsic. بالإضافة إلى الكوارتز والفلسبار، تحتوي معظم الصخور الجرانيتية على حوالي 10% من المعادن السيليكاتية داكنة اللون، وهي عادةً ما تكون البيوتيت والأمفيبول. والصخور الجرانيتية غنية بالسيليكا (حوالي 70%) وهي المكونات الرئيسية للقشرة القارية. البازلتي (المافي) Basaltic: إن الصخور التي تحتوي على وفرة من المعادن السيليكاتية داكنة اللون والفلسبار البلاجيوكليزي الغني بالكالسيوم لها تركيب بازلتي Basaltic Composition (شكل 66). يصف الجيولوجيون الصخور التي تحتوي على نسبة عالية من الحديد والمغنيسيوم بالصخور المافية Mafic (basaltic). الصخور المافية داكنة اللون بسبب احتوائها على الحديد، ذات كثافة أكبر من كثافة الصخور الجرانيتية. تكوّن الصخور البازلتية قاع المحيط وكذلك العديد من الجزر البركانية الواقعة داخل الأحواض. كما يكوّن البازلت سيولًا حممية بركانية (لافا) واسعة على القارات.

(ب) خشن التبلّور: تكون الصخور النارية ذات نسيج خشن الحبيبات، أي النسيج خشن التبلور Phaneritic texture، عندما تتصلب كتل كبيرة من الصهارة ببطء بعيدًا عن السطح. تتكون هذه الصخور خشنة الحبيبات من بلّورات كبيرة ومتساوية في الحجم تقريبًا، تسمح بالتعرف على المعادن بدون استخدام المجهر (شكل 69–1). تنشأ الصخور خشنة التبلور، كالجرانيت والجابرو (شكل 70)، عميقًا داخل القشرة الأرضية، ولا تظهر عند سطح الأرض إلا عندما تزيل عوامل التعرية الصخور التي تعلوها. (ج) البورفيري: قد تتطلب كتلة الصهارة الكبيرة العميقة جدًّا عشرات إلى مئات الألوف من الأعوام لكي تتصلب. إذا قامت الصهارة المحتوية على بعض البلّورات الكبيرة بالثوران عند السطح، فإن جزء اللافا السائل المتبقي سيبرد بسرعة نسبيًّا. لذا يتكون صخر يحتوي على بلّورات كبيرة تحيط بها بلورات صغيرة، وهذا هو النسيج البورفيري Porphyritic texture (شكل 69–2). يشار إلى البلّورات الكبيرة في هذا الصخر على أنها بلورات بارزة Phenocrysts، في حين تسمى البلورات الأصغر حجمًا الكتلة السفلية Groundmass. ويُسمّى الصخر ذو النسيج المثيل صخر بورفيري Porphyry.

(د) الزجاجي: خلال بعض الثورانات البركانية، تُقذَف الحمم إلى الغلاف…

إن تجوية الصخور القديمة هي منشأ الصخور الرسوبية، بحيث تزيل الجاذبية وعوامل التعرية نواتج التجوية وتحملها إلى موقع جديد حيث ترسب. وغالبًا ما تتفتت الجسيمات أثناء مرحلة النقل. بعد الترسيب، تتحول هذه المادة التي تسمى الرواسب بعد تماسكها إلى صخر.

تتكوّن الصخور الرسوبية الكيميائية نتيجة ترسّب المعادن المذابة في المحاليل الكيميائية بواسطة عمليات كيميائية مثل عملية التبخر والترسّب من المحاليل المُشبعة، ويكون المعدن الذي يترسب أوّلًا…

تحتوي مياه البحار والبحيرات المالحة على كميات كبيرة من الأملاح الذائبة، حيث يزداد تركيزها نتيجة للتبخر فتترسب كما هو الحال على شواطئ الخليج في الكويت، ومن هذه الصخور: ● الجبس Gypsum (CaSO₄·2H₂O): كبريتات الكالسيوم المائية (شكل 83) هي الصخور الأولى التي تتكون من معادن…

بالإضافة إلى تنوّع حجم الحبيبات، والتركيب المعدني، والنسيج، تظهر الصخور الرسوبية تنوعًا في التراكيب. وتوفر التراكيب الرسوبية معلومات إضافية مهمة لتفسير تاريخ الأرض، وتعكس الظروف المختلفة التي ترسبت فيها كل طبقة (شكل 92). تكون الصخور الرسوبية على شكل طبقات فوق بعضها من الرواسب المتراكمة في بيئات ترسيبية متنوعة من الأقدم…

الجيودات عبارة عن تكوينات صخرية جيولوجية تشكلت في الصخور الرسوبية وبعض الصخور البركانية (شكل 98). إنّها بصورة أساسية تجاويف صخرية ذات تكوينات بلّورية داخلية. الجزء الخارجي لمعظمها هو عامة حجر جيري، بينما يحتوي الجزء الداخلي على بلّورات معدنية. هناك جيودات أخرى ممتلئة بالكامل بالبلّورات ما يجعلها صلبة كلّيًّا. يُسمى هذا النوع من الجيودات العقيدات الصخرية Nodules.

يحدث التحول عندما يتعرض الصخر الأصلي لتغيّر في درجة الحرارة، والضغط على الصخر، وتدخّل محاليل وسوائل نشطة كيميائيًّا. وينتج عنه تغيّر في المظهر والصفات، وهي عملية تؤدي إلى تغير في نسيج الصخر وفي التركيب المعدني والكيميائي للصخر. يستجيب الصخر للظروف الجديدة بالتغير التدريجي حتى بلوغ التوازن مع البيئة والظروف الجديدة. تحدُث معظم التغيرات الناتجة عن التحول عند درجات مرتفعة للحرارة السائدة في منطقة تحت سطح الأرض ببضع كيلومترات وحتى الوشاح العلوي.

يتميّز الرخام الأبيض في الحرم المكي بلونه الباهي وشكله المتناسق ودرجة حرارته المعتدلة طوال اليوم. تعود خاصّية اعتدال الحرارة إلى نوع الرخام (تاسوس) الذي يمتصّ الرطوبة في الليل عبر مسام دقيقة ويُخرجها في النهار، ما يجعله دائم البرودة. لا يمكن إيجاد هذا الرخام الأبيض إلّا في اليونان، لذلك تمّ شراء الكمّية المناسبة لهذا الغرض. هل تعلم؟ أقامت وزارة الصحة المستشفيات والمراكز الصحية وأشرفت على بناء العديد من المراكز ومنها مركز الطب الإسلامي الذي يختصّ بالمعالجة بالنباتات الطبية. وقد قام بافتتاحه صاحب السمو أمير البلاد الراحل الشيخ جابر الأحمد الجابر الصباح — طيب الله ثراه — وذلك في 21 فبراير 1987 بمناسبة عيد الكويت الوطني السادس والعشرين.…

فبالقرب من الجسم الصهاري قد تتكوّن المعادن المميزة لدرجة الحرارة العالية مثل الجارنت، في حين تتكوّن المعادن المميزة لدرجة الحرارة المنخفضة، مثل الكلوريت بعيدًا عنه. (شكل 116: يتولّد الهورنفلس — صخور طينية دقيقة الحبيبات — عن التحول التلامسي للطفل (الطين الصفحي)، بينما يتولد الكوارتزيت والرخام على التوالي عن التحول التلامسي للحجر الرملي الكوارتزي والحجر الجيري؛ وتزداد درجة التحول باتجاه حجرة الصهارة.)

(ب) الجهد (الإجهاد) التفاضلي.

على الرغم من أن معظم المنحدرات الأرضية تبدو كما لو كانت مستقرة وغير قابلة للتغيّر إلا أن قوة الجاذبية تُحرّك المواد. من جهة، قد تكون الحركة تدريجية بحيث لا يمكن ملاحظتها، ومن جهة أخرى، قد تكون من انجراف هادر للركام أو انهيار الصخور. تشكل الانزلاقات الأرضية خطرًا طبيعيًا على المستوى العالمي. عندما تؤدي هذه المخاطر الطبيعية إلى فقد الحياة والممتلكات، فإنها تغدو كوارث طبيعية. دروس الفصل: الدرس الأول: دور التحرك الكتلي · الدرس الثاني: العوامل والمحفزات المتحكمة بالتحرك الكتلي · الدرس الثالث: تصنيف عمليات التحرك الكتلي.

الجاذبية الأرضية Gravity هي القوة التي تتحكّم بالتحرك الكتلي. تؤدي عدةُ عوامل أخرى دورًا مهمًّا في تحفيز عمليات التحرك نحو أسفل المنحدرات. (شكل 123: التحرك الكتلي.)

يُعتبر الزلازل من أهم هذه المحفزات لانها مع ما يتبعها من ارتدادات…

شكل 126 (تدفق طيني): أدّت أمطار غزيرة تساقطت في جنوب أستراليا إلى حدوث تدفق طيني. الأرض التي تقف عليها صلبة وقد تتحوّل في ظلّ ظروف محدّدة إلى طين كثيف. فعلى سبيل المثال، يبيّن الشكل (126) تدفقًا طينيًّا مدمّرًا سبّبته أمطار غزيرة. فجرى نهر من الطين على سفح الجبل وطمر المنازل والسيّارات، كما أدّى إلى وفاة الكثيرين. بخلال لحظات، نقل التدفق الطيني كميّة هائلة من التربة الممزوجة بالماء والصخر إلى أسفل المنحدر. توجد عدة أنواع من العمليات التي يسمّيها الجيولوجيون التحرك الكتلي. تصنّف الأنواع المختلفة عادة على أساس طبيعة المواد المتحركة وطريقة التحرك وسرعته.

إن الانزلاقات الأرضية والانهيار الصخري هي من أهم التحركات الكتلية التي تسبّب الكوارث، وهي تعطينا انطباعًا كاذبًا على أنها عمليات قوية بسبب حجمها الكبير وطبيعتها المذهلة.…

(ب) الانزلاق الصخري. (حلّ نموذجي؛ الإجابة غير محسومة من النص)