العمليات الجيولوجية هي عمليات تغير تكوين القشرة الأرضية وبنيتها وتضاريسها وبنيتها العميقة. تتميز العمليات الجيولوجية، مع استثناءات قليلة، بالحجم والمدة الطويلة (تصل إلى مئات الملايين من السنين)؛ وبالمقارنة بهم، فإن وجود البشرية يعد حلقة قصيرة جدًا في حياة الأرض. وفي هذا الصدد، فإن الغالبية العظمى من العمليات الجيولوجية لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر. لا يمكن الحكم عليها إلا من خلال نتائج تأثيرها على بعض الأشياء الجيولوجية - الصخور والهياكل الجيولوجية وأنواع تضاريس القارات وقاع المحيطات. تعتبر ملاحظات العمليات الجيولوجية الحديثة ذات أهمية كبيرة، والتي، وفقًا لمبدأ الواقعية، يمكن استخدامها كنماذج تسمح لنا بفهم عمليات وأحداث الماضي، مع مراعاة تقلبها. حاليا، يمكن للجيولوجي مراقبة مراحل مختلفة من نفس العمليات الجيولوجية، مما يسهل دراستهم إلى حد كبير.
تنقسم جميع العمليات الجيولوجية التي تحدث في باطن الأرض وعلى سطحها إلى داخليةو خارجي. تحدث العمليات الجيولوجية الداخلية بسبب الطاقة الداخلية للأرض. وفقا للمفاهيم الحديثة (سوروختين، أوشاكوف، 1991)، المصدر الكوكبي الرئيسي لهذه الطاقة هو التمايز الجاذبي للمادة الأرضية. (المكونات ذات الجاذبية النوعية المتزايدة، تحت تأثير قوى الجاذبية، تميل إلى مركز الأرض، بينما تتركز المكونات الأخف عند السطح). ونتيجة لهذه العملية، تم إطلاق نواة كثيفة من الحديد والنيكل في وسط الكوكب، ونشأت تيارات الحمل الحراري في الوشاح. المصدر الثانوي للطاقة هو طاقة التحلل الإشعاعي للمادة. وهي تمثل 12% فقط من الطاقة المستخدمة في التطور التكتوني للأرض، وتبلغ حصة تمايز الجاذبية 82%. ويعتقد بعض المؤلفين أن المصدر الرئيسي للطاقة للعمليات الداخلية هو تفاعل اللب الخارجي للأرض، وهو في حالة منصهرة، مع النواة الداخليةوعباءة. وتشمل العمليات الداخلية التكتونية والصهارية والحجرية الهوائية الحرارية والمتحولة.
العمليات التكتونية هي تلك التي تتشكل تحت تأثير الهياكل التكتونية لقشرة الأرض - أحزمة الجبال والأحواض والمنخفضات والصدوع العميقة وما إلى ذلك. تنتمي الحركات الرأسية والأفقية لقشرة الأرض أيضًا إلى العمليات التكتونية.
العمليات الصهارية (الصهارة) هي مجمل جميع العمليات الجيولوجية المرتبطة بنشاط الصهارة ومشتقاتها. الصهارة- كتلة منصهرة سائلة نارية تتشكل في القشرة الأرضية أو الوشاح العلوي وتتحول إلى صخور نارية عندما تتصلب. حسب الأصل، وتنقسم الصهارة إلى تدخلي ومفرط. يجمع مصطلح "الصهارة المتطفلة" بين عمليات تكوين وبلورة الصهارة في العمق وتكوين الأجسام المتطفلة. الصهارة المتدفقة (البركانية) هي مجموعة من العمليات والظواهر المرتبطة بحركة الصهارة من الأعماق إلى السطح مع تكوين الهياكل البركانية.
يتم تخصيص مجموعة خاصة العمليات الحرارية المائية.هي عمليات تكوين المعادن نتيجة ترسبها في شقوق أو مسام الصخور من المحاليل الحرارية المائية. الحرارة المائية –المحاليل المائية السائلة الساخنة المنتشرة في القشرة الأرضية وتشارك في عمليات حركة وترسيب المعادن. غالبًا ما تكون الحرارة المائية غنية بالغازات بدرجة أو بأخرى؛ إذا كان محتوى الغاز مرتفعا، فإن هذه الحلول تسمى الحرارية المائية الهوائية. حاليا، يعتقد العديد من الباحثين أن الحرارة المائية تتشكل عن طريق الخلط المياه الجوفيةالدورة الدموية العميقة والمياه الصغيرة التي تتشكل أثناء تكثيف بخار ماء الصهارة. تتحرك الحرارة المائية عبر الشقوق والفراغات الموجودة في الصخور باتجاه الضغط المنخفض - باتجاه سطح الأرض. كونها محاليل ضعيفة للأحماض أو القلويات، تتميز الحرارة المائية بالنشاط الكيميائي العالي. نتيجة لتفاعل السوائل الحرارية المائية مع الصخور المضيفة، يتم تشكيل المعادن ذات الأصل المائي الحراري.
التحول –مجموعة معقدة من العمليات الداخلية التي تسبب تغيرات في التركيب والتركيب المعدني والكيميائي للصخور في ظل ظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة؛ في هذه الحالة، لا يحدث ذوبان الصخور. العوامل الرئيسية للتحول هي درجة الحرارة والضغط (الهيدروستاتيكي والأحادي) والسوائل. تتكون التغيرات المتحولة من تفكك المعادن الأصلية وإعادة الترتيب الجزيئي وتكوين معادن جديدة أكثر استقرارًا في ظل ظروف بيئية معينة. جميع أنواع الصخور تخضع للتحول؛ وتسمى الصخور الناتجة المتحولة.
العمليات الخارجية – العمليات الجيولوجية التي تحدث بسبب مصادر الطاقة الخارجية، وخاصة الشمس. تحدث على سطح الأرض وفي الأجزاء العليا من الغلاف الصخري (في منطقة تأثير العوامل فرط التولدأو التجوية). تشمل العمليات الخارجية ما يلي: 1) التكسير الميكانيكي للصخور إلى حبيباتها المعدنية المكونة لها، وذلك بشكل رئيسي تحت تأثير التغيرات اليومية في درجة حرارة الهواء وبسبب التجوية الصقيعية. هذه العملية تسمى التجوية الجسدية; 2) التفاعل الكيميائي للحبيبات المعدنية مع الماء والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والمركبات العضوية مما يؤدي إلى تكوين معادن جديدة – كيميائيةالتجوية. 3) عملية حركة منتجات التجوية (ما يسمىتحويل ) تحت تأثير الجاذبية الأرضية، من خلال تحريك المياه والأنهار الجليدية والرياح في منطقة الترسيب (أحواض المحيطات، البحار، الأنهار، البحيرات، المنخفضات الإغاثة)؛ 4)تراكم
الطبقات الرسوبية وتحولها بسبب الضغط والجفاف إلى صخور رسوبية. خلال هذه العمليات، يتم تشكيل رواسب المعادن الرسوبية. يحدد تنوع أشكال التفاعل بين العمليات الخارجية والداخلية تنوع هياكل القشرة الأرضية وتضاريس سطحها. ترتبط العمليات الداخلية والخارجية ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض. هذه العمليات متعارضة في جوهرها، ولكنها في نفس الوقت لا يمكن فصلها، ويمكن تسمية هذا المجمع بأكمله من العمليات بشكل مشروطالشكل الجيولوجي لحركة المادة. إنها أيضًا فيمؤخرا
يشمل الأنشطة البشرية. لالقرن الماضي هناك دور متزايد للعامل التكنولوجي (البشري) في المجمع العام للعمليات الجيولوجية.– مجموعة من العمليات الجيومورفولوجية الناجمة عن أنشطة الإنتاج البشري. وبناء على محورها، ينقسم النشاط البشري إلى الزراعة، واستغلال الرواسب المعدنية، وبناء الهياكل المختلفة، والدفاع وغيرها. نتيجة التولد التكنولوجي هي الراحة التكنولوجية. حدود المجال التكنولوجي تتوسع باستمرار. وبالتالي، تتزايد أعماق التنقيب عن النفط والغاز في البر والبحر. ويؤدي ملء الخزانات في المناطق الجبلية الخطرة زلزاليا إلى حدوث زلازل صناعية في بعض الحالات. ويصاحب التعدين إطلاق كميات هائلة من صخور "النفايات" على سطح النهار، مما يؤدي إلى خلق منظر طبيعي "قمري" (على سبيل المثال، في منطقة بروكوبيفسك، كيسيليفسك، لينينسك-كوزنيتسكي ومدن أخرى كوزباس). مقالب المناجم والصناعات الأخرى، ومقالب القمامة تخلق أشكالًا جديدة من الإغاثة التكنولوجية، وتستحوذ على جزء متزايد من الأراضي الزراعية. ويتم استصلاح هذه الأراضي ببطء شديد.
وهكذا أصبح النشاط الاقتصادي البشري الآن جزءا لا يتجزأ من جميع العمليات الجيولوجية الحديثة.
العمليات الخارجية (من الكلمة اليونانية éxo - الخارج، الخارج) هي عمليات جيولوجية تنتج عن مصادر طاقة خارجية عن الأرض: الإشعاع الشمسي ومجال الجاذبية. تحدث على سطح الكرة الأرضية أو في المنطقة القريبة من سطح الغلاف الصخري. وتشمل هذه فرط التولد (التجوية)، والتآكل، والتآكل، وتكون الرواسب، وما إلى ذلك.
على عكس العمليات الخارجية، ترتبط العمليات الجيولوجية الداخلية (من اليونانية éndon - الداخل) بالطاقة الناشئة في أعماق الجزء الصلب من الكرة الأرضية. تعتبر المصادر الرئيسية للعمليات الداخلية هي الحرارة والتمايز الجاذبي للمادة حسب الكثافة مع غمر العناصر المكونة الأثقل. وتشمل العمليات الداخلية البراكين والزلازل والتحول وما إلى ذلك.
إن استخدام الأفكار حول العمليات الخارجية والداخلية، التي توضح بشكل ملون ديناميكيات العمليات في القشرة الحجرية في صراع الأضداد، يؤكد صحة بيان ج. بودريار بأن "أي نظام وحدوي، إذا أراد البقاء، يجب أن يكتسب تنظيمًا ثنائيًا ". فإذا كان هناك تعارض، فإن وجود المحاكاة، أي تمثيل يخفي حقيقة عدم وجودها، ممكن.
في النموذج العالم الحقيقيالطبيعة، التي تحددها قوانين العلوم الطبيعية، التي ليس لها استثناءات، التفسيرات الثنائية غير مقبولة. على سبيل المثال، شخصان يحملان حجرًا في أيديهما. يعلن أحدهم أنه عندما يُنزل الحجر سيطير إلى القمر. هذا هو رأيه. آخر يقول ذلك سوف يسقط الحجرتحت. ليست هناك حاجة للتجادل معهم أي منهم على حق. هناك قانون الجاذبية العالمية، والذي بموجبه في 100٪ من الحالات سوف يسقط الحجر.
وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، فإن الجسم الساخن الذي يتلامس مع الجسم البارد سوف يبرد في 100٪ من الحالات، مما يؤدي إلى تسخين الجسم البارد.
إذا كان الهيكل الفعلي المرصود للغلاف الصخري مصنوعًا من البازلت غير المتبلور، أسفل الطين، ثم الطين الأسمنتي - الأرجيليت، والصخر الزيتي الدقيق، والنيس متوسط التبلور والحدود البلورية الخشنة، فإن إعادة بلورة المادة بعمق مع زيادة حجم البلورة يشير بوضوح إلى أن الطاقة الحرارية لا تأتي من تحت الجرانيت. في خلاف ذلكوفي العمق ستكون هناك صخور غير متبلورة، مما يفسح المجال لتكوينات بلورية خشنة بشكل متزايد نحو السطح.
ومن ثم، لا توجد طاقة حرارية عميقة، وبالتالي لا توجد عمليات جيولوجية داخلية. إذا لم تكن هناك عمليات داخلية، فإن تحديد العمليات الجيولوجية الخارجية التي تتعارض معها يفقد معناه.
ماذا هناك؟ في القشرة الصخرية للكرة الأرضية، وكذلك في الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الحيوي، توجد مكونات مترابطة نظام موحدكوكب الأرض، هناك دورة من الطاقة والمادة الناجمة عن تناولها الإشعاع الشمسيووجود طاقة مجال الجاذبية. يشكل تداول الطاقة والمادة في الغلاف الصخري نظامًا من العمليات الجيولوجية.
تتكون دورة الطاقة من ثلاث وصلات. 1. الرابط الأولي هو تراكم الطاقة عن طريق المادة. 2. الرابط الوسيط - إطلاق الطاقة المتراكمة. 3. الرابط الأخير هو إزالة الطاقة الحرارية المنبعثة.
تتكون دورة المادة أيضًا من ثلاث حلقات. 1. الرابط الأولي هو الخلط مواد مختلفةمع متوسط التركيب الكيميائي. 2. الرابط الوسيط - تقسيم المادة المتوسطة إلى جزأين لهما تركيب كيميائي مختلف. 3. الحلقة الأخيرة هي إزالة جزء واحد امتص الحرارة المنبعثة وأصبح فضفاضًا وخفيفًا.
إن جوهر الارتباط الأولي في دورة طاقة المادة في الغلاف الصخري هو امتصاص الإشعاع الشمسي الوارد بواسطة الصخور الموجودة على سطح الأرض، مما يؤدي إلى تدميرها إلى طين وحطام (عملية فرط التولد). تتراكم منتجات التدمير كميات هائلة من الإشعاع الشمسي في شكل طاقة سطحية حرة وداخلية وجيوكيميائية محتملة. تحت تأثير الجاذبية، يتم نقل منتجات فرط التكوين إلى المناطق المنخفضة، وخلطها، ومتوسط تركيبها الكيميائي. وفي نهاية المطاف، يُنقل الطين والرمل إلى قاع البحار، حيث يتراكمان في طبقات (عملية تكوين الترسيب). وتتكون طبقة من طبقات الغلاف الصخري، حوالي 80% منها عبارة عن طين. التركيب الكيميائي للطين = (جرانيت + بازلت)/2.
على متوسطومع تقدم الدورة، تغوص طبقات الطين في الأعماق، وتتداخل مع طبقات جديدة. تؤدي زيادة الضغط الصخري (كتلة الطبقات السطحية) إلى عصر الماء بالأملاح الذائبة والغازات من الطين، وضغط معادن الطين، وانخفاض المسافات بين ذراتها. يؤدي هذا إلى إعادة بلورة كتلة الطين إلى بلورات الشيست والنيس والجرانيت. أثناء إعادة التبلور، تتحول الطاقة الكامنة (الطاقة الشمسية المتراكمة) إلى حرارة حركية، تنطلق من بلورات الجرانيت ويتم امتصاصها بواسطة محلول سيليكات الماء من تركيبة البازلت الموجودة في المسام بين بلورات الجرانيت.
تتضمن المرحلة الأخيرة من الدورة إزالة المحلول البازلتي الساخن إلى سطح الغلاف الصخري، حيث يسميه الناس الحمم البركانية. البراكين هي الحلقة الأخيرة في دورة الطاقة والمادة في الغلاف الصخري، وجوهرها هو إزالة محلول البازلت الساخن المتكون أثناء إعادة بلورة الطين إلى جرانيت.
إن الطاقة الحرارية المتولدة أثناء إعادة بلورة الطين، والتي ترتفع إلى سطح الغلاف الصخري، تخلق للبشر الوهم باستلام الطاقة العميقة (الداخلية). في الواقع، يتم إطلاق الطاقة الشمسية وتحويلها إلى حرارة. بمجرد ظهور الطاقة الحرارية أثناء إعادة التبلور، يتم إزالتها فورًا إلى الأعلى، لذلك لا توجد طاقة داخلية (عمليات داخلية) في العمق.
وبالتالي، فإن فكرة العمليات الخارجية والداخلية هي فكرة زائفة.
Nootic هي دورة من الطاقة والمادة في الغلاف الصخري ناتجة عن المدخول طاقة شمسيةووجود مجال الجاذبية.
إن فكرة العمليات الخارجية والداخلية في الجيولوجيا هي نتيجة تصور عالم القشرة الحجرية للكرة الأرضية كما يراها الشخص (يريد أن يراها). وقد حدد هذا طريقة التفكير الاستنتاجية والمجزأة للجيولوجيين.
لكن العالم الطبيعي لم يخلقه الإنسان، وما هو عليه غير معروف. لفهم ذلك، من الضروري استخدام طريقة تفكير استقرائية ومنهجية، والتي يتم تنفيذها في نموذج دورة الطاقة والمادة في الغلاف الصخري، كنظام للعمليات الجيولوجية.
1. العمليات الخارجية والداخلية
العمليات الخارجية - العمليات الجيولوجية التي تحدث على سطح الأرض وفي الأجزاء العليا من القشرة الأرضية (التجوية، التآكل، النشاط الجليدي، إلخ)؛ تنتج بشكل رئيسي عن طاقة الإشعاع الشمسي والجاذبية والنشاط الحيوي للكائنات الحية.
تآكل (من اللاتينية erosio - تآكل) - تدمير الصخور والتربة عن طريق السطح تيارات المياهوالرياح، والتي تشمل انفصال وإزالة شظايا المواد والترسيب المصاحب لها.
في كثير من الأحيان، وخاصة في الأدب الأجنبييُفهم التآكل على أنه أي نشاط مدمر القوى الجيولوجيةمثل أمواج البحر، والأنهار الجليدية، والجاذبية؛ في هذه الحالة، التآكل مرادف للتعرية. ومع ذلك، هناك مصطلحات خاصة لها: التآكل (التآكل الموجي)، التمزق (التآكل الجليدي)، عمليات الجاذبية، solifluction، وما إلى ذلك. يتم استخدام نفس المصطلح (الانكماش) بالتوازي مع مفهوم تآكل الرياح، ولكن الأخير هو أكثر شيوعا.
بناءً على سرعة التطور، ينقسم التآكل إلى طبيعي ومتسارع. يحدث الوضع الطبيعي دائمًا في ظل وجود أي جريان سطحي واضح، ويحدث بشكل أبطأ من تكوين التربة ولا يؤدي إلى تغيرات ملحوظة في المستوى والشكل سطح الأرض. ويكون متسارعاً أسرع من تكوين التربة ويؤدي إلى تدهور التربة ويصاحبه تغير ملحوظ في تضاريسها. لأسباب، يتم التمييز بين التآكل الطبيعي والبشري. تجدر الإشارة إلى أن التآكل البشري المنشأ لا يتسارع دائمًا، والعكس صحيح.
عمل الأنهار الجليدية هو نشاط تشكيل الإغاثة للأنهار الجليدية الجبلية والغطاءية، والذي يتكون من التقاط جزيئات الصخور بواسطة نهر جليدي متحرك، ونقلها وترسبها عند ذوبان الجليد.
العمليات الداخليةالعمليات الداخلية هي عمليات جيولوجية مرتبطة بالطاقة الناشئة في أعماق الأرض الصلبة. وتشمل العمليات الداخلية العمليات التكتونية، الصهارة، التحول، النشاط الزلزالي.
العمليات التكتونية - تشكيل العيوب والطيات.
الصهارة هو مصطلح يجمع بين العمليات الانفعالية (البركانية) والتدخلية (البلوتونية) في تطوير المناطق المطوية والمنصية. تُفهم الصهارة على أنها مجمل جميع العمليات الجيولوجية التي تكون القوة الدافعة لها هي الصهارة ومشتقاتها.
الصهارة هي مظهر من مظاهر نشاط الأرض العميق. فهو يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتطوره وتاريخه الحراري وتطوره التكتوني.
تتميز الصهارة:
Geosyclinal
منصة
محيطي
الصهارة من مناطق التنشيط
حسب عمق المظهر:
السحيقة
hypabyssal
سطح
وفقا لتكوين الصهارة:
فوق أساسي
أساسي
حامِض
قلوية
في العصر الجيولوجي الحديث، تم تطوير الصهارة بشكل خاص داخل الحزام الأرضي المحيط الهادئ، وتلال وسط المحيط، ومناطق الشعاب المرجانية في أفريقيا والبحر الأبيض المتوسط، وما إلى ذلك. كمية كبيرةالرواسب المعدنية المختلفة.
النشاط الزلزالي هو مقياس كمي للنظام الزلزالي، يتم تحديده من خلال متوسط عدد مصادر الزلازل في نطاق معين من مقادير الطاقة التي تحدث في المنطقة قيد النظر خلال وقت مراقبة معين.
2. الزلازل
القشرة الأرضية الجيولوجية
ويتجلى تأثير القوى الداخلية للأرض بشكل واضح في ظاهرة الزلازل، والتي تُفهم على أنها اهتزاز القشرة الأرضية نتيجة لنزوح الصخور في باطن الأرض.
الزلازل ظاهرة شائعة إلى حد ما. ويلاحظ في أجزاء كثيرة من القارات، وكذلك في قاع المحيطات والبحار (في الحالة الأخيرة يتحدثون عن "زلزال بحري"). يصل عدد الزلازل في العالم إلى عدة مئات الآلاف سنويًا، أي في المتوسط، يحدث زلزال أو زلزالان في الدقيقة. تختلف قوة الزلزال: يتم اكتشاف معظمها فقط من خلال أدوات حساسة للغاية - أجهزة قياس الزلازل، والبعض الآخر يشعر بها الشخص مباشرة. يصل عدد الأخير إلى ألفين إلى ثلاثة آلاف سنويا، ويتم توزيعها بشكل غير متساو للغاية - في بعض المناطق الزلازل القويةشائعة جدًا، بينما في حالات أخرى تكون نادرة جدًا أو حتى غائبة عمليًا.
يمكن تقسيم الزلازل إلى داخلية، مرتبطة بالعمليات التي تحدث في أعماق الأرض، وخارجية، اعتمادًا على العمليات التي تحدث بالقرب من سطح الأرض.
تشمل الزلازل الطبيعية الزلازل البركانية، الناجمة عن الانفجارات البركانية، والزلازل التكتونية، الناجمة عن حركة المادة إلى الأمعاء العميقةأرض.
تشمل الزلازل الخارجية الزلازل التي تحدث نتيجة الانهيارات تحت الأرض المرتبطة بالكارست وبعض الظواهر الأخرى والانفجارات الغازية وغيرها. يمكن أن تحدث الزلازل الخارجية أيضًا بسبب العمليات التي تحدث على سطح الأرض نفسها: سقوط الصخور، وتأثيرات النيزك، وتساقط المياه من ارتفاع عالوغيرها من الظواهر، وكذلك العوامل المرتبطة بالنشاط البشري (الانفجارات الاصطناعية، تشغيل الآلات، إلخ).
وراثيا يمكن تصنيف الزلازل على النحو التالي: طبيعي
داخلية المنشأ: أ) التكتونية، ب) البركانية. خارجية: أ) الانهيارات الأرضية الكارستية، ب) الغلاف الجوي ج) من الأمواج والشلالات، وما إلى ذلك. اصطناعية
أ) من الانفجارات، ب) من نيران المدفعية، ج) من انهيار الصخور الاصطناعية، د) من النقل، إلخ.
في دورة الجيولوجيا، يتم النظر فقط في الزلازل المرتبطة بالعمليات الداخلية.
عندما تحدث الزلازل القوية في مناطق مكتظة بالسكان، فإنها تسبب أضرارا جسيمة للإنسان. ومن حيث الكوارث التي تصيب الإنسان، فلا يمكن مقارنة الزلازل بأي ظاهرة طبيعية أخرى. على سبيل المثال، في اليابان، خلال زلزال 1 سبتمبر 1923، الذي استمر بضع ثوانٍ فقط، تم تدمير 128266 منزلاً بشكل كامل و126233 منزلاً بشكل جزئي، وفقدت حوالي 800 سفينة، وقُتل أو فقد 142807 أشخاص. وأصيب أكثر من 100 ألف شخص.
من الصعب للغاية وصف ظاهرة الزلزال، لأن العملية برمتها تستمر بضع ثوان أو دقائق فقط، وليس لدى الشخص وقتا لإدراك مجموعة متنوعة من التغييرات التي تحدث في الطبيعة خلال هذا الوقت. عادة ما يتركز الاهتمام فقط على الدمار الهائل الذي يحدث نتيجة للزلزال.
هكذا يصف السيد غوركي الزلزال الذي وقع في إيطاليا عام 1908، والذي كان شاهد عيان عليه: "هزت الأرض بصوت خافت، وتأوهت، وانحنيت تحت أقدامنا وقلقت، وشكلت شقوقًا عميقة - كما لو كانت هناك دودة ضخمة في الأعماق". ، التي كانت نائمة لعدة قرون، استيقظت وكانت تتقلب وتتقلب ... كانت المباني ترتعش وتترنح، وتلتفت الشقوق على طول جدرانها البيضاء، مثل البرق، وانهارت الجدران، وغطت في النوم. الشوارع الضيقةوالناس بينهم... قعقعة تحت الأرض، قعقعة الحجارة، صرير الخشب يطغى على صرخات الاستغاثة، صرخات الجنون. تهتز الأرض كالبحر، تقذف من صدرها القصور والأكواخ والمعابد والثكنات والسجون والمدارس، فتهلك مع كل ارتجاف مئات وآلاف النساء والأطفال والأغنياء والفقراء. "
نتيجة لهذا الزلزال، تم تدمير مدينة ميسينا وعدد من المستوطنات الأخرى.
تمت دراسة التسلسل العام لجميع الظواهر أثناء الزلزال بواسطة I. V. Mushketov خلال أكبر زلزال في آسيا الوسطى، زلزال ألما آتا عام 1887.
في 27 مايو 1887، في المساء، كما كتب شهود العيان، لم تكن هناك علامات على حدوث زلزال، لكن الحيوانات الأليفة تصرفت بقلق، ولم تتناول الطعام، وانكسرت من المقود، وما إلى ذلك. في صباح يوم 28 مايو، الساعة 4: في تمام الساعة 35 صباحًا، سمع صوت قعقعة تحت الأرض ودفع قوي جدًا. لم يستمر الاهتزاز أكثر من ثانية. وبعد دقائق قليلة، استؤنفت الطنينة، وبدت وكأنها تشبه الرنين الخافت للعديد من الأجراس القوية أو هدير المدفعية الثقيلة العابرة. وأعقب الزئير ضربات ساحقة قوية: سقط الجص في المنازل، وتطاير الزجاج، وانهارت المواقد، وسقطت الجدران والأسقف: امتلأت الشوارع بالغبار الرمادي. وكانت المباني الحجرية الضخمة هي الأكثر تضرراً. سقطت الجدران الشمالية والجنوبية للمنازل الواقعة على طول خط الطول، بينما تم الحفاظ على الجدران الغربية والشرقية. في البداية بدا أن المدينة لم تعد موجودة، وأن جميع المباني دمرت دون استثناء. واستمرت الصدمات والهزات طوال اليوم، رغم أنها أقل حدة. وسقطت العديد من المنازل المتضررة ولكنها كانت قائمة في السابق من هذه الهزات الأضعف.
وتشكلت الانهيارات الأرضية والشقوق في الجبال، وظهرت من خلالها مجاري المياه الجوفية إلى السطح في بعض الأماكن. بدأت التربة الطينية على المنحدرات الجبلية، التي كانت مبللة بشدة بالفعل بالمطر، تزحف، مما أدى إلى ازدحام قاع النهر. اندفعت هذه الكتلة الكاملة من الأرض والركام والصخور التي جمعتها الجداول إلى سفح الجبال على شكل تدفقات طينية كثيفة. امتد أحد هذه الجداول لمسافة 10 كيلومترات وعرضه 0.5 كيلومتر.
كان الدمار في مدينة ألماتي نفسها هائلا: من بين 1800 منزل، لم ينج سوى عدد قليل من المنازل، لكن عدد الضحايا البشريين كان صغيرا نسبيا (332 شخصا).
أظهرت ملاحظات عديدة أن الجدران الجنوبية للمنازل انهارت أولاً (قبل ذلك بجزء من الثانية)، ثم الشمالية، وأن أجراس كنيسة الشفاعة (في الجزء الشمالي من المدينة) دقت بعد ثوانٍ قليلة. الدمار الذي لحق بالجزء الجنوبي من المدينة. كل هذا يدل على أن مركز الزلزال كان جنوب المدينة.
كما كانت معظم التشققات في المنازل مائلة نحو الجنوب، أو بشكل أدق إلى الجنوب الشرقي (170 درجة) بزاوية 40-60 درجة. عند تحليل اتجاه الشقوق، توصل I. V. Mushketov إلى استنتاج مفاده أن مصدر موجات الزلزال يقع على عمق 10-12 كم، على بعد 15 كم جنوب ألما آتا.
يُطلق على المركز العميق أو بؤرة الزلزال اسم مركز الزلزال. في المخطط تم تحديده كمنطقة مستديرة أو بيضاوية.
وتسمى المنطقة الواقعة على سطح الأرض فوق مركز الزلزال بمركز الزلزال. ويتميز بأقصى قدر من التدمير، حيث تتحرك العديد من الأشياء عموديا (كذاب)، وتقع الشقوق في المنازل بشكل حاد للغاية، عموديا تقريبا.
تم تحديد منطقة مركز زلزال ألما آتا بـ 288 كيلومتر مربع (36*8 كيلومتر مربع)، وكانت المنطقة التي كان فيها الزلزال أقوى بمساحة 6000 كيلومتر مربع. كانت تسمى هذه المنطقة pleistoseist ("pleisto" - الأكبر و "seistos" - اهتزت).
استمر زلزال ألما آتا لأكثر من يوم واحد: بعد هزات 28 مايو 1887، حدثت هزات أقل قوة لأكثر من عامين. على فترات عدة ساعات أولية، ثم أيام. وفي غضون عامين فقط، كان هناك أكثر من 600 إضراب، مما أدى إلى إضعافها بشكل متزايد.
في تاريخ الأرض، تم وصف الزلازل منذ ذلك الحين عدد كبيرالهزات. على سبيل المثال، في عام 1870، بدأت الهزات الأرضية في مقاطعة فوسيس في اليونان، والتي استمرت لمدة ثلاث سنوات. وفي الأيام الثلاثة الأولى، كانت الهزات تتوالى كل 3 دقائق؛ وخلال الأشهر الخمسة الأولى، حدثت حوالي 500 ألف هزة، منها 300 هزة مدمرة وتتابعت بعضها البعض بمتوسط فاصل 25 ثانية. وعلى مدى ثلاث سنوات، حدث أكثر من 750 ألف إضراب.
وبالتالي، فإن الزلزال لا يحدث نتيجة لحدث لمرة واحدة يحدث في العمق، ولكن نتيجة لعملية طويلة المدى لحركة المادة في الأجزاء الداخلية من الكرة الأرضية.
عادة ما تتبع الصدمة الكبيرة الأولية سلسلة من الصدمات الأصغر، ويمكن أن تسمى هذه الفترة بأكملها بفترة الزلزال. جميع الصدمات في فترة واحدة تأتي من مركز هبوطي مشترك، والذي يمكن أن يتحول في بعض الأحيان أثناء التطور، وبالتالي يتغير مركز الزلزال أيضًا.
وهذا واضح في عدد من أمثلة الزلازل القوقازية، وكذلك الزلزال الذي وقع في منطقة عشق أباد، والذي وقع في 6 أكتوبر 1948. وأعقبت الصدمة الرئيسية ساعة و12 دقيقة دون صدمات أولية واستمرت 8-10 ثواني. خلال هذا الوقت، كان هناك في المدينة والقرى المحيطة بها تدمير ضخم. لقد انهارت المنازل المكونة من طابق واحد والمبنية من الطوب الخام، وكانت الأسطح مغطاة بأكوام من الطوب والأدوات المنزلية وما إلى ذلك. وسقطت الجدران الفردية للمنازل المبنية بشكل أكثر صلابة، وانهارت الأنابيب والمواقد. ومن المثير للاهتمام أن المباني المستديرة (المصعد، المسجد، الكاتدرائية، إلخ) تحملت الصدمة بشكل أفضل من المباني رباعية الزوايا العادية.
وكان مركز الزلزال على بعد 25 كيلومترا. جنوب شرق عشق أباد، في منطقة مزرعة ولاية كاراجودان. تبين أن المنطقة المركزية ممدودة في الاتجاه الشمالي الغربي. يقع مركز الانفجار على عمق 15-20 كم. ويبلغ طول المنطقة البليستوسية 80 كم وعرضها 10 كم. كانت فترة زلزال عشق أباد طويلة وتألفت من هزات عديدة (أكثر من 1000)، كانت مراكزها تقع شمال غرب الزلزال الرئيسي داخل شريط ضيقتقع في سفوح كوبيت-داج
كانت مراكز الانفجار لكل هذه الهزات الارتدادية على نفس العمق الضحل (حوالي 20-30 كم) مثل مركز الصدمة الرئيسية.
يمكن أن تقع مراكز الزلازل ليس فقط تحت سطح القارات، ولكن أيضًا تحت قاع البحار والمحيطات. أثناء الزلازل البحرية، يكون تدمير المدن الساحلية كبيرًا جدًا أيضًا ويصاحبه خسائر بشرية.
وقع أقوى زلزال عام 1775 في البرتغال. غطت المنطقة البليستوسية لهذا الزلزال مساحة ضخمة؛ وكان مركز الزلزال يقع تحت قاع خليج بسكاي بالقرب من عاصمة البرتغال لشبونة، التي كانت الأكثر تضررا.
حدثت الصدمة الأولى بعد ظهر يوم 1 تشرين الثاني (نوفمبر) وكان مصحوبًا بزئير رهيب. وبحسب شهود عيان فإن الأرض ارتفعت ثم هبطت ذراعاً كاملاً. انهارت المنازل بانهيار رهيب. تمايل الدير الضخم على الجبل بعنف من جانب إلى آخر لدرجة أنه كان مهددًا بالانهيار كل دقيقة. استمرت الهزات لمدة 8 دقائق. وبعد ساعات قليلة استؤنف الزلزال.
انهار السد الرخامي وغرق تحت الماء. تم جذب الأشخاص والسفن الواقفة بالقرب من الشاطئ إلى قمع المياه الناتج. وبعد الزلزال وصل عمق الخليج في موقع السد إلى 200 متر.
انحسر البحر في بداية الزلزال، ولكن بعد ذلك ضربت موجة ضخمة ارتفاعها 26 مترًا الشاطئ وأغرقت الساحل بعرض 15 كيلومترًا. كانت هناك ثلاث موجات من هذا القبيل، تليها واحدة تلو الأخرى. ما نجا من الزلزال جرفته المياه ونُقلت إلى البحر. تم تدمير أو تضرر أكثر من 300 سفينة في ميناء لشبونة وحده.
مرت أمواج زلزال لشبونة عبر المحيط الأطلسي بأكمله: بالقرب من قادس، وصل ارتفاعها إلى 20 مترًا، وعلى الساحل الأفريقي، قبالة سواحل طنجة والمغرب - 6 أمتار، في جزيرتي فونشال وماديرا - حتى 5 أمتار. عبرت الأمواج المحيط الأطلسي وشعرت بها قبالة سواحل أمريكا في جزر المارتينيك وبربادوس وأنتيغوا وغيرها. وقتل زلزال لشبونة أكثر من 60 ألف شخص.
غالبًا ما تنشأ مثل هذه الموجات أثناء الزلازل البحرية؛ وتتراوح سرعة انتشار هذه الموجات من 20 إلى 300 م/ث حسب: عمق المحيط؛ يصل ارتفاع الموج إلى 30 م.
عادة ما يستمر تجفيف الساحل قبل حدوث تسونامي عدة دقائق وفي حالات استثنائية يصل إلى ساعة. تحدث موجات التسونامي فقط أثناء الزلازل البحرية عندما ينهار أو يرتفع جزء معين من القاع.
ويتم شرح ظهور التسونامي وأمواج المد والجزر على النحو التالي. في المنطقة المركزية، بسبب تشوه القاع، يتم تشكيل موجة ضغط تنتشر للأعلى. يتضخم البحر في هذا المكان بقوة فقط، وتتشكل على السطح تيارات قصيرة المدى، تتباعد في كل الاتجاهات، أو "تغلي" مع رمي الماء على ارتفاع يصل إلى 0.3 متر. كل هذا مصحوب بالهمهمة. ثم تتحول موجة الضغط على السطح إلى موجات تسونامي، وتنتشر في اتجاهات مختلفة. يتم تفسير انخفاض المد والجزر قبل حدوث تسونامي بحقيقة أن الماء يندفع أولاً إلى حفرة تحت الماء، ومن ثم يتم دفعه إلى المنطقة المركزية.
عندما تحدث مراكز الزلزال في مناطق مكتظة بالسكان، تسبب الزلازل كوارث هائلة. وكانت الزلازل في اليابان مدمرة بشكل خاص، حيث تم تسجيل 233 زلزالًا كبيرًا على مدار أكثر من 1500 عام، حيث تجاوز عدد الهزات 2 مليون.
الزلازل في الصين تسبب كوارث كبيرة. وخلال كارثة 16 ديسمبر 1920، توفي أكثر من 200 ألف شخص في منطقة كانسو، و السبب الرئيسيوكانت الوفيات نتيجة انهيار المساكن المحفورة في اللوس. حدثت زلازل ذات قوة استثنائية في أمريكا. وأدى زلزال منطقة ريوبامبا عام 1797 إلى مقتل 40 ألف شخص وتدمير 80% من المباني. في عام 1812، تم تدمير مدينة كاراكاس (فنزويلا) بالكامل خلال 15 ثانية. تم تدمير مدينة كونسيبسيون في تشيلي بالكامل تقريبًا عدة مرات. وتعرضت مدينة سان فرانسيسكو لأضرار بالغة في عام 1906. وفي أوروبا، لوحظ أكبر قدر من الدمار بعد الزلزال الذي وقع في صقلية، حيث تم تدمير 50 قرية عام 1693 وأكثر من 60 ألف شخص. مات.
على أراضي الاتحاد السوفياتي، كانت الزلازل الأكثر تدميرا في جنوب آسيا الوسطى، في شبه جزيرة القرم (1927) وفي القوقاز. عانت مدينة شيماخا في منطقة القوقاز بشكل خاص من الزلازل. تم تدميرها في 1669، 1679، 1828، 1856، 1859، 1872، 1902. حتى عام 1859، كانت مدينة شيماخا هي المركز الإقليمي لشرق القوقاز، ولكن بسبب الزلزال، كان لا بد من نقل العاصمة إلى باكو. في الشكل. 173 يوضح موقع بؤر زلازل الشماخة. وكما هو الحال في تركمانستان، فهي تقع على طول خط معين يمتد في اتجاه الشمال الغربي.
أثناء الزلازل، تحدث تغيرات كبيرة على سطح الأرض، والتي يتم التعبير عنها في تكوين الشقوق والانخفاضات والطيات وارتفاع المناطق الفردية على الأرض، وتكوين الجزر في البحر، وما إلى ذلك. وغالبًا ما تساهم هذه الاضطرابات، التي تسمى زلزالية لتكوين انهيارات أرضية قوية وانهيارات أرضية وتدفقات طينية وطينية في الجبال، وظهور منابع جديدة، وتوقف القديمة، وتكوين التلال الطينية، انبعاثات الغازإلخ. تسمى الاضطرابات التي تتشكل بعد الزلازل ما بعد الزلزالية.
الظواهر. وتسمى المرتبطة بالزلازل سواء على سطح الأرض أو في باطنها بالظواهر الزلزالية. العلم الذي يدرس الظواهر الزلزالية يسمى علم الزلازل.
3. الخصائص الفيزيائية للمعادن
على الرغم من أن الخصائص الرئيسية للمعادن (التركيب الكيميائي والبنية البلورية الداخلية) يتم تحديدها على الأساس التحليلات الكيميائيةوطريقة حيود الأشعة السينية، فإنها تنعكس بشكل غير مباشر في الخصائص التي يسهل ملاحظتها أو قياسها. لتشخيص معظم المعادن، يكفي تحديد بريقها ولونها وانشطارها وصلابتها وكثافتها.
يتم تحديد اللمعان (المعدني وشبه المعدني وغير المعدني - الماس والزجاج والدهني والشمعي والحريري واللؤلؤي وما إلى ذلك) من خلال كمية الضوء المنعكس من سطح المعدن ويعتمد على معامل انكساره. بناءً على الشفافية، تنقسم المعادن إلى شفافة، وشفافة، وشفافة في أجزاء رقيقة، ومعتمة. التحديد الكمي لانكسار الضوء وانعكاسه ممكن فقط تحت المجهر. بعض المعادن المعتمة عاكسة للغاية ولها تألق معدني. وهذا شائع في المعادن الخام مثل الجالينا (معدن الرصاص)، والكالكوبايرايت والبورنيت (معادن النحاس)، والأرجنتيت والأكانثيت (معادن الفضة). تمتص معظم المعادن أو تنقل جزءًا كبيرًا من الضوء الساقط عليها، ولها بريق غير معدني. تمتلك بعض المعادن بريقًا يتحول من المعدن إلى غير المعدن، وهو ما يسمى شبه المعدن.
المعادن ذات البريق غير المعدني عادة ما تكون فاتحة اللون، وبعضها شفاف. غالبًا ما يكون الكوارتز والجبس والميكا الخفيفة شفافة. المعادن الأخرى (على سبيل المثال، الكوارتز الأبيض الحليبي) التي تنقل الضوء، ولكن من خلالها لا يمكن تمييز الأشياء بوضوح، تسمى شفافة. تختلف المعادن التي تحتوي على معادن عن غيرها في انتقال الضوء. إذا مر الضوء عبر المعدن، على الأقل في أنحف حواف الحبوب، فهو عادة غير معدني؛ إذا لم يمر الضوء، فهو خام. ومع ذلك، هناك استثناءات: على سبيل المثال، غالبًا ما يكون السفاليريت ذو اللون الفاتح (معدن الزنك) أو الزنجفر (معدن الزئبق) شفافًا أو نصف شفاف.
تختلف المعادن في الخصائص النوعية لبريقها غير المعدني. الطين له لمعان ترابي باهت. الكوارتز على حواف البلورات أو على أسطح الكسر زجاجي، التلك، الذي ينقسم إلى أوراق رقيقة على طول مستويات الانقسام، هو عرق اللؤلؤ. مشرق، متألق، مثل الماس، تألق يسمى الماس.
عندما يسقط الضوء على معدن له بريق غير معدني، فإنه ينعكس جزئيًا عن سطح المعدن وينكسر جزئيًا عند هذه الحدود. تتميز كل مادة بمعامل انكسار معين. نظرًا لأنه يمكن قياسه بدقة عالية، فهو يعد ميزة تشخيصية معدنية مفيدة جدًا.
تعتمد طبيعة اللمعان على معامل الانكسار، وكلاهما يعتمد على التركيب الكيميائي و الهيكل البلوريالمعدنية. في حالة عامةمعادن شفافة تحتوي على ذرات المعادن الثقيلةوتتميز بلمعانها العالي ومعامل انكسارها العالي. تتضمن هذه المجموعة معادن شائعة مثل الأنجليزيت (كبريتات الرصاص)، وحجر القصدير (أكسيد القصدير)، والتيتانيت أو السفين (سيليكات التيتانيوم والكالسيوم). يمكن أيضًا للمعادن المكونة من عناصر خفيفة نسبيًا أن تتمتع بلمعان عالٍ ومعامل انكسار مرتفع إذا كانت ذراتها متراصة بإحكام ومتماسكة معًا بواسطة قوى قوية. الروابط الكيميائية. ومن الأمثلة الصارخة على ذلك الماس، الذي يتكون من عنصر خفيف واحد فقط، وهو الكربون. وبدرجة أقل، ينطبق هذا على معدن اكسيد الالمونيوم (Al2O3)، وأصنافه الملونة الشفافة - الياقوت والياقوت - هي أحجار كريمة. على الرغم من أن اكسيد الالمونيوم يتكون من ذرات خفيفة من الألومنيوم والأكسجين، إلا أنها مرتبطة ببعضها البعض بإحكام بحيث يتمتع المعدن ببريق قوي إلى حد ما ومعامل انكسار مرتفع نسبيًا.
تعتمد بعض اللمعان (زيتية، شمعية، غير لامعة، حريرية، إلخ) على حالة سطح المعدن أو على بنية الركام المعدني؛ البريق الراتنجي هو سمة من سمات العديد من المواد غير المتبلورة (بما في ذلك المعادن التي تحتوي على العناصر المشعة اليورانيوم أو الثوريوم).
اللون هو علامة تشخيصية بسيطة ومريحة. تشمل الأمثلة البيريت الأصفر النحاسي (FeS2)، والجالينا الرمادي الرصاصي (PbS)، والأرسينوبيرايت الفضي الأبيض (FeAsS2). في المعادن الخام الأخرى ذات اللمعان المعدني أو شبه المعدني، قد يتم إخفاء اللون المميز من خلال تلاعب الضوء في طبقة سطحية رقيقة (تشويه). هذا أمر شائع في معظم معادن النحاس، وخاصة البورنيت، والذي يسمى "خام الطاووس" بسبب لونه الأزرق والأخضر المتقزح الذي يتطور بسرعة عند كسره حديثًا. ومع ذلك، فإن معادن النحاس الأخرى مطلية بألوان مألوفة: الملكيت الأخضر، والأزوريت الأزرق.
يمكن التعرف على بعض المعادن غير المعدنية بشكل لا لبس فيه من خلال اللون الذي يحدده العنصر الكيميائي الرئيسي (الأصفر - الكبريت والأسود - الرمادي الداكن - الجرافيت، وما إلى ذلك). تتكون العديد من المعادن اللافلزية من عناصر لا تمدها بلون محدد، ولكن من المعروف أن لها أصناف ملونة يرجع لونها إلى وجود شوائب العناصر الكيميائيةبكميات صغيرة لا تقارن مع شدة اللون الذي تسببه. تسمى هذه العناصر حاملات اللون؛ وتتميز أيونها بالامتصاص الانتقائي للضوء. على سبيل المثال، يدين الجمشت الأرجواني الداكن بلونه إلى كمية ضئيلة من الحديد في الكوارتز، في حين أن اللون الأخضر العميق للزمرد يرجع إلى كمية صغيرة من الكروم في البريل. يمكن أن يظهر لون المعادن عديمة اللون عادةً بسبب عيوب في التركيب البلوري (بسبب المواضع الذرية غير المملوءة في الشبكة أو حدوث الأيونات الأجنبية)، والتي يمكن أن تسبب امتصاصًا انتقائيًا لأطوال موجية معينة في طيف الضوء الأبيض. ثم يتم طلاء المعادن بألوان إضافية. ويعود لون الياقوت والياقوت الأزرق والألكسندريت إلى هذه التأثيرات الضوئية على وجه التحديد.
يمكن تلوين المعادن عديمة اللون عن طريق الشوائب الميكانيكية. وهكذا، فإن الانتشار الرقيق المتناثر للهيماتيت يعطي الكوارتز لونًا أحمر، والكلوريت لونًا أخضر. الكوارتز اللبني غائم مع شوائب الغاز السائل. على الرغم من أن اللون المعدني يعد من أكثر الخصائص التي يمكن تحديدها بسهولة في تشخيص المعادن، إلا أنه يجب استخدامه بحذر لأنه يعتمد على العديد من العوامل.
على الرغم من التباين في لون العديد من المعادن، إلا أن لون المسحوق المعدني ثابت للغاية، وبالتالي فهو ميزة تشخيصية مهمة. عادة، يتم تحديد لون المسحوق المعدني من خلال الخط (ما يسمى "لون الخط") الذي يتركه المعدن عند تمريره فوق طبق خزفي غير مزجج (البسكويت). على سبيل المثال، معدن الفلوريت ملون ألوان مختلفةولكن خطه دائما أبيض.
يتم التعبير عن الانقسام - مثالي جدًا، ومثالي، ومتوسط (واضح)، وغير كامل (غير واضح) وغير كامل - في قدرة المعادن على الانقسام في اتجاهات معينة. الكسر (الملس، المتدرج، غير المستوي، المتشقق، المحاري، الخ) هو الذي يميز سطح انقسام المعدن الذي لا يحدث على طول الانقسام. على سبيل المثال، الكوارتز والتورمالين، الذي يشبه سطح كسرهما شريحة زجاجية، لديهما كسر محاري. وفي معادن أخرى، يمكن وصف الكسر بأنه خشن، أو خشن، أو منقسم. بالنسبة للعديد من المعادن، السمة ليست الكسر، بل الانقسام. وهذا يعني أنهم انقسموا معًا طائرات ناعمة، ترتبط مباشرة ببنيتها البلورية. يمكن أن تختلف قوى الترابط بين مستويات الشبكة البلورية اعتمادًا على الاتجاه البلوري. إذا كانت أكبر بكثير في بعض الاتجاهات منها في اتجاهات أخرى، فسوف ينقسم المعدن عبر الرابطة الأضعف. وبما أن الانقسام دائمًا ما يكون موازيًا للمستويات الذرية، فيمكن تحديده من خلال الإشارة إلى الاتجاهات البلورية. على سبيل المثال، يحتوي الهاليت (NaCl) على انقسام مكعب، أي. ثلاثة اتجاهات متعامدة بشكل متبادل للانقسام المحتمل. يتميز الانقسام أيضًا بسهولة ظهوره وجودة سطح الانقسام الناتج. تتمتع ميكا بانقسام مثالي جدًا في اتجاه واحد، أي. تنقسم بسهولة إلى أوراق رفيعة جدًا ذات سطح لامع وناعم. التوباز لديه انقسام مثالي في اتجاه واحد. يمكن أن يكون للمعادن اتجاهين أو ثلاثة أو أربعة أو ستة اتجاهات للانقسام يسهل على طولها الانقسام، أو عدة اتجاهات انقسام بدرجات متفاوتة. بعض المعادن ليس لها انقسام على الإطلاق. نظرًا لأن الانقسام، باعتباره مظهرًا من مظاهر البنية الداخلية للمعادن، هو خاصية ثابتة لها، فهو بمثابة ميزة تشخيصية مهمة.
الصلابة هي المقاومة التي يظهرها المعدن عند خدشه. تعتمد الصلابة على البنية البلورية: فكلما كانت الذرات الموجودة في بنية المعدن مرتبطة ببعضها البعض بشكل أكثر إحكامًا، زادت صعوبة خدشها. التلك والجرافيت عبارة عن معادن ناعمة تشبه الصفائح، مكونة من طبقات من الذرات متصلة ببعضها البعض بشكل وثيق قوى ضعيفة. وهي دهنية الملمس: فعند فركها على جلد اليد، تنزلق طبقات رقيقة منفردة. أصعب المعادن هو الماس، حيث تكون ذرات الكربون مترابطة بشكل وثيق بحيث لا يمكن خدشها إلا بواسطة ماسة أخرى. في بداية القرن التاسع عشر. قام عالم المعادن النمساوي ف. موس بترتيب 10 معادن حسب صلابتها. منذ ذلك الحين، تم استخدامها كمعايير للصلابة النسبية للمعادن، ما يسمى. مقياس موس (الجدول 1)
مقياس صلابة وزارة الصحة
تختلف كثافة وكتلة ذرات العناصر الكيميائية من الهيدروجين (الأخف) إلى اليورانيوم (الأثقل). مع تساوي جميع الأشياء الأخرى، فإن كتلة المادة التي تتكون من ذرات ثقيلة أكبر من كتلة المادة التي تتكون من ذرات خفيفة. على سبيل المثال، تحتوي كربوناتان - الأراغونيت والسيروسيت - على بنية داخلية مماثلة، لكن الأراغونيت يحتوي على ذرات كالسيوم خفيفة، ويحتوي السيروسيت على ذرات رصاص ثقيلة. ونتيجة لذلك، فإن كتلة السيروسيت تتجاوز كتلة الأراغونيت من نفس الحجم. تعتمد الكتلة لكل وحدة حجم من المعدن أيضًا على كثافة التعبئة الذرية. الكالسيت، مثل الأراغونيت، هو كربونات الكالسيوم، ولكن في الكالسيت تكون ذرات الكالسيت أقل كثافة، لذلك لديه كتلة أقل لكل وحدة حجم من الأراغونيت. تعتمد الكتلة النسبية أو الكثافة على التركيب الكيميائي والبنية الداخلية. الكثافة هي نسبة كتلة المادة إلى كتلة نفس الحجم من الماء عند 4 درجات مئوية. لذلك، إذا كانت كتلة المعدن 4 جم، وكتلة نفس الحجم من الماء 1 جم، فإن كثافة المعدن هي 4. في علم المعادن، من المعتاد التعبير عن الكثافة بـ جم / سم 3.
تعد الكثافة سمة تشخيصية مهمة للمعادن وليس من الصعب قياسها. أولا، يتم وزن العينة في الهواء ثم في الماء. بما أن العينة المغمورة في الماء تتعرض لقوة طفو لأعلى، فإن وزنها هناك أقل من وزنها في الهواء. فقدان الوزن يساوي وزن الماء المزاح. وبالتالي، يتم تحديد الكثافة بنسبة كتلة العينة في الهواء إلى فقدان وزنها في الماء.
الكهرباء الحرارية. تصبح بعض المعادن، مثل التورمالين والكالامين وما إلى ذلك، مكهربة عند تسخينها أو تبريدها. يمكن ملاحظة هذه الظاهرة عن طريق تلقيح معدن التبريد بمزيج من مساحيق الكبريت والرصاص الأحمر. في هذه الحالة، يغطي الكبريت المناطق ذات الشحنة الموجبة من سطح المعدن، ويغطي المينيوم المناطق ذات الشحنة السالبة.
المغناطيسية هي خاصية بعض المعادن للتأثير على إبرة مغناطيسية أو جذبها للمغناطيس. لتحديد المغناطيسية، استخدم إبرة مغناطيسية موضوعة على حامل ثلاثي القوائم حاد، أو حذاء أو قضيب مغناطيسي. كما أنه من الملائم جدًا استخدام إبرة مغناطيسية أو سكين.
عند اختبار المغناطيسية، هناك ثلاث حالات ممكنة:
أ) عندما يكون المعدن في الشكل الطبيعي("في حد ذاته") يعمل على الإبرة المغناطيسية،
ب) عندما يصبح المعدن مغناطيسيًا فقط بعد التكليس في اللهب المختزل لأنبوب النفخ
ج) عندما لا يظهر المعدن مغناطيسية سواء قبل أو بعد التكليس في لهب مختزل. للتكلس باستخدام لهب مخفض، يجب أن تأخذ قطعًا صغيرة بحجم 2-3 مم.
يشع. العديد من المعادن التي لا تتوهج من تلقاء نفسها تبدأ في التوهج في ظل ظروف خاصة معينة.
هناك التفسفر، التلألؤ، التلألؤ الحراري وتلألؤ المعادن. الفسفرة هي قدرة المعدن على التوهج بعد تعرضه لشعاع أو آخر (الويليت). التلألؤ هو القدرة على التوهج في لحظة التشعيع (السكلايت عند تشعيعه بالأشعة فوق البنفسجية وأشعة الكاثود والكالسيت وما إلى ذلك). التألق الحراري - يتوهج عند تسخينه (الفلوريت، الأباتيت).
تلألؤ ثلاثي - توهج في لحظة الخدش بإبرة أو شق (الميكا، اكسيد الالمونيوم).
النشاط الإشعاعي. العديد من المعادن التي تحتوي على عناصر مثل النيوبيوم، التنتالوم، الزركونيوم، الأتربة النادرةغالبًا ما يكون لليورانيوم والثوريوم نشاط إشعاعي كبير جدًا، ويمكن اكتشافه بسهولة حتى بواسطة أجهزة قياس الإشعاع المنزلية، والتي يمكن أن تكون بمثابة علامة تشخيصية مهمة.
لاختبار النشاط الإشعاعي، يتم أولاً قياس وتسجيل القيمة الخلفية، ثم يتم تقريب المعدن، وربما أقرب إلى كاشف الجهاز. يمكن أن تكون الزيادة في القراءات بأكثر من 10-15٪ بمثابة مؤشر على النشاط الإشعاعي للمعدن.
الموصلية الكهربائية. سلسلة كاملةتتمتع المعادن بموصلية كهربائية كبيرة، مما يسمح لها بالتمييز بوضوح عن المعادن المماثلة. يمكن التحقق من ذلك باستخدام جهاز اختبار منزلي عادي.
الحركات البيئية للقشرة الأرضية
الحركات فوق المنشأ هي ارتفاعات وهبوطات طويلة الأمد بطيئة في القشرة الأرضية ولا تسبب تغيرات في التشكل الأولي للطبقات. هذه الحركات الرأسية متذبذبة بطبيعتها وقابلة للعكس، أي. قد يتم استبدال الارتفاع بالانخفاض. وتشمل هذه الحركات:
الحديثة، والتي يتم تسجيلها في ذاكرة الإنسان ويمكن قياسها بشكل فعال عن طريق التسوية المتكررة. سرعة الحديث الحركات التذبذبيةفي المتوسط لا يتجاوز 1-2 سم/سنة، وفي المناطق الجبلية يمكن أن يصل إلى 20 سم/سنة.
الحركات التكتونية الحديثة هي حركات خلال العصر النيوجيني الرباعي (25 مليون سنة). في الأساس، فهي لا تختلف عن تلك الحديثة. تم تسجيل الحركات التكتونية الحديثة في التضاريس الحديثة الطريقة الرئيسيةدراستهم جيومورفولوجية. سرعة حركتهم أقل بكثير، في المناطق الجبلية - 1 سم/سنة؛ على السهول – 1 ملم/سنة.
الحركات الرأسية البطيئة القديمة مسجلة في أقسام الصخور الرسوبية. وتبلغ سرعة الحركات التذبذبية القديمة، بحسب العلماء، أقل من 0.001 ملم/سنة.
تحدث الحركات الجبلية في اتجاهين - أفقيًا وعموديًا. الأول يؤدي إلى انهيار الصخور وتكوين الطيات والانحناءات، أي: إلى تقليص سطح الأرض. تؤدي الحركات العمودية إلى ارتفاع المنطقة التي يحدث فيها الطي وغالباً ظهور الهياكل الجبلية. تحدث الحركات الجبلية بشكل أسرع بكثير من الحركات التذبذبية.
وهي مصحوبة بالصهارة النشطة والتدخلية، فضلا عن التحول. وفي العقود الأخيرة، تم تفسير هذه الحركات من خلال اصطدام كبير لوحات ليثوسفير، والتي تتحرك أفقيًا على طول طبقة الغلاف الموري للوشاح العلوي.
أنواع العيوب التكتونية
أنواع الاضطرابات التكتونية:
أ - النماذج المطوية (الطبقية)؛
في معظم الحالات، يرتبط تكوينها بضغط أو ضغط مادة الأرض. تنقسم العيوب المورفولوجية إلى نوعين رئيسيين: محدبة ومقعرة. في حالة المقطع الأفقي، توجد الطبقات الأقدم في قلب الطية المحدبة، وتقع الطبقات الأحدث على الأجنحة. من ناحية أخرى، تحتوي الانحناءات المقعرة على رواسب أصغر سنا في قلبها. في الطيات، تميل الأجنحة المحدبة عادة إلى الجانبين من السطح المحوري.
ب – أشكال متقطعة (منفصلة).
الاضطرابات التكتونية المتقطعة هي تلك التغييرات التي تنتهك فيها استمرارية (سلامة) الصخور.
تنقسم الصدوع إلى مجموعتين: الصدوع دون إزاحة الصخور المنفصلة عنها بالنسبة لبعضها البعض، والأخطاء مع الإزاحة. تسمى الشقوق الأولى بالشقوق التكتونية، أو الشقوق التكتونية، وتسمى الثانية الشقوق التكتونية.
قائمة المراجع المستخدمة
1. بيلوسوف ف. مقالات عن تاريخ الجيولوجيا. في أصول علم الأرض (الجيولوجيا حتى نهاية القرن الثامن عشر). – م.، – 1993.
فيرنادسكي ف. أعمال مختارةفي تاريخ العلم. - م: ناوكا، - 1981.
بوفارنيخ أ.س.، أونوبرينكو ف.آي. علم المعادن: الماضي، الحاضر، المستقبل. – كييف: ناوكوفا دومكا، – 1985.
الأفكار الحديثة للجيولوجيا النظرية. – ل.: نيدرا، – 1984.
خين في. المشاكل الرئيسية للجيولوجيا الحديثة (الجيولوجيا على عتبة القرن الحادي والعشرين). – م.: العالم العلمي، 2003..
خين في إي، ريابوخين إيه جي. تاريخ ومنهجية العلوم الجيولوجية. - م: جامعة ولاية ميشيغان، - 1996.
هالام أ. النزاعات الجيولوجية الكبرى. م: مير، 1985.
الداخلية هي العمليات الداخلية. خارجي - خارجي، سطحي، مصدر الطاقة بالنسبة لهم هو طاقة الشمس والجاذبية (مجال الجاذبية الأرضية).
تشمل العمليات الداخلية ما يلي:
الصهارة (من كلمة الصهارة) هي عملية مرتبطة بولادة الصهارة وحركتها وتحولها إلى صخور نارية.
التكتونية (الحركات التكتونية) - أي حركات ميكانيكية لقشرة الأرض - الارتفاعات والانخفاضات والحركات الأفقية وما إلى ذلك؛
الزلازل هي نتيجة للحركات التكتونية، ولكن عادة ما يتم النظر فيها بشكل مستقل؛
التحول - العمليات التي تؤدي إلى تغيرات في تكوين وبنية الصخور داخل الأرض عند التغيير المعلمات الفيزيائية والكيميائية(الضغط، درجة الحرارة، الخ).
تشمل العمليات الخارجية العمليات التي تحدث على السطح أو بالقرب منه والتي تغير مظهر الأرض وترتبط بأنشطة الغلاف الجوي والغلاف المائي والمحيط الحيوي:
التجوية (فرط التولد) ؛
النشاط الجيولوجيرياح؛
النشاط الجيولوجي للمياه المتدفقة.
النشاط الجيولوجي للمياه الجوفية.
النشاط الجيولوجي للثلج والجليد التربة الصقيعية;
النشاط الجيولوجي للبحار والبحيرات والمستنقعات.
النشاط الجيولوجي للإنسان
العمليات الداخلية تخلق تفاوتًا على سطح الأرض. يتم إنشاء أكبر منهم الحركات التكتونية. مع الحركات الهبوطية (الأسفلة) لأجزاء من القشرة الأرضية، تظهر المنخفضات في البحيرات الكبيرة والبحار والمحيطات. مع الحركات الصعودية (الارتقاء) للأجزاء الفردية من القشرة الأرضية، تنشأ المرتفعات الجبلية، الدول الجبليةوالقارات بأكملها.
تدمر العمليات الخارجية المناطق المرتفعة من سطح الأرض وتميل إلى ملء المنخفضات الناتجة. وهكذا فإن تضاريس الأرض هي ساحة صراع لا ينتهي بين القوى الداخلية والخارجية، وظهور هذه القوى ومواجهتها مستحيل بدون بعضها البعض. يسمى هذا الارتباط الذي لا ينفصم بالجدلية.
التعرية و penepelization
يشير التعرية إلى عملية تدمير الصخور الموجودة على سطح الأرض، مصحوبة بإزالة الكتلة المدمرة. وبطبيعة الحال، يؤدي التعرية إلى خفض المناطق المرتفعة من التضاريس (الشكل 4).
الشكل 4 - مخطط انخفاض التضاريس أثناء عملية التعرية: 1 - السطح الأولي، 2 - السطح بعد التعرية
نتيجة التعرض للتعرية العمليات الخارجيةوجميع الأجزاء الجديدة من الصخور، التي كانت محمية سابقًا من تأثير الكتل العلوية، معرضة للتدمير.
في مناطق محدودة، غالبا ما يحدث التعرية نتيجة لنشاط أي من العوامل الخارجية: تآكل النهر، تآكل البحر، الخ. يتم تخفيض مساحات شاسعة تحت التأثير المشترك للعديد من العمليات الجيوديناميكية الخارجية. ويستمر تعرية البلدان الجبلية بشكل أسرع كلما ارتفعت، ويمكن أن تصل سرعتها إلى 5-6 سم سنويًا بالنسبة لأعلى السلاسل (القوقاز، جبال الألب). في السهول، يكون معدل التعرية أقل بكثير (أجزاء من المليمترات في السنة)، وفي بعض الأماكن يفسح المجال لتراكم الرواسب. تظهر الحسابات التقريبية أن البلدان الجبلية تنحدر تدريجيًا عندما يتغلب التعرية على الارتفاع التكتوني، ويمكن أن تظهر مكانها سهول جبلية - كما يطلق عليها عادةً - ويمكن أن تظهر، ويتراوح الوقت اللازم لذلك من 20 إلى 50 مليون سنة. تظهر نفس الحسابات أنه من أجل التدمير الكامل للقارات، على افتراض توقف القوى التكتونية، سيستغرق الأمر 200-250 مليون سنة. يمكن أن تنهار القارات إلى المستوى مياه المحيط. تحت هذا المستوى، تتوقف عمليات التعرية عمليا: يتم قبول مستوى المحيط باعتباره حد التعرية.
يمكن أن توجد مستويات تعرية مستقلة - محلية - في القارات، كقاعدة عامة، وهذا هو مستوى المنخفضات الكبيرة التي لا يمكن تصريفها (بحر قزوين، آرال، البحر الميت).
البلوتونية والبركانية
تشير الصهارة إلى الظواهر المرتبطة بتكوين الصهارة وتغير تركيبها وحركتها من باطن الأرض إلى سطحها.
الصهارة عبارة عن ذوبان طبيعي عالي الحرارة يتشكل على شكل جيوب منفصلة في الغلاف الصخري والوشاح العلوي (بشكل رئيسي في الغلاف الموري). السبب الرئيسي لانصهار المادة وظهور غرف الصهارة في الغلاف الصخري هو زيادة درجة الحرارة. يحدث صعود الصهارة واختراقها للآفاق العلوية نتيجة لما يسمى بانعكاس الكثافة، حيث تظهر جيوب ذات ذوبان أقل كثافة ولكنها متحركة داخل الغلاف الصخري. وبالتالي، فإن الصهارة هي عملية عميقة ناجمة عن الحرارة و مجالات الجاذبيةأرض.
اعتمادا على طبيعة حركة الصهارة، يتم تمييز الصهارة بين تدخلي ومتدفق. أثناء الصهارة المتطفلة (البلوتونية)، لا تصل الصهارة إلى سطح الأرض، ولكنها تخترق بنشاط المضيف الذي يغطي الصخور، وتذوبها جزئيًا، وتتصلب في شقوق وتجويف القشرة الأرضية. أثناء الصهارة المتدفقة (البركانية)، تصل الصهارة إلى سطح الأرض من خلال قناة الإمداد، حيث تشكل البراكين أنواع مختلفة، ويتصلب على السطح. وفي كلتا الحالتين، عندما يتصلب المنصهر، تتشكل الصخور النارية. درجات حرارة ذوبان الصهارة الموجودة داخل القشرة الأرضية حسب البيانات التجريبية ونتائج الدراسات التركيب المعدنيالصخور النارية تتراوح درجة حرارتها بين 700-1100 درجة مئوية. تتراوح درجات الحرارة المقاسة للصهارة التي انفجرت إلى السطح في معظم الحالات بين 900-1100 درجة مئوية، وتصل أحيانًا إلى 1350 درجة مئوية. أكثر ارتفاع درجة الحرارةترجع ذوبان الأرض إلى حقيقة أن عمليات الأكسدة تحدث فيها تحت تأثير الأكسجين الجوي.
من وجهة نظر التركيب الكيميائي، الصهارة عبارة عن نظام معقد متعدد المكونات يتكون بشكل رئيسي من السيليكا SiO2 ومواد مكافئة كيميائيًا للسيليكات Al، Na، K، Ca. العنصر السائد في الصهارة هو السيليكا. هناك عدة أنواع من الصهارة في الطبيعة، وتختلف في التركيب الكيميائي. يعتمد تكوين الصهارة على تركيبة المادة الناتجة عن ذوبانها. ومع ذلك، مع ارتفاع الصهارة، يحدث ذوبان جزئي وانحلال للصخور المضيفة لقشرة الأرض، أو استيعابها؛ وفي الوقت نفسه، يتغير تكوينه الأساسي. وبالتالي، يتغير تكوين الصهارة أثناء دخولها إلى القشرة العليا وأثناء التبلور. في أعماق كبيرة في الصهارة، توجد المكونات المتطايرة في حالة مذابة - أبخرة الماء والغازات (H2S، H2، CO2، HCl، وما إلى ذلك) في ظل الظروف الضغوط العاليةيمكن أن يصل محتواها إلى 12٪. إنها مواد نشطة للغاية ومتحركة كيميائيًا ولا يتم الاحتفاظ بها في الصهارة إلا بسبب الضغط الخارجي العالي.
في عملية صعود الصهارة إلى السطح، مع انخفاض درجات الحرارة والضغوط، يتفكك النظام إلى مرحلتين - الذوبان والغازات. وإذا كانت حركة الصهارة بطيئة، فإن تبلورها يبدأ أثناء الصعود، ومن ثم يتحول إلى نظام ثلاثي الأطوار: الغازات والذوبان والبلورات المعدنية التي تطفو فيه. يؤدي المزيد من تبريد الصهارة إلى انتقال كامل الذوبان إلى الحالة الصلبة وتكوين الصخور النارية. وفي هذه الحالة يتم إطلاق المكونات المتطايرة، والتي يتم إزالة الجزء الرئيسي منها من خلال الشقوق المحيطة بغرفة الصهارة، أو مباشرة إلى الغلاف الجوي في حالة ثوران الصهارة على السطح. في الصخور المتصلبة، يتم الاحتفاظ بجزء صغير فقط من الطور الغازي على شكل شوائب صغيرة في الحبوب المعدنية. وبالتالي، فإن تكوين الصهارة الأصلية يحدد تكوين المعادن الرئيسية المكونة للصخور في الصخور المتكونة، ولكنها ليست متطابقة تمامًا معها من حيث محتوى المكونات المتطايرة.