بسم الله الرحمن الرحيم
والصلاة والسلام على أشرف المرسلين
السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة
مقدمة
- علوم الأرض- علم الجيولوجيا- : العلم الذي يهتم بمعارف الأرض مثل تاريخها و نشأتها و شكلها ومكوناتها و العوامل التي أثرت و تؤثر عليها و كذلك العمليات الجيولوجية التي تعمل داخلها و على سطحها و خاصة التي تسبب مخاطر للبيئة و الإنسان.
- الجيولوجيا و موقعها من العلوم الأخرى
تاريخ علم الجيولوجيا
- بداء علم الجيولوجيا علم غيب عند الامم القديمة عدا ملاحظات ارسطو بوجود اسباب طبيعية للعمليات الجيولوجية و الذي لاحظ التشابه بين احافي الجيال و شواطئ البحار و أيده بذلك دافنشي في القرون الوسطى
- حدثت طفرة في علم الجيولوجيا على يد العالم الدنمركي ستينو(القرن 17 ) حيث وضع قانون تعاقب الطبقات(الطبقة السفلى اقدم من الطبقة التي تعلوها) و قانون ثبات الزوايا لبلورات المعادن (كل معدن له تركيب بلوري محددا و مميزا له)
- في القرن التاسع عشر و ضع هوتون قانون(نظرية) الوتيرة الواحدة و الذي مؤداه ان الحاضر هو مفتاح الماضي أي اننا نفهم كيف حدثت العمليات الجيولوجية في العصور القديمة، منذ مئات الملايين من السنين عندما نفهم كيف تتم ألان و اثبتت هذه النظرية مصداقيتها امام نظرية التكون بالكوارث للعالم الفرنسي كوفية.
- نظرية العصور الجليدية
- نظرية دورات النشاط الجيولوجي
- نظرية حركة الالواح – العلم الالماني فاجنر 1912 - القارات و المحيطات تشبه الالواح التي تطفو على صهير الوشاح في باطن الارض.
الارض و مكوناتها
- "و الارض و ما دحاها" – شكل بيضوي او اهليجي
تركيب الارض
- ارتداد الموجات الصوتية او الزلزالية عند الحدود الفاصلة بين وسطين مختلفين قي الكثافة ادى لمعرفة التركيب الداخلي للكرة الارضية
- ثلاتة اغلفة تحت السطح:
- اربعة اغلفة تحيط بسطح الارض
القشرة الارضية:
- عليها و منها يعيش الانسان
- متوسط كثافتها 2.7
- 8 عناصر تشكل 98% من كتلتها: الاكسجين 46.6% ثم السلكون، الومنيوم، حديد، كالسيوم، صوديوم، بوتاسيوم، ماغنيسيوم. و تكون على هيئة معادن
- تنقسم القشرة الارضية الى:
- تطفو صخور القشرة الارضية و المكونة من عدة الواح على الجزء العلوي من صخور الوشاح المنصهرة و الحد الفاصل بينهما يعرف بحد موهو
مقطع للكرة الارضية:
- قشرة ارضية رقيقة جدا
- الوشاح و سمكه 2900 كم مادة متصلبة ما عدا الجزء الخارجي الملامس للقشرة فهي شبه منصهرة و كثافة الوشاح تتراوح بين 3.3 و 6 غم/سم3 و يغلب الجديد و الماغنسيوم على تركيبها
- اللب: اللب الخارجي و سمكه 2225 كم و له كثافة 10 و اللب الداخلي و هو مركز الارض و سمكه 1275 كم و كثافة 13 و الحرارة 6650 درجة و يتكون في الغالب من النكل و الحديد
تيارات الحمل: تتوزع الحرارة داخل الارض بواسطة هذه التيارات و تدفعها الى السطح، مصدر الحرارة هو النشاط الاشعاعي لعناصر مثل اليورانيوم و الثوريوم.
تركيب الارض
- تكاثف مادة السديم الاولية( غازات و اغيرة)
- دوران لمادة السديم ادى لتشكل الارض(اهليجي) و الكواكب الاخرى
- ظروف ادت الى تكون الجاذبية الارضية و المجال المغناطيسي
- انجذاب غازات كانت جزء من السديم نحو الارض و كونت الغلاف الجوي الاولي الذي كان يختلف عما هو عليه الان
- تعدلت نسب غازات الغلاف الجوي بحيث سهل لانماط الحياه ان تزدهر
استكشاف التمنطق داخل الارض الصلبة:
- مشاهدات فلكية: سقوط النيازك(اجسام صخرية فضائية)، حيث ان تركيبها يتشابه مع صخور ارضية معينة و يختلف مع اخرى
- مشاهدات حيوفيزيائية:
- زيادة كثافة الارض مع العمق، كثافة القشرة 2.65 غم/سم3 ، و كثافة العمق 13 ، و كثافة الارض ككل 5.5
- الموجات الزلزالية، تسري في الصخور بسرعات تعتمد على معاملات المرونة و الكثافة لهذه الصخور
- من هذه المشاهدات يمكن الاستنتاج ان هناك تمنطق داخل الارض و اغلفة صخرية تختلف عن بعضها في التركيب الكيميائي و المعدني و في الخواص الفيزيائية
نطق الارض المختلفة:
الاغلفة غير صلبة للارض:
- التروبوسفير Troposphere : يحتوي بخار الماء و تحدث به التغيرات الجوية و يرتفع الى 10 كم
الاستراتوسفير Stratosphere: تتأصل فيها التغيرات الجوية، جافه و ليس بها بخار ماء و تصل حتى ارتفاع 50 كم، و فيه طبقة الازون
- الميزوسفير : تتناقص درجة الحرارة ال –60 درجة مئوية وترتفع الى 80 كم
- الايونوسفير Ionosphere : تصل حرارة ال 1000 درجة مئوية و ترتفع الى 600 كم، بها الكترونات و ايونات حرة تعمل كمظلة واقية للارض من الاشعة الضارة
- النطاق الخارجي Exosphere :
2- الغلاف المائي
حركة القارات
- القارات و المحيطات تشبه الالواح التي تطفو على صهير الوشاح في باطن الارض.
- حركة القارات تسببت في الاحداث الكبرى قي تاريخ الارض
- قارة الجندوانا او البانجيا و فاجنر هو اول من شرح نظرية حركة القارات من خلال كتابه " اصل القارات و المحيطات" عام 1915
براهين حركة القارات
تكامل شكل شواطىء القارات
التشابه في التتابعات الضخرية
الازمان الجليدية
التشابه و الاختلاف في المحتوى الحفري تبعا لالتصاق و انفصال القارات عن بعض
اتساع قاع المحيط
المغناطيسية القديمة: المغناطيسية قد عكست بصورة متكررة
العلاقة بين الالواح
- حركة اتساع المحيط
- اصطدام بين لوح قاع محيطي و لوح قاري يودي الى نشوء سلاسل جبلية مثل جبال روكي غرب أمريكيا الشمالية و جبال الانديز غرب امريكا الجنوبية
- الاصطدام بين لوحيين قاريين يودي لنشوء سلاسل جبلية كجبال الهمالايا
الرصد بواسطة تقنيات الاستشعار عن بعد
1- القشرة الارضية 2- الوشاح 3- اللب 1- الغلاف الصخري 2- الغلاف المائي 3- الغلاف الجوي 4- الغلاف الحيوي 1- القشرة القارية: تتكون من صخور الجرانيت 2- القشرة المحيطية: تتكون من صخور اليازلت (اكثر كثافة من القارية) 1- القشرة الارضية: قشرة خارجية و قشرة سفلية ويفصلهما انقطاع كونراد، ويفصل القشرة الارضية عن الوشاح انقطاع موهو 2- الوشاح: وشاح علوي صلب، وشاح اوسط لين او سائل له نفس تركيب الوشاح العلوي الكيميائي(يتميز بعدم قدرة بعض المعادن على تحمل الحرارة و الضغط فتنصهر)، وشاح سفلي صلب قادر على تحمل الحرارة و الضغط 3- اللب: ينقسم الى لب خارجي يفصله عن الوشاح انقطاع جوتنبرج، و يتكون من الحديد و النيكل بالإضافة الى نسبة من معادن السيليكا الغير قادرة على تحمل الحرارة و الضغط السائد تجعل من هذا النطاق صهير دائم الحركة بحركة الارض مما ينتج عنها المجال المغناطيسي الارضي 1- الغلاف الهوائيAtomsphere : يرتفع الى اكثر من 600 كم ، ويتكون من غازات ثاني اكسيد الكربون و النيتروجين و الاكسجين و الارجون و غازات اخرى، و يتكون من المطق التالية: 3- الغلاف الحيوي
مقياس الزمن و التطور و الانقراض
- عمر الارض حوالي 4.6 الف مليون سنة و اثار الحياة السابقة عمرها 600 مليون سنة
- تاريخ الارض يقسم الى:
- احقاب ما قبل الكمبري
- احقاب الحياة الظاهرة، و التي تقسم بدورها الى:
دهر الحياة القديمة
دهر الحياة المتوسطة
دهر الحياة الحديثة
طرائق تقدير الاعمار لصخور الارض:
عمر الارض 4.6 الف مليون سنة (?)
عمر البشرية اكثر من نصف مليون سنة (?)
تقسم طرق تقدير الاعمار الى قسمين:
الطرق الإشعاعية
تعتمد على ظاهرة الاشعاع الذري لجسيمات الفا وبيتا و جاما من بعض الانوية الغير ثابتة مثل اليورانيوم و الثوريوم.
الاشعاع: خروج طاقة من الانوية الغير مستقرة حتى تتخلص من الطاقة أو المادة الزائدة حتى يمكنها بلوغ حالة الاستقرار( العنصر المشع او النظير المشع). يحدث ذلك من خلال سلسلة للتحلل.
فترة نصف العمر: الفترة الزمنية اللازمة لتحلل نصف مادة النظير المشع و تتراوح بين جزء من الالف من الثانية الى عدة الاف الملايين من السنين.
- معدل التحلل ثابت و يبداء اعتبارا من لحظة تكون المعدن ( الساعة الصخرية)
- تستخدم لتقدير اعمار قصيرة نسبيا: الاثار و المحيطات و التربة
- نسبة الكربون 12 (الثابت) الى الكربوون 14 (الغير ثابت و المشع) في الغلاف الجوي و الغلاف المائي هي نسبة ثابتة.
- من عيوب هذه الطريقة:
- قصر فترة العمر 5730 سنة
- تغير نسبة نظائر الكربون لاسباب غير التحلل
- المؤثرات الحرارية في باطن الارض قد تحرق الكربون بنوعية و بالتالي تشوه بصمة الكربون
- يتحلل البوتاسيوم الى غاز الأرجون و يقاس الزمن بقياس نسبة الأرجون داخل المعدن.
- من عيوب هذه الطريقة تحرر غاز الأرجون عند تعرضة للهواء او التسخين الى درجة حرارة اكثر من 125 مئوية
- فترة نصف عمر البوتاسيوم يساوي 11,900 مليون سنة و تستعمل لتقدير اعمار صخور تصل الى اكثر من 3000 مليون عام
- تعتمد على تحلل الروبيديوم – 87 المشع الى استرونشيوم – 87
- لا يتأثر بالتعرض للهواء او التسخين
- فترة نصف العمر للروبيديوم حوالي 50000 مليون عام
- ملائمة لتقدير اعمار الرواسب البحرية (عمرها حوالي 300000 عام)
- فترة نصف العمر 80 الف عام
- تعتمد على تحلل العناصر المشعة طويلة نصف العمر مثل اليورانيوم – 238 الذي يتحلل الى رصاص –206
- تصلح لقياس اعمار صخور ما قبل الكبري او تقدير عمر الارض
- فترة نصف العمر لليورانيوم 238 تساوي 4,6 ألف مليون عام
الديناصورات
عمرها اكثر من 200 مليون سنة و سادت في عصور الترياسي الجوراسي و الطباشيري، و انقرضت في نهاية العصر الطباشيري
اكتشفت في القرن التاسع عشر على يد العالم ريتشار اوين
الانقراض الكبير
حقائق الانقراض
نظريات اخرى لانقراض الديناصورات؟
نظرية النشاط البركاني المكثف – خلال نهاية العصر الطباشيري -
1- تقدير العمر النسبي و ذلك باستخدام احدى القواعد التالية: 1.1 – مبداء تعاقب الطبقات 1.2 – ظاهرة القاطع و المقطوع 1.3 - ظاهرة المضاها بين الصخور 2- تقدير العمر المطلق و اهم الطرق المتبعة: 2.1 - التقدير الشجري 2.2 - التقدير بالرواسب 2.3 - الطرق الإشعاعية 1- طريقة الكربون 14 2- طريقة البوتاسيوم – أرجون 3- طريقة الروبيديوم – استرونشيوم 4- طرق الثوريوم – 230 5- طرق الرصاص: 350 نوع 1- احداث درامية في نهاية العصر الطباشيري: سقوط اجسام سماوية مثل النيازك 2- انقرضت الديناصورات خلال فترة قصيرة و متزامنة مع سقوط الاجسام السماوية على الارض 3- سيادة المناح البارد في نهاية الطباشيري ادى لنقص النباتات الغذاء الرئيسي للديناصورات 1- ادى الى خروج رماد و دخان بركاني كثيف غطى الارض جميعا 2- انخفاض درجة الحرارة نتيجة حجب اشعة الشمس 3- نقص الغطاء النباتي 4- قتل الديناصورات لعدم لعدم وجود غذاء و لعدم ملائمة المناخ و لعدم قدرتها على الهجرة الى اماكن اكثر ملائمة
الصخور
الصخر: مزيج من معادن مختلفة تبلورت أو تجمعت في ظروف جيولوجية خاصة، و هي نارية أو رسوبية أو متحولة
الصخور الناري
ة
هي تلك الصخور التي تكونت نتيجة تصلب المادة المنصهرة، اما في اعماق سحيقة مكوتة الصخور النارية الجوفية، او عند اعماق ضحلة فتتكون الصخور تحت السطحية او على سطح الارض مباشرة فتتكون الصخور البركانية.
الخصائص العامة للصخور النارية:
أشكال الصخور النارية
التركيب المعدني للصخور النارية: و تقسم الى نوعين:
نسيج الصخور النارية : الشكل الناتج عن تراص الحبيبات المكونة للصخر و تقسم الى
خشن التحبب جدا، خشن التحبب، متوسط التحبب، دقيق التحبب
الصخور الرسوبية
تنشأالصخور الرسوبية من ترسيب المواد المفتتة أو الذائبة في الماء والتي تنتج من تعرض الصخور المختلفة لعوامل التجوية وتؤدي التعرية الطبيعية الى التفتت المكانيكي للصخور.
الخصائص العامة للصحور الرسوبية:
تصنيف الصخور الرسوبية
تراكيب الصخور الرسوبية:
الصخور المتحولة
هي صخور كانت في الاصل نارية أو رسوبية، حدث لها تغير في الشكل او التركيب المعدني او كليهما- صخور متحولة- وذلك نتيجة تأثير الضغط العالي او الحرارة الشديدة او كلاهما او تاثير المحاليل الكيميائية، عمليات التحول تحدث للصخر و هو في حالته الصلبة.
الخصائص العامة:
عوامل التحول:
أنواع التحول:
نسيج التحول: الشكل الناتج عن وجود الحبيبات او البلورات المطونة للصخر بطريقة خاصة بجانب بعضها، و للصخور المتحولة 3 أنسجة رئيسية:
1- توجد على هيئة كتل لها اشكال مختلفة 2- تتكون في معظم الاحوال من مغادن متبلورة 3- وجود خامات معدنية 4- لا تحوي حفريات 1- السد: يتكون بتداخل السائل الصهاري موازيا لاسطح الطبقات 2- القاطع: ينشاء بتداخل السائل الصهاري في شكل الواح رآسية قاطعة اسطح الطبقات 3- الكتل العميقة: كتل ضخمة تشكل جذور سلاسل الجبال و تمتد لمئات الكيلومترات 4- الدعامة: كتل عميقة تعتبر اجزاء من الكتل العميقة 5- البراكين: ينشأ بتخارج الصهارى على سطح الارض مكونة اشكال قمعية 1: معادن ابتدائية: تتكون مباشرة من السائل الصهاري اثناء برودتة: 1- معادن اساسية:معادن فلسية(الكوارتز، الفلسبارات، الفلسباثويد)، مافية(اوليفين، البيروكسين، الامفيبول، الميكا) 2- معادن اضافية (اباتيت، زركون) 2: معادن ثانوية: ناتجة من تغير او تحول المعادن الابتدائية مثل كاولين و كلوريت 1- صخور هشة 2- الطبقات 3- وجود حفريات 4- تتكون من حبيبات مستديرة او من بلورات معدنية 5- تحوي كثير من الخامات المعدنية 6- ألوان فاتحة 7- لها تراكيب خاصة : علامات النيم، شقوق الطين 1- صخور رسوبية ميكانيكية التكوين: تتكون من حبيبات المعادن الناتجة من التفتت الميكانيكي لجميع أنواع الصخور، و نقل المواد المفتتة بفعل المياه أو الهواء أو الجليد الى احواض الترسيب.و تقسم على اساس حجم الحبيبات: 1- الكونجلمرات: و حجم حبيباتها يتراوح بين 2 مم و 250 مم، و منها البريشيا (حبيباتها ذات اجزاء مدببة) 2- الحجر الرملي: و قطر حبيباتها بين 2 و 1/16 مم 3- الجر الغريني : و قطر حبيباتها بين 1/16 و 1/256 4- الحجر الطيني: حبيباتها اقل من 1/256 ، و اذا تشكل الحجر الطيني على شكل رقائق متوازية تولدت بالضغط الواقع عليها سمي (طفلة) 2- صخور رسوبية كيميائية التكوين: تتكون نتيجة ترسيب بعض المركبات الذائبة في المحاليل المائية بعمليات التبخر، او نتيجة تغير الوسط الكيميائي الحاوي لها: 1- الصخور الرسوبية الجيرية: الحجر الجيري و الدولوميت 2- الصخور الرسوبية الملحية:مثل ملح الطعام و الجبس(كبريتات الكالسيوم و الانهدريت (كبريتات الكالسيوم اللامائية) 3- الصخور الرسوبية السليكية: ترسيب مادة السليكا من المحاليل الغروية مثل حجر الصوان (الفلنت) 3- الصخور الرسوبية الكيميائية-المكانيكية التكوين: مزيج من مواد كيميائية النشأة (كربونات الكالسيوم) مع مواد ميكانيكية النشأة(الغرين)، مثل(المارل) 4- صخور رسوبية عضوية التكوين: تراكم بقايا المواد العضوية التي خلفتها الحيوانات أو النباتات التي تعيش في البحار أو اليابسة، و كذلك عمليات التحلل( تفحم النباتات و تحلل بقايا الهياكل الحيوانية). ومن هذه الصخور: 1- الحجر الجيري العضوي او المرجاني: هياكل الحيوانات البحرية المكونة من كربونات الكالسيوم 2- الفوسفات: تراكم و تحلل الهياكل الحيوانية البحرية (فوسفات الكالسيوم) 3- الفحم: ينتج عن تفحم النباتات التي تتعرض للدفن السريع فيمنع من تفاعلها مع الاكسجين الجوي و بالتالي يتم الاحتفاظ بالكربون. 1- التطبق: ميل مكونات الصخور ان تأخذ وضع افقي في شكل طبقات 2- التطبق المتدرج: الحبيبات الكبيرة تكون لأسفل ثم تعلوها الاصغر حجما 3- التطبق المتقاطع: تقاطع مستويات التطبق مع مستوى الترسيب(مع اتجاه التيار) 4- التصفح: وجود الصخر على شكل رقائق متوازية بسماكة تقل عن 2 مم 5- علامات النيم: تموجات على سطح الرسوبيات نتيجة تعرضها للرياح او الماء 6- شقوق الطين: عند تعرض الرسوبيات الطينية لفترة جفاف بعد فترة بلل 1- تحمل بعض الخصائص و التراكيب الاصلية قبل التحول (التطبق، الحفريات) 2- ظهور معادن جديدة 3- التورق : اعادة تشكيل و ترتيب المعادن (المسطحة)بحيث تكون اكثر توازيا 4- تتواجد في الاماكن النشطة تكتونيا 5- اشكال والوان متعددة 1- الحرارة 2- الضغط 3- المحاليل النشطة كيميائيا 1- التحول الحراري:مثل تحول الرخام من الدلومايت و تحول الهورنفلس من الصخور الجيرية، وهو محدود الانتشار 2- التحول الديناميكي: ناتج عن الضغط الذي يؤدي الى تكسير او تراص الصخور مثل الميلونيت 3- التحول الدناميكي- الحراري( الاقليمي): يحدث بتأثير مشترك لكل من الضغط و الحرارة مثل النيس و االشيست، ويكون واسع الانتشار 4- التحول الذاتي: ينتج بفعل النشاط الكيميائي للسوائل الحارة و الغازات مثل صخور السربنتبنبت 1- النسيج الغير متورق: ينتج من التحول الحراري الذي يؤدي الى اعادة تبلور المكونات المعدنية للصخر الاصلي قبل التحول دون تغير شكل الحبيبات 2- النسيج المتورق: ينتج من التحوب الاقليمي، يتميز بوجود صفوف من بلورات تتراص على هيئة رقائق او احزمة متوازية، الشستوزي –النيسوزي 3- نسيج الضغط الديناميكي: ينتج من تاثير الضغط الموجه، و نظرا لعدم تجانس التركيب الصخري، ينتج من ذلك نسيج فتاتي دقيق او خشن او نسيج على شكل عدسات طولية عامود على اتجاه الضغطدور مصادر الطاقة الاحفورية
الطاقة الاحفورية: انماط من الطاقة المحفوضة داخل مكامن خاصة في جوف الارض خلال طبقات لها صفات معينة(النفط، الغاز، الفحم، المعادن المشعة).
نظريات الاصل غير العضوي للبترول:
1- ان البترول تكون في باطن الارض عن طريق التفاعل بين الماء و كربيدات العناصر المختلفة، عند درجات حرارة عالية، و الذي ينتج غاز الاستيلين و الذي بدوره يتكاثف بعملية البلمرة ليكون جزيئات الهيدروكربونات التي توجد في زيت البترول.
و الاعتراض على هذه النظرية يكمن في:
1- الكربيدات موجودة بكميات ضئيلة و في الصخور النارية التي يندر وجود البترول فيها
2- عجزت هذه النظرية عن تفسير وجود مواد كثيرة في زيت البترول المستخرج
2- ان البترول كان من اصل كوني: تكون خارج الارض ثم سقط على شكل امطار من السديم الاساسي الذي كون المجموعة الشمسية
نظريات الاصل العضوي للبترول:
- المواد المستخرجة من البترول لها ما يشبهها من الاحياء
- البترول موجود فقط في الصخور الرسوبية
- المواد التي بمكن ان تترسب داخل بيئة الترسيب و التي حدثت لها عمليات تحويلية بالضغط و الحرارة لتتم عملية التحلل بمعزل عن الهواء للمواد العضوية التي دفنت مع الرسوبيات تتحول لتكون البترول او الفحم
التشابه بين البترول و الفحم
- يعتقد بوجود تشابه في الاصل بين الفحم الحجري و زيت البترول
1- اعتقاد ان الفحم و البترول يتكون من نفس المواد و لكن تحت ظروف تكوين (فيزيائية و كيميائية) مختلفة
2- اعتقاد ان الفحم و البترول يتكون من مواد مختلفة و لكن تحت ظروف تكوين واحدة
3- تواجد الغاز الطبيعي مصاحبا للفحم الحجري و لزيت البترول ادى الى:
- الاعتقاد السائد ان الفحم و الغاز المصاحب له نتج من تحول النباتات التي دفنت سريعا و ذلك بمعزل عن الهواء الجوي، و تحت ظروف حرارة و ضغط على امتداد ملايين السنين.
- و ان زيت البترول و الغاز المصاحب له تكون بنفس الطريقة(الدفن السريع بمعزل عن الهواء الجوي) و لكن بتحول النباتات و الحيوانات البحرية و بوجود عوامل كيميائية كانت سائدة في بيئة الترسيب تساعد في تكوين سائل البترول
هجرة البترول
- هجرة البترول تكون من اماكن التكوين الى مكامن التخزين او المصائد البترولية، و ذلك يستلزم ان يكون ضغط مكامن التخزين اقل من ضغط مكامن التكوين.
- مكامن الخزين تكون اما تركيبية او استرتجرافية(طبقية) او مشتركة
- اماكن تكوين الزيت يجب ان تكون مسامية و قادرة على انفاذ السوائل بسهوله الى مكان اخر.
- لابد ان يكون للمصيدة غطاء علوي غير منفذ
- في مكامن التخزين(المصائد) يكون الغاز في الاعلى ويكون تحته البترول ثم الماء
دور مصادر الطاقة الاحفورية
- وسائل المواصلات - الكهرباء
- صناعات البتروكيماويات - اخرى
تطور تاريخي
بداية انتاج البترول و تميزه كأحد العلوم منذ قرن من الزمان
قد مرت بخمس فترات من التطور و الان المرحلة السادسة.
1- فترة ما قبل التطبيقات الجيولوجية – 1842- 1901
كانت اكتشافات البترول بالرشح السطحي. و ظهور نظرية الطيات الحاوية للبترول في قمم تلك الطيات
2- فترة 1901 –1925
استكشاف بترول تكساس.
نجاح نظرية الطيات البترولية في الكشف عن البترول في اماكن اخرى مثل ايران.
تطور اساليب البحث و التنقيب كنتيجة لزيادة الطلب.
3- فترة 1925 – 1945
تطور اساليب الحفر
4- فترة 1945 – 1960
زيادة الحاجة للبترول.
اكتشاف المخزون البترولي الضخم في النصف الشرقي للكرة الارضية.
تضاعف اعمال الحفر الاستكشافي في امريكا و تطور علم الجيولوجية السطحية.
بداية التنقيب عن البترول في المناطق البحرية الضحلة- المكسيك-
استخدام الوسائل الجيوفيزيائية في اعمال التنقيب
5- بعد عام 1960
التقدم التكنولوجي و تطوير وسائل التنقيب الجيوفيزيائي.
ارتفاع اسعار البترول و انتقال مركز الانتاج من امريكا الى منطقة الخليج العربي.
والصلاة والسلام على أشرف المرسلين
السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة
مقدمة
- علوم الأرض- علم الجيولوجيا- : العلم الذي يهتم بمعارف الأرض مثل تاريخها و نشأتها و شكلها ومكوناتها و العوامل التي أثرت و تؤثر عليها و كذلك العمليات الجيولوجية التي تعمل داخلها و على سطحها و خاصة التي تسبب مخاطر للبيئة و الإنسان.
- الجيولوجيا و موقعها من العلوم الأخرى
تاريخ علم الجيولوجيا
- بداء علم الجيولوجيا علم غيب عند الامم القديمة عدا ملاحظات ارسطو بوجود اسباب طبيعية للعمليات الجيولوجية و الذي لاحظ التشابه بين احافي الجيال و شواطئ البحار و أيده بذلك دافنشي في القرون الوسطى
- حدثت طفرة في علم الجيولوجيا على يد العالم الدنمركي ستينو(القرن 17 ) حيث وضع قانون تعاقب الطبقات(الطبقة السفلى اقدم من الطبقة التي تعلوها) و قانون ثبات الزوايا لبلورات المعادن (كل معدن له تركيب بلوري محددا و مميزا له)
- في القرن التاسع عشر و ضع هوتون قانون(نظرية) الوتيرة الواحدة و الذي مؤداه ان الحاضر هو مفتاح الماضي أي اننا نفهم كيف حدثت العمليات الجيولوجية في العصور القديمة، منذ مئات الملايين من السنين عندما نفهم كيف تتم ألان و اثبتت هذه النظرية مصداقيتها امام نظرية التكون بالكوارث للعالم الفرنسي كوفية.
- نظرية العصور الجليدية
- نظرية دورات النشاط الجيولوجي
- نظرية حركة الالواح – العلم الالماني فاجنر 1912 - القارات و المحيطات تشبه الالواح التي تطفو على صهير الوشاح في باطن الارض.
الارض و مكوناتها
- "و الارض و ما دحاها" – شكل بيضوي او اهليجي
تركيب الارض
- ارتداد الموجات الصوتية او الزلزالية عند الحدود الفاصلة بين وسطين مختلفين قي الكثافة ادى لمعرفة التركيب الداخلي للكرة الارضية
- ثلاتة اغلفة تحت السطح:
- اربعة اغلفة تحيط بسطح الارض
القشرة الارضية:
- عليها و منها يعيش الانسان
- متوسط كثافتها 2.7
- 8 عناصر تشكل 98% من كتلتها: الاكسجين 46.6% ثم السلكون، الومنيوم، حديد، كالسيوم، صوديوم، بوتاسيوم، ماغنيسيوم. و تكون على هيئة معادن
- تنقسم القشرة الارضية الى:
- تطفو صخور القشرة الارضية و المكونة من عدة الواح على الجزء العلوي من صخور الوشاح المنصهرة و الحد الفاصل بينهما يعرف بحد موهو
مقطع للكرة الارضية:
- قشرة ارضية رقيقة جدا
- الوشاح و سمكه 2900 كم مادة متصلبة ما عدا الجزء الخارجي الملامس للقشرة فهي شبه منصهرة و كثافة الوشاح تتراوح بين 3.3 و 6 غم/سم3 و يغلب الجديد و الماغنسيوم على تركيبها
- اللب: اللب الخارجي و سمكه 2225 كم و له كثافة 10 و اللب الداخلي و هو مركز الارض و سمكه 1275 كم و كثافة 13 و الحرارة 6650 درجة و يتكون في الغالب من النكل و الحديد
تيارات الحمل: تتوزع الحرارة داخل الارض بواسطة هذه التيارات و تدفعها الى السطح، مصدر الحرارة هو النشاط الاشعاعي لعناصر مثل اليورانيوم و الثوريوم.
تركيب الارض
- تكاثف مادة السديم الاولية( غازات و اغيرة)
- دوران لمادة السديم ادى لتشكل الارض(اهليجي) و الكواكب الاخرى
- ظروف ادت الى تكون الجاذبية الارضية و المجال المغناطيسي
- انجذاب غازات كانت جزء من السديم نحو الارض و كونت الغلاف الجوي الاولي الذي كان يختلف عما هو عليه الان
- تعدلت نسب غازات الغلاف الجوي بحيث سهل لانماط الحياه ان تزدهر
استكشاف التمنطق داخل الارض الصلبة:
- مشاهدات فلكية: سقوط النيازك(اجسام صخرية فضائية)، حيث ان تركيبها يتشابه مع صخور ارضية معينة و يختلف مع اخرى
- مشاهدات حيوفيزيائية:
- زيادة كثافة الارض مع العمق، كثافة القشرة 2.65 غم/سم3 ، و كثافة العمق 13 ، و كثافة الارض ككل 5.5
- الموجات الزلزالية، تسري في الصخور بسرعات تعتمد على معاملات المرونة و الكثافة لهذه الصخور
- من هذه المشاهدات يمكن الاستنتاج ان هناك تمنطق داخل الارض و اغلفة صخرية تختلف عن بعضها في التركيب الكيميائي و المعدني و في الخواص الفيزيائية
نطق الارض المختلفة:
الاغلفة غير صلبة للارض:
- التروبوسفير Troposphere : يحتوي بخار الماء و تحدث به التغيرات الجوية و يرتفع الى 10 كم
الاستراتوسفير Stratosphere: تتأصل فيها التغيرات الجوية، جافه و ليس بها بخار ماء و تصل حتى ارتفاع 50 كم، و فيه طبقة الازون
- الميزوسفير : تتناقص درجة الحرارة ال –60 درجة مئوية وترتفع الى 80 كم
- الايونوسفير Ionosphere : تصل حرارة ال 1000 درجة مئوية و ترتفع الى 600 كم، بها الكترونات و ايونات حرة تعمل كمظلة واقية للارض من الاشعة الضارة
- النطاق الخارجي Exosphere :
2- الغلاف المائي
حركة القارات
- القارات و المحيطات تشبه الالواح التي تطفو على صهير الوشاح في باطن الارض.
- حركة القارات تسببت في الاحداث الكبرى قي تاريخ الارض
- قارة الجندوانا او البانجيا و فاجنر هو اول من شرح نظرية حركة القارات من خلال كتابه " اصل القارات و المحيطات" عام 1915
براهين حركة القارات
تكامل شكل شواطىء القارات
التشابه في التتابعات الضخرية
الازمان الجليدية
التشابه و الاختلاف في المحتوى الحفري تبعا لالتصاق و انفصال القارات عن بعض
اتساع قاع المحيط
المغناطيسية القديمة: المغناطيسية قد عكست بصورة متكررة
العلاقة بين الالواح
- حركة اتساع المحيط
- اصطدام بين لوح قاع محيطي و لوح قاري يودي الى نشوء سلاسل جبلية مثل جبال روكي غرب أمريكيا الشمالية و جبال الانديز غرب امريكا الجنوبية
- الاصطدام بين لوحيين قاريين يودي لنشوء سلاسل جبلية كجبال الهمالايا
الرصد بواسطة تقنيات الاستشعار عن بعد
1- القشرة الارضية 2- الوشاح 3- اللب 1- الغلاف الصخري 2- الغلاف المائي 3- الغلاف الجوي 4- الغلاف الحيوي 1- القشرة القارية: تتكون من صخور الجرانيت 2- القشرة المحيطية: تتكون من صخور اليازلت (اكثر كثافة من القارية) 1- القشرة الارضية: قشرة خارجية و قشرة سفلية ويفصلهما انقطاع كونراد، ويفصل القشرة الارضية عن الوشاح انقطاع موهو 2- الوشاح: وشاح علوي صلب، وشاح اوسط لين او سائل له نفس تركيب الوشاح العلوي الكيميائي(يتميز بعدم قدرة بعض المعادن على تحمل الحرارة و الضغط فتنصهر)، وشاح سفلي صلب قادر على تحمل الحرارة و الضغط 3- اللب: ينقسم الى لب خارجي يفصله عن الوشاح انقطاع جوتنبرج، و يتكون من الحديد و النيكل بالإضافة الى نسبة من معادن السيليكا الغير قادرة على تحمل الحرارة و الضغط السائد تجعل من هذا النطاق صهير دائم الحركة بحركة الارض مما ينتج عنها المجال المغناطيسي الارضي 1- الغلاف الهوائيAtomsphere : يرتفع الى اكثر من 600 كم ، ويتكون من غازات ثاني اكسيد الكربون و النيتروجين و الاكسجين و الارجون و غازات اخرى، و يتكون من المطق التالية: 3- الغلاف الحيوي
صخور الارض
_ الصخور النارية: تتكون من الصهيرة
- صخور رسوبية عضوية الاصل: الحجر الجيري
- صخور رسوبية كيميائية الاصل: الجبس و الاملاح
الدورة الصخرية: تتحول الصخور الارضية من شكل الى أخر نتيجة لعوامل داخلية و خارجية مثل الضغط و الحرارة و التجوية
الثروات الارضية
اهم ثروات الارض:
- مواد بناء طبيعية: أحجار البناء
- مواد بناء صناعية: الاسمنت ( خلط الحجر الجيري و الطفلة و الجبس) و الطوب الحراري
ثروات الارض و المجتمع
-ثروات غير متجددة
- ازدياد الاستهلاك-ارتفاع الاسعار-مشاكل بيئية-عواقب اقتصادية و سياسية
- زيادة معدل الاستهلاك و اعادة دورة ة التصنيع
1_1 صخور نارية متداخلة : تتكون بعيدا عن سطح الارض، تتبلور نتيجة تبرد بطيىء للصهارة، بلوراتها كبيرة و جيدة التكوين. 1_2 صخور نارية بركانية: تتكون نتيجة لصعود الصهارة المفاجىء، وتتبرد بشكل سريع و بلوراتها صغيرة الحجم 2_ الصخور الرسوبية : تتكون نتيجة ترسيب مواد صلبة من وسط غازي(الهواء) أو وسط مائي أو وسط صلب. و تقسم الى مجموعتين: 2_1 صخور رسوبية فتاتية او ترابية:تتكون نتيجة عمليات التجوية ثم النقل ثم الرسيب 2_2 صخور رسوبية غير فتاتية: تتكون نتيجة التبلور من محاليل مائية، وهذه تكون: 3_ الصخور المتحولة : تتكون نتيجة تأثير كل من الضغط و الحرارة على الصخور النارية أو الرسوبية أو المتحولة 1_ خامات فلزية: مثل الحديد و الرصاص و الذهب 2_ خامات لا فلزية: مثل احجار مواد البناء 1_ الحديد: يتواجد مصاحبا للصخور النارية و الرسوبية و المتحولة ، يمتاز بثقله و كثرة انتشاره ويدخل قي معظم الصناعات، من اهم خامات الجديد معدن المجنيتايت و معدن الهيماتيت 2_ الالومنيوم: يمتاز بخفة الوزن و التوصيل الكهربائي و مقاومة الأكسدة و اهم خاماته معادن البوكسيت و اللاتيريت 3_ التيتنيوم: يمتاز بمقاومة العالية للضغط و الحرارة مع خفة الوزن و يتواجد في معادن الروتيل و الالمينيت 4_ الكروم: اسود ثقيل الوزن مقاوم للصدأ و التآكل يتواجد في الطبيعة على هيئة معدن الكروميت المصاحب لصخور السربنتين ( موجودة في الجبال الشرقية ) 5_ الذهب: يمتاز بمقاومة العالية للاكسدة و يتواجد في الطبيعة على صورته الفلزية مستقلا او مشتركا مع فلزات اخرى مثل البلاتين و الفضة 6_ مواد البناء: 7_ الاسبستوس: يمتاز بنسيجة الليفي و مقاومة للتأكل و للاحماض و موصل رديء للحرارة و الكهرباء
_ الصخور النارية: تتكون من الصهيرة
- صخور رسوبية عضوية الاصل: الحجر الجيري
- صخور رسوبية كيميائية الاصل: الجبس و الاملاح
الدورة الصخرية: تتحول الصخور الارضية من شكل الى أخر نتيجة لعوامل داخلية و خارجية مثل الضغط و الحرارة و التجوية
الثروات الارضية
اهم ثروات الارض:
- مواد بناء طبيعية: أحجار البناء
- مواد بناء صناعية: الاسمنت ( خلط الحجر الجيري و الطفلة و الجبس) و الطوب الحراري
ثروات الارض و المجتمع
-ثروات غير متجددة
- ازدياد الاستهلاك-ارتفاع الاسعار-مشاكل بيئية-عواقب اقتصادية و سياسية
- زيادة معدل الاستهلاك و اعادة دورة ة التصنيع
1_1 صخور نارية متداخلة : تتكون بعيدا عن سطح الارض، تتبلور نتيجة تبرد بطيىء للصهارة، بلوراتها كبيرة و جيدة التكوين. 1_2 صخور نارية بركانية: تتكون نتيجة لصعود الصهارة المفاجىء، وتتبرد بشكل سريع و بلوراتها صغيرة الحجم 2_ الصخور الرسوبية : تتكون نتيجة ترسيب مواد صلبة من وسط غازي(الهواء) أو وسط مائي أو وسط صلب. و تقسم الى مجموعتين: 2_1 صخور رسوبية فتاتية او ترابية:تتكون نتيجة عمليات التجوية ثم النقل ثم الرسيب 2_2 صخور رسوبية غير فتاتية: تتكون نتيجة التبلور من محاليل مائية، وهذه تكون: 3_ الصخور المتحولة : تتكون نتيجة تأثير كل من الضغط و الحرارة على الصخور النارية أو الرسوبية أو المتحولة 1_ خامات فلزية: مثل الحديد و الرصاص و الذهب 2_ خامات لا فلزية: مثل احجار مواد البناء 1_ الحديد: يتواجد مصاحبا للصخور النارية و الرسوبية و المتحولة ، يمتاز بثقله و كثرة انتشاره ويدخل قي معظم الصناعات، من اهم خامات الجديد معدن المجنيتايت و معدن الهيماتيت 2_ الالومنيوم: يمتاز بخفة الوزن و التوصيل الكهربائي و مقاومة الأكسدة و اهم خاماته معادن البوكسيت و اللاتيريت 3_ التيتنيوم: يمتاز بمقاومة العالية للضغط و الحرارة مع خفة الوزن و يتواجد في معادن الروتيل و الالمينيت 4_ الكروم: اسود ثقيل الوزن مقاوم للصدأ و التآكل يتواجد في الطبيعة على هيئة معدن الكروميت المصاحب لصخور السربنتين ( موجودة في الجبال الشرقية ) 5_ الذهب: يمتاز بمقاومة العالية للاكسدة و يتواجد في الطبيعة على صورته الفلزية مستقلا او مشتركا مع فلزات اخرى مثل البلاتين و الفضة 6_ مواد البناء: 7_ الاسبستوس: يمتاز بنسيجة الليفي و مقاومة للتأكل و للاحماض و موصل رديء للحرارة و الكهرباء
مقياس الزمن و التطور و الانقراض
- عمر الارض حوالي 4.6 الف مليون سنة و اثار الحياة السابقة عمرها 600 مليون سنة
- تاريخ الارض يقسم الى:
- احقاب ما قبل الكمبري
- احقاب الحياة الظاهرة، و التي تقسم بدورها الى:
دهر الحياة القديمة
دهر الحياة المتوسطة
دهر الحياة الحديثة
طرائق تقدير الاعمار لصخور الارض:
عمر الارض 4.6 الف مليون سنة (?)
عمر البشرية اكثر من نصف مليون سنة (?)
تقسم طرق تقدير الاعمار الى قسمين:
الطرق الإشعاعية
تعتمد على ظاهرة الاشعاع الذري لجسيمات الفا وبيتا و جاما من بعض الانوية الغير ثابتة مثل اليورانيوم و الثوريوم.
الاشعاع: خروج طاقة من الانوية الغير مستقرة حتى تتخلص من الطاقة أو المادة الزائدة حتى يمكنها بلوغ حالة الاستقرار( العنصر المشع او النظير المشع). يحدث ذلك من خلال سلسلة للتحلل.
فترة نصف العمر: الفترة الزمنية اللازمة لتحلل نصف مادة النظير المشع و تتراوح بين جزء من الالف من الثانية الى عدة الاف الملايين من السنين.
- معدل التحلل ثابت و يبداء اعتبارا من لحظة تكون المعدن ( الساعة الصخرية)
- تستخدم لتقدير اعمار قصيرة نسبيا: الاثار و المحيطات و التربة
- نسبة الكربون 12 (الثابت) الى الكربوون 14 (الغير ثابت و المشع) في الغلاف الجوي و الغلاف المائي هي نسبة ثابتة.
- من عيوب هذه الطريقة:
- قصر فترة العمر 5730 سنة
- تغير نسبة نظائر الكربون لاسباب غير التحلل
- المؤثرات الحرارية في باطن الارض قد تحرق الكربون بنوعية و بالتالي تشوه بصمة الكربون
- يتحلل البوتاسيوم الى غاز الأرجون و يقاس الزمن بقياس نسبة الأرجون داخل المعدن.
- من عيوب هذه الطريقة تحرر غاز الأرجون عند تعرضة للهواء او التسخين الى درجة حرارة اكثر من 125 مئوية
- فترة نصف عمر البوتاسيوم يساوي 11,900 مليون سنة و تستعمل لتقدير اعمار صخور تصل الى اكثر من 3000 مليون عام
- تعتمد على تحلل الروبيديوم – 87 المشع الى استرونشيوم – 87
- لا يتأثر بالتعرض للهواء او التسخين
- فترة نصف العمر للروبيديوم حوالي 50000 مليون عام
- ملائمة لتقدير اعمار الرواسب البحرية (عمرها حوالي 300000 عام)
- فترة نصف العمر 80 الف عام
- تعتمد على تحلل العناصر المشعة طويلة نصف العمر مثل اليورانيوم – 238 الذي يتحلل الى رصاص –206
- تصلح لقياس اعمار صخور ما قبل الكبري او تقدير عمر الارض
- فترة نصف العمر لليورانيوم 238 تساوي 4,6 ألف مليون عام
الديناصورات
عمرها اكثر من 200 مليون سنة و سادت في عصور الترياسي الجوراسي و الطباشيري، و انقرضت في نهاية العصر الطباشيري
اكتشفت في القرن التاسع عشر على يد العالم ريتشار اوين
الانقراض الكبير
حقائق الانقراض
نظريات اخرى لانقراض الديناصورات؟
نظرية النشاط البركاني المكثف – خلال نهاية العصر الطباشيري -
1- تقدير العمر النسبي و ذلك باستخدام احدى القواعد التالية: 1.1 – مبداء تعاقب الطبقات 1.2 – ظاهرة القاطع و المقطوع 1.3 - ظاهرة المضاها بين الصخور 2- تقدير العمر المطلق و اهم الطرق المتبعة: 2.1 - التقدير الشجري 2.2 - التقدير بالرواسب 2.3 - الطرق الإشعاعية 1- طريقة الكربون 14 2- طريقة البوتاسيوم – أرجون 3- طريقة الروبيديوم – استرونشيوم 4- طرق الثوريوم – 230 5- طرق الرصاص: 350 نوع 1- احداث درامية في نهاية العصر الطباشيري: سقوط اجسام سماوية مثل النيازك 2- انقرضت الديناصورات خلال فترة قصيرة و متزامنة مع سقوط الاجسام السماوية على الارض 3- سيادة المناح البارد في نهاية الطباشيري ادى لنقص النباتات الغذاء الرئيسي للديناصورات 1- ادى الى خروج رماد و دخان بركاني كثيف غطى الارض جميعا 2- انخفاض درجة الحرارة نتيجة حجب اشعة الشمس 3- نقص الغطاء النباتي 4- قتل الديناصورات لعدم لعدم وجود غذاء و لعدم ملائمة المناخ و لعدم قدرتها على الهجرة الى اماكن اكثر ملائمة
البلورات
تعريف البلوره:
البلورة عبارة عن جسم متجانس، لها تركيب كيميائي، تكونت بفعل عوامل طبيعية، تحت ظروف مناسبة من الضغط و درجة الحرارة، يحدها خارجيا اسطح مستوية تسمى أوجه بلورية تعكس الترتيب الذري الداخلي المنتظم.
و تنقسم البلورة من حيث تشكل الاوجه الى :
1- بلورة عديمة الاوجه
2- بلورة ناقصة الاوجة
3- بلورة مكتملة الاوجه
خواص البلورة:
1- الأوجه البلورية: الاسطح الخارجية المستوية التي تحدد شكل البلورة
2- الأحرف البلورية: التقاء وجهين بلورين متجاورين
3- الزوايا المجسمة: التقاء اكثر من وجهين بلورين
4- الشكل البلوري: مجموعة من الاوجه البلورية المتساوية و المتشابهة في الشكل و الوضع و المساحة. و يقسم الشكل البلوري الى:
1- شكل بلوري مقفول، حيث تتكون البلورة من شكل بلوري واحد يشغل بمفرده حيزا معينا من الفراغ
2- شكل بلوري مفتوح، حيث تتكون البلورة من عدة اشكال بلورية مركبة يسمى كل واحد منها شكل بلوري مفتوح لأنه لا يتم لأي واحد منها منفردا ان تشغل حيز معين من الفراغ.
تماثل البلورة
هو العملية التي ينتج عنها أن تأخذ مجموعة من الأوجه المتشابهة نفس المكان الذي تشغله إحداها إذا أديرت البلورة دورة كاملة. ويحدث التكرار لأي ظاهرة موجودة على البلورة كالأحرف و الزوايا المجسمة.
عناصر تماثل البلورة:
1- مستوى التماثل: المستوى الذي يمر بمركز البلورة و يقسمها الى نصفين متساويين و متشابهين
2- محور التماثل : هو الخط الذي لو دارت البلورة حوله دورة كاملة و بدون ازاحة لتكرر وضع البلورة عددا من المرات متخذا في كل مرة نفس المكان و الوضع، ويحدد عدد تكرار الظاهرة درجة المحور(درجة التماثل)، و محاور التماثل هي: ثنائية او ثلاثية او رباعية او سداسية فقط و هي وحدها القادرة على التكرار في الفراغ دون ظهور الفراغات البينية
3- مركز التماثل ( مركز البلورة): نقطة داخل البلورة، تتميز بانه لو تم التحرك منها في اتجاهين متضادين متساويين لوجدنا نفس الضاهرة
المحاور البلورية: وهي الابعاد الداخلية للبلورة و يمكن اجازها كم يلي:
1- المحور الرأسي: من اعلى الى اسفل و يرمز له – ج -
2- المحور الأفقي الجانبي: من اليمين الى اليسار و يرمز له – ب –
3- المحور الأفقي الأمامي: من الخلف الى الامام و يلرمز له – أ -
بعض البلورات تحوي ثلاثة محاور أفقية نرمز لها – أ1 ، أ2 ،ا3 –
الزوايا البلورية: يرمز للزاوية بين المحورين أ و ب: α و يرمز للزاوية بين المحورين ب و ج : β ، و يرمز للزاوية بين المحورين أ و ج : γ
الفصائل البلورية:
وفقا لدرجة التماثل وللابعاد النسبية فان البلورات تقسم الى النظم او الفصائل التالية: المكعب، الرباعي، المعين القائم، آحادى الميل، ثلاثي الميل، سداسي و ثلاثي
المعادن
المعدن: هو الوحدة الاساسية المكونة للصخور – وهو مادة طبيعية، صلبة، متجانسة، تكونت بطريقة غير عضوية و لها تركيب كيميائي محدد.
الخواص الطبيعية للمعادن:
1- خواص بصرية:
1-1 اللون: ثابتة اللون – متغيرة اللون
1-2 المخدش: لون مسحوق المعدن
1-3 الشفافية : شفافة، شبه شفافة، او معتمة
1-4 البريق: قدرة المعدن على عكس الأشعة الضوئية الساقطة علية
1-4-1 بريق فلزي: الذهب
1-4-2 بريق لافلزي: ماسي، زجاجي (الكوارتز)، صمغي(كبريت)، لؤلؤي(التلك)، حريري(الاسبستوس،الجبس)، ترابي(بوكسيت).
2- خواص تماسكية:
2-1 الصلادة: هي المقاومة التي يبدبها المعدن للخدش، وتتبع مقياس موه للصلادة: تلك(1)، جبس(2)، كالسيت(3)، فلوريت(4)، آباتيت(5)، ارثوكليز(6)، كوارتز(7)، توباز(8)، كورندم(9)، الماس(10)
2-2 الانفصام (التشقق):قابلية المعدن للانفصام عند مستويات منتظمة(مستويات الانفصام) و متوازية عند طرقها طرقا خفيفا، و تقسم الى انفصام واضح- في اتجاه أو اكثر- و انفصام غير واضح
2-3 الانفصال:تفتت أو تكسر المعدن نتيجة عوامل خارجية
2-4 المكسر: شكل سطح المعدن عند كسره صناعيا في اتجاهات غير تلك التي ينفصم عندها
2-5 قوة الطرق و السحب: امكانية تشكيل المعدن
2-6 الوزن النوعي
3- الخواص الحسية: الرائحة، المذاق، الملمس
4- خواص أخرى:
4-1 الاشعاع الذري
4-2 المغناطيسية
4-3 الكهربائية
4-4 درجة حرارة الانصهار
التصنيف الكيميائي للمعادن
1- المعادن العنصرية: الذهب و الفضة و النحاس و الجرافيت و الالماس
2- الكبريتيدات: البيريت و الجالينا
3- الاكاسيد: الكوارتز و الماجنيتيت و الهيماتيت و الكروندم
4- الهاليدات: الفلوريت- الهاليت
5- الفوسفات: الاباتيت
6- الكربونات: الكالسيت و الدولوميت و الماجنيزيت
7- الكبريتات: الجبس و الباريت و انهيدريت
8- السيلكات: مجموعة الفلسبارات، مجموعة البيروكسين، مجموعة لامفيبول، مجموعة الميكا، الكوارتز، اوليفين، موسكوفيت، التلك
نشأت المعادن
طرق تكون المعادن نتيجة للعمليات التالية:
1- النشاط الناري
أ- التبلور من السائل الصهاري
ب- التبلور من المحاليل الحارة
2- عمليات الترسيب
أ- التبلور من المركبات الملحية لمياه البحار و المحيطات
ب- تكون بعض المعادن في صورة خامات معدنية رسوبية لمنشأة
3- عمليات التحول
أ- تكون معادن جديدة بتأثير عوامل التحول مثل الجرافيت(من الفحم)
ب- التكون بتركيز الغازات قرب فوهات البراكين
-تغير ألوان المعدن: وجود شوائب، بالإضافة الى التسخين او التعرض للاشعاع الذري
-الكوارتز: الوفرة(الرمال)، رقائقه تستعمل في صناعة الاجهزة الحديثة
-الذهب: معدن عنصري، غالي الثمن، الندرة، غير نشط كيميائيا(لا يصداء و لا يتأكل)، يندمج مع عناصر اخرى مثل النحاس
الأحجار الكريمة:
هي معادن تتميز بالجمال و المتانة و الندرة، وتقسم إلى نفيسة و شبه نفيسة
الخواص الضوئية للأحجار الكريمة:
1- القدرة على كسر الضوء
2- درجة اللون
3- درجة تلاعب الالوان: التغير اللوني مع تغير الاتجاه
4- البريق
وسائل التعرف على الأحجار الكريمة:
1- جهاز معامل الانكسار
2- جهاز التحلل الطيفي
3- جهاز قياس الكثافة
4- جهاز قياس الصلادة
5- جهاز أشعة الحيود السينية
6- القدرة على احداث انكسار للضوء:
- معادن ذات انكسار مزدوج مثل الياقوت و الزمرد و اللؤلؤ
- معادن ذات انكسار منفرد مثل الماس و العقيق و المرو
الأحجار الكريمة الصناعية(شبه النفيسه):هي المعادن التي تمتلك الصفات الكيميائية و التركيبية للمعدن الطبيعي و لكنها محضرة صناعيا
الأحجار الكريمة الزائفة: مواد زائفة لها شكل خارجي يماثل الأحجار الكريمة(بلاستيكية)
صقل الأحجار الكريمة: تتم عملية الصقل بهدف إظهار جمال الحجر الكريم أو إخفاء عيوبه
صلادة الحجر الكريم: ليس بالضرورة أن يتمتع الحجر الكريم بصلادة عالية (مثل اللؤلؤ و المرجان و التركواز)
الصخور
الصخر: مزيج من معادن مختلفة تبلورت أو تجمعت في ظروف جيولوجية خاصة، و هي نارية أو رسوبية أو متحولة
الصخور الناري
ة
هي تلك الصخور التي تكونت نتيجة تصلب المادة المنصهرة، اما في اعماق سحيقة مكوتة الصخور النارية الجوفية، او عند اعماق ضحلة فتتكون الصخور تحت السطحية او على سطح الارض مباشرة فتتكون الصخور البركانية.
الخصائص العامة للصخور النارية:
أشكال الصخور النارية
التركيب المعدني للصخور النارية: و تقسم الى نوعين:
نسيج الصخور النارية : الشكل الناتج عن تراص الحبيبات المكونة للصخر و تقسم الى
خشن التحبب جدا، خشن التحبب، متوسط التحبب، دقيق التحبب
الصخور الرسوبية
تنشأالصخور الرسوبية من ترسيب المواد المفتتة أو الذائبة في الماء والتي تنتج من تعرض الصخور المختلفة لعوامل التجوية وتؤدي التعرية الطبيعية الى التفتت المكانيكي للصخور.
الخصائص العامة للصحور الرسوبية:
تصنيف الصخور الرسوبية
تراكيب الصخور الرسوبية:
الصخور المتحولة
هي صخور كانت في الاصل نارية أو رسوبية، حدث لها تغير في الشكل او التركيب المعدني او كليهما- صخور متحولة- وذلك نتيجة تأثير الضغط العالي او الحرارة الشديدة او كلاهما او تاثير المحاليل الكيميائية، عمليات التحول تحدث للصخر و هو في حالته الصلبة.
الخصائص العامة:
عوامل التحول:
أنواع التحول:
نسيج التحول: الشكل الناتج عن وجود الحبيبات او البلورات المطونة للصخر بطريقة خاصة بجانب بعضها، و للصخور المتحولة 3 أنسجة رئيسية:
1- توجد على هيئة كتل لها اشكال مختلفة 2- تتكون في معظم الاحوال من مغادن متبلورة 3- وجود خامات معدنية 4- لا تحوي حفريات 1- السد: يتكون بتداخل السائل الصهاري موازيا لاسطح الطبقات 2- القاطع: ينشاء بتداخل السائل الصهاري في شكل الواح رآسية قاطعة اسطح الطبقات 3- الكتل العميقة: كتل ضخمة تشكل جذور سلاسل الجبال و تمتد لمئات الكيلومترات 4- الدعامة: كتل عميقة تعتبر اجزاء من الكتل العميقة 5- البراكين: ينشأ بتخارج الصهارى على سطح الارض مكونة اشكال قمعية 1: معادن ابتدائية: تتكون مباشرة من السائل الصهاري اثناء برودتة: 1- معادن اساسية:معادن فلسية(الكوارتز، الفلسبارات، الفلسباثويد)، مافية(اوليفين، البيروكسين، الامفيبول، الميكا) 2- معادن اضافية (اباتيت، زركون) 2: معادن ثانوية: ناتجة من تغير او تحول المعادن الابتدائية مثل كاولين و كلوريت 1- صخور هشة 2- الطبقات 3- وجود حفريات 4- تتكون من حبيبات مستديرة او من بلورات معدنية 5- تحوي كثير من الخامات المعدنية 6- ألوان فاتحة 7- لها تراكيب خاصة : علامات النيم، شقوق الطين 1- صخور رسوبية ميكانيكية التكوين: تتكون من حبيبات المعادن الناتجة من التفتت الميكانيكي لجميع أنواع الصخور، و نقل المواد المفتتة بفعل المياه أو الهواء أو الجليد الى احواض الترسيب.و تقسم على اساس حجم الحبيبات: 1- الكونجلمرات: و حجم حبيباتها يتراوح بين 2 مم و 250 مم، و منها البريشيا (حبيباتها ذات اجزاء مدببة) 2- الحجر الرملي: و قطر حبيباتها بين 2 و 1/16 مم 3- الجر الغريني : و قطر حبيباتها بين 1/16 و 1/256 4- الحجر الطيني: حبيباتها اقل من 1/256 ، و اذا تشكل الحجر الطيني على شكل رقائق متوازية تولدت بالضغط الواقع عليها سمي (طفلة) 2- صخور رسوبية كيميائية التكوين: تتكون نتيجة ترسيب بعض المركبات الذائبة في المحاليل المائية بعمليات التبخر، او نتيجة تغير الوسط الكيميائي الحاوي لها: 1- الصخور الرسوبية الجيرية: الحجر الجيري و الدولوميت 2- الصخور الرسوبية الملحية:مثل ملح الطعام و الجبس(كبريتات الكالسيوم و الانهدريت (كبريتات الكالسيوم اللامائية) 3- الصخور الرسوبية السليكية: ترسيب مادة السليكا من المحاليل الغروية مثل حجر الصوان (الفلنت) 3- الصخور الرسوبية الكيميائية-المكانيكية التكوين: مزيج من مواد كيميائية النشأة (كربونات الكالسيوم) مع مواد ميكانيكية النشأة(الغرين)، مثل(المارل) 4- صخور رسوبية عضوية التكوين: تراكم بقايا المواد العضوية التي خلفتها الحيوانات أو النباتات التي تعيش في البحار أو اليابسة، و كذلك عمليات التحلل( تفحم النباتات و تحلل بقايا الهياكل الحيوانية). ومن هذه الصخور: 1- الحجر الجيري العضوي او المرجاني: هياكل الحيوانات البحرية المكونة من كربونات الكالسيوم 2- الفوسفات: تراكم و تحلل الهياكل الحيوانية البحرية (فوسفات الكالسيوم) 3- الفحم: ينتج عن تفحم النباتات التي تتعرض للدفن السريع فيمنع من تفاعلها مع الاكسجين الجوي و بالتالي يتم الاحتفاظ بالكربون. 1- التطبق: ميل مكونات الصخور ان تأخذ وضع افقي في شكل طبقات 2- التطبق المتدرج: الحبيبات الكبيرة تكون لأسفل ثم تعلوها الاصغر حجما 3- التطبق المتقاطع: تقاطع مستويات التطبق مع مستوى الترسيب(مع اتجاه التيار) 4- التصفح: وجود الصخر على شكل رقائق متوازية بسماكة تقل عن 2 مم 5- علامات النيم: تموجات على سطح الرسوبيات نتيجة تعرضها للرياح او الماء 6- شقوق الطين: عند تعرض الرسوبيات الطينية لفترة جفاف بعد فترة بلل 1- تحمل بعض الخصائص و التراكيب الاصلية قبل التحول (التطبق، الحفريات) 2- ظهور معادن جديدة 3- التورق : اعادة تشكيل و ترتيب المعادن (المسطحة)بحيث تكون اكثر توازيا 4- تتواجد في الاماكن النشطة تكتونيا 5- اشكال والوان متعددة 1- الحرارة 2- الضغط 3- المحاليل النشطة كيميائيا 1- التحول الحراري:مثل تحول الرخام من الدلومايت و تحول الهورنفلس من الصخور الجيرية، وهو محدود الانتشار 2- التحول الديناميكي: ناتج عن الضغط الذي يؤدي الى تكسير او تراص الصخور مثل الميلونيت 3- التحول الدناميكي- الحراري( الاقليمي): يحدث بتأثير مشترك لكل من الضغط و الحرارة مثل النيس و االشيست، ويكون واسع الانتشار 4- التحول الذاتي: ينتج بفعل النشاط الكيميائي للسوائل الحارة و الغازات مثل صخور السربنتبنبت 1- النسيج الغير متورق: ينتج من التحول الحراري الذي يؤدي الى اعادة تبلور المكونات المعدنية للصخر الاصلي قبل التحول دون تغير شكل الحبيبات 2- النسيج المتورق: ينتج من التحوب الاقليمي، يتميز بوجود صفوف من بلورات تتراص على هيئة رقائق او احزمة متوازية، الشستوزي –النيسوزي 3- نسيج الضغط الديناميكي: ينتج من تاثير الضغط الموجه، و نظرا لعدم تجانس التركيب الصخري، ينتج من ذلك نسيج فتاتي دقيق او خشن او نسيج على شكل عدسات طولية عامود على اتجاه الضغط
الطاقة الاحفورية: انماط من الطاقة المحفوضة داخل مكامن خاصة في جوف الارض خلال طبقات لها صفات معينة(النفط، الغاز، الفحم، المعادن المشعة).
نظريات الاصل غير العضوي للبترول:
1- ان البترول تكون في باطن الارض عن طريق التفاعل بين الماء و كربيدات العناصر المختلفة، عند درجات حرارة عالية، و الذي ينتج غاز الاستيلين و الذي بدوره يتكاثف بعملية البلمرة ليكون جزيئات الهيدروكربونات التي توجد في زيت البترول.
و الاعتراض على هذه النظرية يكمن في:
1- الكربيدات موجودة بكميات ضئيلة و في الصخور النارية التي يندر وجود البترول فيها
2- عجزت هذه النظرية عن تفسير وجود مواد كثيرة في زيت البترول المستخرج
2- ان البترول كان من اصل كوني: تكون خارج الارض ثم سقط على شكل امطار من السديم الاساسي الذي كون المجموعة الشمسية
نظريات الاصل العضوي للبترول:
- المواد المستخرجة من البترول لها ما يشبهها من الاحياء
- البترول موجود فقط في الصخور الرسوبية
- المواد التي بمكن ان تترسب داخل بيئة الترسيب و التي حدثت لها عمليات تحويلية بالضغط و الحرارة لتتم عملية التحلل بمعزل عن الهواء للمواد العضوية التي دفنت مع الرسوبيات تتحول لتكون البترول او الفحم
التشابه بين البترول و الفحم
- يعتقد بوجود تشابه في الاصل بين الفحم الحجري و زيت البترول
1- اعتقاد ان الفحم و البترول يتكون من نفس المواد و لكن تحت ظروف تكوين (فيزيائية و كيميائية) مختلفة
2- اعتقاد ان الفحم و البترول يتكون من مواد مختلفة و لكن تحت ظروف تكوين واحدة
3- تواجد الغاز الطبيعي مصاحبا للفحم الحجري و لزيت البترول ادى الى:
- الاعتقاد السائد ان الفحم و الغاز المصاحب له نتج من تحول النباتات التي دفنت سريعا و ذلك بمعزل عن الهواء الجوي، و تحت ظروف حرارة و ضغط على امتداد ملايين السنين.
- و ان زيت البترول و الغاز المصاحب له تكون بنفس الطريقة(الدفن السريع بمعزل عن الهواء الجوي) و لكن بتحول النباتات و الحيوانات البحرية و بوجود عوامل كيميائية كانت سائدة في بيئة الترسيب تساعد في تكوين سائل البترول
هجرة البترول
- هجرة البترول تكون من اماكن التكوين الى مكامن التخزين او المصائد البترولية، و ذلك يستلزم ان يكون ضغط مكامن التخزين اقل من ضغط مكامن التكوين.
- مكامن الخزين تكون اما تركيبية او استرتجرافية(طبقية) او مشتركة
- اماكن تكوين الزيت يجب ان تكون مسامية و قادرة على انفاذ السوائل بسهوله الى مكان اخر.
- لابد ان يكون للمصيدة غطاء علوي غير منفذ
- في مكامن التخزين(المصائد) يكون الغاز في الاعلى ويكون تحته البترول ثم الماء
دور مصادر الطاقة الاحفورية
- وسائل المواصلات - الكهرباء
- صناعات البتروكيماويات - اخرى
تطور تاريخي
بداية انتاج البترول و تميزه كأحد العلوم منذ قرن من الزمان
قد مرت بخمس فترات من التطور و الان المرحلة السادسة.
1- فترة ما قبل التطبيقات الجيولوجية – 1842- 1901
كانت اكتشافات البترول بالرشح السطحي. و ظهور نظرية الطيات الحاوية للبترول في قمم تلك الطيات
2- فترة 1901 –1925
استكشاف بترول تكساس.
نجاح نظرية الطيات البترولية في الكشف عن البترول في اماكن اخرى مثل ايران.
تطور اساليب البحث و التنقيب كنتيجة لزيادة الطلب.
3- فترة 1925 – 1945
تطور اساليب الحفر
4- فترة 1945 – 1960
زيادة الحاجة للبترول.
اكتشاف المخزون البترولي الضخم في النصف الشرقي للكرة الارضية.
تضاعف اعمال الحفر الاستكشافي في امريكا و تطور علم الجيولوجية السطحية.
بداية التنقيب عن البترول في المناطق البحرية الضحلة- المكسيك-
استخدام الوسائل الجيوفيزيائية في اعمال التنقيب
5- بعد عام 1960
التقدم التكنولوجي و تطوير وسائل التنقيب الجيوفيزيائي.
ارتفاع اسعار البترول و انتقال مركز الانتاج من امريكا الى منطقة الخليج العربي.
المـــــــــيـــــاه
المياه عبر الزمن
تكون الغلاف المائي:
1- نشاط بركاني كثيف بمعدلات عالية
2- تكون غازات ثاني اكسد الكربون و النيتروجين و الهيدروجين بكثافة كبيرة
3- نشأت الأجزاء الأولى من الغلافين المائي و الجوي
4- ساهم المجال المغناطيسي للارض في عدم هروب الغازات الى الفضاء الخارجي
5- تميزت الارض ببيئة مختزلة لعدم وجود غاز الأكسجين
6- و تميز الغلاف الجوي بغياب طبقة الأزون التي تنتج من ارتطام الأكسجين بالأشعة فوق بنفسجية
7- خصائص الغلافين الجوي و المائي يختلفان تماما عما هو عليه ألان
دورة المياه في الطبيعة
قال تعالى " و جعلنا من الماء كل شيء حي"
وقال تعالى " ألم تر أن الله انزل من السماء ماء فسلكه ينابيع في الأرض ثم يخرج به زرعا مختلفا ألوانه ثم يهيج فتراه مصفرا ثم يجعله حطاما إن في ذلك لذكرى لأولي الألباب"
الدورة الطبيعية للمياه في القرآن " يعلم ما يلج في الأرض و ما يخرج منها و ما ينزل من السماء و ما يعرج فيها و هو الرحيم الغفور"
عناصر الدورة المائية :
1- البخر – و ما يعرج فها – الله الذي يرسل الرياح فتثير سحابا-
2- الرياح و الغيوم:قال تعالى " الله الذي يرسل الرياح فتثير سحابا فيبسطه في السماء كيف يشاء" و قال تعالى " ألم ترى أن الله يزجي سحابا ثم يؤلف بينه ثم يجعله ركاما فترى الودق يخرج من خلاله و ينزل من السماء من جبال من برد فيصيب بها من يشاء و يصرفه عمن يشاء يكاد سناء برقه يذهب الابصار"
3- الأمطار - تساقط المياه – " و أرسلنا الرياح لواقح فانزلنا من السماء ماء"
4- الجريان السطحي " انزل من السماء ماء فسالت أودية بقدرها" و قال تعالى" او لم يروا أنا نسوق الماء إلى الأرض الجزر"
5- المياه الجوفية : قال تعالى " الم ترى ان الله انزل من السماء ماء فسلكه ينابيع في الارض" و قال تعالى" و انزلنا من السماء بقدر فاسكناه في الارض و انا على ذهابه لقادرون"
6- الخط الفاصل بين المياه العذبة و المالحة(بسبب اختلاف الكثافة): قال تعالى " الذي مرج البحرين هذا عذب فرات و هذا ملح أجاج و جعل بينهما برزخا و حجرا محجورا"
الموارد المائية في الوطن العربي
تتميز الموارد المائية في الوطن العربي بالندرة و عدم انتظام توزيعها في الزمان و المكان
المناخ جاف – زيادة الطلب على المياه الجوفية-
80% من الوطن العربي صحراء منبسطة
سهول الوطن العربي تتوزع بين المجاري المائية و الشواطئ البحرية و سفوح الجبال
مصادر المياه في الوطن العربي: تقليدية و غير تقليدية
1- المصادر التقليدية:
1- الامطار: 100 – 200 مم ، 50% من هذه الامطار تسقط على السودان، الحصاد المائي من خلال انشاء سدود التغذية للمياه الجوفية، كمية مياه الامطار تقدر ب 2213 مليار م3 لا يستفاد إلا بجزء قليل و الباقي يذهب بالتبخر او الى البحر.
2- المياه السطحية:اودية دائمة الجريان(الانهار)- النيل و دجله و الفرات- اودية موسمية - 296 مليار م3
3- المياه الجوفية : متجددة 42 مليار م3
غير متجددة 15000 مليار م3
2- المصادر غير تقليدية
1- مياه الصرف المعالجة
2- تغذية الخزانات الجوفية بمياه السيول
3- استيراد المياه
4- مياه البحر المحلاة: 2.4 م3 /السنة 67% من الانتاج العالمي
ومن طرق التحلية:
- التقطير - الترشيح الكهربائي - التناضح العكسي
- التقطير الومضي المتعدد المراحل وهي الاكثر شيوعا و ذلك لفاعليتها و كفاءتها و قلة تكلفتها
تحلية المياه
تحلية المياه تعني انتاج مياه عذبة من مصدر مائي مالح بصلاحية مقبولة و تكلفة معقولة
طرق تحلية المياه
1- طريقة التقطير الومضي متعدد المراحل: تعتمد هذه الطريقة على حقيقة ان الماء يغلي عند درجات حرارة متدنية كلما تعرض الى ضغوط منخفضة.
2- طريقة التقطير بالغليان: يتم امرار الماء داخل انابيب معدنية رأسية داخل حجرة مملوءة بالبخار ، فيحدث تبادل في الحرارة بين البخار في الحجرة و الماء البارد في الانابيب، مما يحول بعض الماء البارد الى بخار و الذي يتكاثف بدورة عندما يبرد
3- طريقة التناضح العكسي: تستعمل هذة الطريقة أغشية ذات مسام دقيقة يضخ خلالها الماء المالح المضغوط حيث ينفذ الماء العذب من الاغشية تاركا الملح وراءه
الطاقة الشمسية وسيلة مناسبة و طاقة بديلة من اجل تخفيض تكلفة تحلية المياه
رخيصة-متوفرة-متجددة
تنمية موارد المياه في الوطن العربي
الاستهلاك 156 مليار م3 عام 1980 : 139 مليار م3 سطحية، 12 مليار م3 جوفية، 5 مليار م3 مياه صرف زراعي، 83 % للقطاع الزراعي
اراضي قابلة للزراعة 198 مليون هكتار (14%) من المساحة الكلية للوطن العربي
استغلال الخزنات المائيه الضحلة : بمعدلات عالية--> انخفاض مناسيب المياه الجوفية وتدهورها و تداخل مياه البحر المالحة في الخزانات الساحلية و الداخلية
استغلال الخزانات المائية العميقة: ضخ زائد بدون تعويض حقيقي--> عملية تعدين المياه(أن ما يستغل منها ينفذ و لا يتم تعويضه)
اقامة السدود المختلفة على النهار الدائمة و الاودية الموسمية- تغذية المياه الجوفية-
عوائق تنمية الموارد المائية:
1- نقص الاستثمارات اللازمة لتميل مشاريع المياه
2- سؤ استخدام و استغلال المياه (ادارة الموارد المائية)
1- اساليب الري، قلة الكوادر الفنية، 2- الضخ الجائر (غير مدروس)-ملوحة زائدة-
3- سؤ ادارة الملوثات-تلويث المياه الجوفية- 4- الاستخدام الزائد للاسمدة الكيماوية
لتنمية الموارد المائية يجب الاخذ بعين الاعتبار الجوانب: السياسية و الاقتصادية و الاجتماعية و المهنية.
تلوث المياه: أضافة مواد او طاقة بطريقة طبيعيه أو صناعية
مصادر التلوث:
1- مصادر طبيعية:
1.1 تداخل مياه البحر المالحة في المياه الجوفية العذبة في المناطق الساحلية و قد يزيد الضخ الشديد من تفاقم المشكلة
1.2 تداخل المياه العميقة المالحة في المياه الجوفية الضحلة الأكثر عذوبة- الضخ الجائر للمياه الجوفية العميقة-
2- مصادر التلوث البشرية
مصادر حضرية :
- التسرب من شبكات الصرف الصحي و الذي يتمثل في المشاكل البيئية التالية:
1- تلوث مياه الانهار و المياه الجوفية الضحلة
2- تلوث الشواطىء و خطوط السواحل
3- تدمير الكائنات البحرية
4- تلوث المياه السطحية عن طريق الاثراء الغذائي
- النفايات السائلة في المناطق الحضرية الناتج عن الاستخدامات المنزلية و الصناعية تؤدي الى تلوث المياه و زيادة سمية الملوثات
- مكامن النفايات الصلبة تؤدي الى تلوث المياه الجوفية بعناصر ضارة كالحديد و المنجنيز و الكلور و النترات، بالاضافة الى غازات ضارة كالميثان و ثاني اكسيد الكربون و الامونيا و كبريتيد الهيدزوجين
مصادر صناعية:
- تسرب المواد البترولية و الكيماوية من الخزانات و المراكب و شبكات الانابيب، يهدد تلوث مصادر المياه
- نفايات انشطة التنجيم( مناجم القحم و الفوسفات و اليورانيوم و الحديد…) تؤدي الى تلوث المياه السطحية و الجوفية
- مياه حقول البترول التي تحتوي على املاح ذائبة و عناصر ضارة تؤدي لتلوث المياه السطحية(الانهار) و المياه الجوفية
- النفايات المشعة تعتبر تلوث عالي الدرجة و تحتوي على مواد عالية السمية
مصادر زراعية:
- ملوثات مياه الصرف الزراعي تؤدب الى زيادة تركيز املاح الكالسيوم و الماغنيسيوم و الصوديوم و الكبريتات و الكلوريدات و النترات
- النفايات الحيوانية: تلوث مياه الصرف باملاح اهمها النترات
- الاسمدة الكيماوية: الاسمدة النيتروجينية يتم امتصاصها جزئيا و بالتالي تكون مصدر للتلوث، الاسمدة الفسفورية و البوتاسية قليلة التلوث
- محسنات التربة: مثل الجير و الجبس و الكبريت، حيث يتسرب جزء منها الى المياه الجوفية و يزيد من تركيز الاملاح
- المبيدات الحشرية: قد يمتد تأثيرها الى الانسان في حال وصولها الى مصادر المياه
الدورة الهدرولوجية و تلوث المياه
- الامطار الحمضية- تركيز الكبريت الذي ينطلق الي الغلاف الجوي بكميات كبيرة من المصانع و المناجم و محطات الكهرباء التي تعمل بالبترول و الفحم.
- تؤثر طبقة التربة على كيميائية المياه التي تتسرب خلالها-حامض الكربونيك-
- المياه الجوفية تتطور كيميائيا نحو تركيب مياه البحر، خلال رحلتها من مناطق التغذية الى مناطق التصريف
تلوث الانهار: ينخفض تركيز الاكسجين الذائب في مياه الانهار في أماكن التخلص من النفايات نتيجة لاستهلاكه خلال عملية تحلل النفايات، مما يؤثر سلبا على الثروة السمكية الموجودة فيه فضلا عن احتوائه على النفايات المسببة للامراض.
تلوث البحيرات: تعد البحيرات اكثر عرضة للتلوث نتيجة الاثراء الغذائي مما يؤدي الى نمو الطحالب، و ينتج عن ذلك روائح غير مستساغة. و تؤدي حموضة المياه المرتبطة بالامطار الحمضية في نصف الكرة الشمالي الى موت الاسماك في بحيرات المياه العذبة
التلوث البحري (البحار و المحيطات): التلوث النفطي يؤثر على البيئة و ينتج عنه قتل عدد كبير من الاحياء و الطيور البحرية.
تلوث المياه الجوفية: مثل تسرب الجازولين و الكيميائيات العضوية الضارة و المعادن الثقيلة السامة و التسرب الناتج عن مكبات النفايات و اماكن التخلص من النفايات الصناعية و النفايات الخطيرة عن طريق الحقن، قلة الاكسجين و غياب البكتيريا الهوائية يؤدي الى اطالة مدى التلوث الى الاف السنين.
إعادة شحن الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية صناعيا
تعرف عملية إعادة شحن الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية صناعيا بأنها التحكم في حركة المياه السطحية عن طريق بعض الإنشاءات أو نشر المياه(توزيع المياه على مساحة كبيرة من سطح الأرض لتغذية المياه الجوفية) أو تغير الظروف الطبيعية- ويتم ذلك عن طريق الأحواض او الآبار أو سحب المياه الجوفية عن طريق الضخ-
أغراض إعادة الشحن:
1- المحافضة على بقاء المياه الجوفية
2- تنسق التحكم في خزانات المياه الجوفية و السطحية
3- مقاومة الظواهر السلبية مثل انخفاض مناسيب المياه الجوفية، زيادة ملوحة الأرض، و تداخل المياه المالحة في الخزانات العذبة
4- عمل خصائص و تحزين المياه المعالجة للاستخدام مرة اخرى
5- تخزين و اعادة استخدام الطاقة في هيئة مياه باردة او ساخنة
مصادر اعادة الشحن:
1- مياه السيول
2- المياه المستوردة
3- المياه المعاجةa
المياه عبر الزمن
تكون الغلاف المائي:
1- نشاط بركاني كثيف بمعدلات عالية
2- تكون غازات ثاني اكسد الكربون و النيتروجين و الهيدروجين بكثافة كبيرة
3- نشأت الأجزاء الأولى من الغلافين المائي و الجوي
4- ساهم المجال المغناطيسي للارض في عدم هروب الغازات الى الفضاء الخارجي
5- تميزت الارض ببيئة مختزلة لعدم وجود غاز الأكسجين
6- و تميز الغلاف الجوي بغياب طبقة الأزون التي تنتج من ارتطام الأكسجين بالأشعة فوق بنفسجية
7- خصائص الغلافين الجوي و المائي يختلفان تماما عما هو عليه ألان
دورة المياه في الطبيعة
قال تعالى " و جعلنا من الماء كل شيء حي"
وقال تعالى " ألم تر أن الله انزل من السماء ماء فسلكه ينابيع في الأرض ثم يخرج به زرعا مختلفا ألوانه ثم يهيج فتراه مصفرا ثم يجعله حطاما إن في ذلك لذكرى لأولي الألباب"
الدورة الطبيعية للمياه في القرآن " يعلم ما يلج في الأرض و ما يخرج منها و ما ينزل من السماء و ما يعرج فيها و هو الرحيم الغفور"
عناصر الدورة المائية :
1- البخر – و ما يعرج فها – الله الذي يرسل الرياح فتثير سحابا-
2- الرياح و الغيوم:قال تعالى " الله الذي يرسل الرياح فتثير سحابا فيبسطه في السماء كيف يشاء" و قال تعالى " ألم ترى أن الله يزجي سحابا ثم يؤلف بينه ثم يجعله ركاما فترى الودق يخرج من خلاله و ينزل من السماء من جبال من برد فيصيب بها من يشاء و يصرفه عمن يشاء يكاد سناء برقه يذهب الابصار"
3- الأمطار - تساقط المياه – " و أرسلنا الرياح لواقح فانزلنا من السماء ماء"
4- الجريان السطحي " انزل من السماء ماء فسالت أودية بقدرها" و قال تعالى" او لم يروا أنا نسوق الماء إلى الأرض الجزر"
5- المياه الجوفية : قال تعالى " الم ترى ان الله انزل من السماء ماء فسلكه ينابيع في الارض" و قال تعالى" و انزلنا من السماء بقدر فاسكناه في الارض و انا على ذهابه لقادرون"
6- الخط الفاصل بين المياه العذبة و المالحة(بسبب اختلاف الكثافة): قال تعالى " الذي مرج البحرين هذا عذب فرات و هذا ملح أجاج و جعل بينهما برزخا و حجرا محجورا"
الموارد المائية في الوطن العربي
تتميز الموارد المائية في الوطن العربي بالندرة و عدم انتظام توزيعها في الزمان و المكان
المناخ جاف – زيادة الطلب على المياه الجوفية-
80% من الوطن العربي صحراء منبسطة
سهول الوطن العربي تتوزع بين المجاري المائية و الشواطئ البحرية و سفوح الجبال
مصادر المياه في الوطن العربي: تقليدية و غير تقليدية
1- المصادر التقليدية:
1- الامطار: 100 – 200 مم ، 50% من هذه الامطار تسقط على السودان، الحصاد المائي من خلال انشاء سدود التغذية للمياه الجوفية، كمية مياه الامطار تقدر ب 2213 مليار م3 لا يستفاد إلا بجزء قليل و الباقي يذهب بالتبخر او الى البحر.
2- المياه السطحية:اودية دائمة الجريان(الانهار)- النيل و دجله و الفرات- اودية موسمية - 296 مليار م3
3- المياه الجوفية : متجددة 42 مليار م3
غير متجددة 15000 مليار م3
2- المصادر غير تقليدية
1- مياه الصرف المعالجة
2- تغذية الخزانات الجوفية بمياه السيول
3- استيراد المياه
4- مياه البحر المحلاة: 2.4 م3 /السنة 67% من الانتاج العالمي
ومن طرق التحلية:
- التقطير - الترشيح الكهربائي - التناضح العكسي
- التقطير الومضي المتعدد المراحل وهي الاكثر شيوعا و ذلك لفاعليتها و كفاءتها و قلة تكلفتها
تحلية المياه
تحلية المياه تعني انتاج مياه عذبة من مصدر مائي مالح بصلاحية مقبولة و تكلفة معقولة
طرق تحلية المياه
1- طريقة التقطير الومضي متعدد المراحل: تعتمد هذه الطريقة على حقيقة ان الماء يغلي عند درجات حرارة متدنية كلما تعرض الى ضغوط منخفضة.
2- طريقة التقطير بالغليان: يتم امرار الماء داخل انابيب معدنية رأسية داخل حجرة مملوءة بالبخار ، فيحدث تبادل في الحرارة بين البخار في الحجرة و الماء البارد في الانابيب، مما يحول بعض الماء البارد الى بخار و الذي يتكاثف بدورة عندما يبرد
3- طريقة التناضح العكسي: تستعمل هذة الطريقة أغشية ذات مسام دقيقة يضخ خلالها الماء المالح المضغوط حيث ينفذ الماء العذب من الاغشية تاركا الملح وراءه
الطاقة الشمسية وسيلة مناسبة و طاقة بديلة من اجل تخفيض تكلفة تحلية المياه
رخيصة-متوفرة-متجددة
تنمية موارد المياه في الوطن العربي
الاستهلاك 156 مليار م3 عام 1980 : 139 مليار م3 سطحية، 12 مليار م3 جوفية، 5 مليار م3 مياه صرف زراعي، 83 % للقطاع الزراعي
اراضي قابلة للزراعة 198 مليون هكتار (14%) من المساحة الكلية للوطن العربي
استغلال الخزنات المائيه الضحلة : بمعدلات عالية--> انخفاض مناسيب المياه الجوفية وتدهورها و تداخل مياه البحر المالحة في الخزانات الساحلية و الداخلية
استغلال الخزانات المائية العميقة: ضخ زائد بدون تعويض حقيقي--> عملية تعدين المياه(أن ما يستغل منها ينفذ و لا يتم تعويضه)
اقامة السدود المختلفة على النهار الدائمة و الاودية الموسمية- تغذية المياه الجوفية-
عوائق تنمية الموارد المائية:
1- نقص الاستثمارات اللازمة لتميل مشاريع المياه
2- سؤ استخدام و استغلال المياه (ادارة الموارد المائية)
1- اساليب الري، قلة الكوادر الفنية، 2- الضخ الجائر (غير مدروس)-ملوحة زائدة-
3- سؤ ادارة الملوثات-تلويث المياه الجوفية- 4- الاستخدام الزائد للاسمدة الكيماوية
لتنمية الموارد المائية يجب الاخذ بعين الاعتبار الجوانب: السياسية و الاقتصادية و الاجتماعية و المهنية.
تلوث المياه: أضافة مواد او طاقة بطريقة طبيعيه أو صناعية
مصادر التلوث:
1- مصادر طبيعية:
1.1 تداخل مياه البحر المالحة في المياه الجوفية العذبة في المناطق الساحلية و قد يزيد الضخ الشديد من تفاقم المشكلة
1.2 تداخل المياه العميقة المالحة في المياه الجوفية الضحلة الأكثر عذوبة- الضخ الجائر للمياه الجوفية العميقة-
2- مصادر التلوث البشرية
مصادر حضرية :
- التسرب من شبكات الصرف الصحي و الذي يتمثل في المشاكل البيئية التالية:
1- تلوث مياه الانهار و المياه الجوفية الضحلة
2- تلوث الشواطىء و خطوط السواحل
3- تدمير الكائنات البحرية
4- تلوث المياه السطحية عن طريق الاثراء الغذائي
- النفايات السائلة في المناطق الحضرية الناتج عن الاستخدامات المنزلية و الصناعية تؤدي الى تلوث المياه و زيادة سمية الملوثات
- مكامن النفايات الصلبة تؤدي الى تلوث المياه الجوفية بعناصر ضارة كالحديد و المنجنيز و الكلور و النترات، بالاضافة الى غازات ضارة كالميثان و ثاني اكسيد الكربون و الامونيا و كبريتيد الهيدزوجين
مصادر صناعية:
- تسرب المواد البترولية و الكيماوية من الخزانات و المراكب و شبكات الانابيب، يهدد تلوث مصادر المياه
- نفايات انشطة التنجيم( مناجم القحم و الفوسفات و اليورانيوم و الحديد…) تؤدي الى تلوث المياه السطحية و الجوفية
- مياه حقول البترول التي تحتوي على املاح ذائبة و عناصر ضارة تؤدي لتلوث المياه السطحية(الانهار) و المياه الجوفية
- النفايات المشعة تعتبر تلوث عالي الدرجة و تحتوي على مواد عالية السمية
مصادر زراعية:
- ملوثات مياه الصرف الزراعي تؤدب الى زيادة تركيز املاح الكالسيوم و الماغنيسيوم و الصوديوم و الكبريتات و الكلوريدات و النترات
- النفايات الحيوانية: تلوث مياه الصرف باملاح اهمها النترات
- الاسمدة الكيماوية: الاسمدة النيتروجينية يتم امتصاصها جزئيا و بالتالي تكون مصدر للتلوث، الاسمدة الفسفورية و البوتاسية قليلة التلوث
- محسنات التربة: مثل الجير و الجبس و الكبريت، حيث يتسرب جزء منها الى المياه الجوفية و يزيد من تركيز الاملاح
- المبيدات الحشرية: قد يمتد تأثيرها الى الانسان في حال وصولها الى مصادر المياه
الدورة الهدرولوجية و تلوث المياه
- الامطار الحمضية- تركيز الكبريت الذي ينطلق الي الغلاف الجوي بكميات كبيرة من المصانع و المناجم و محطات الكهرباء التي تعمل بالبترول و الفحم.
- تؤثر طبقة التربة على كيميائية المياه التي تتسرب خلالها-حامض الكربونيك-
- المياه الجوفية تتطور كيميائيا نحو تركيب مياه البحر، خلال رحلتها من مناطق التغذية الى مناطق التصريف
تلوث الانهار: ينخفض تركيز الاكسجين الذائب في مياه الانهار في أماكن التخلص من النفايات نتيجة لاستهلاكه خلال عملية تحلل النفايات، مما يؤثر سلبا على الثروة السمكية الموجودة فيه فضلا عن احتوائه على النفايات المسببة للامراض.
تلوث البحيرات: تعد البحيرات اكثر عرضة للتلوث نتيجة الاثراء الغذائي مما يؤدي الى نمو الطحالب، و ينتج عن ذلك روائح غير مستساغة. و تؤدي حموضة المياه المرتبطة بالامطار الحمضية في نصف الكرة الشمالي الى موت الاسماك في بحيرات المياه العذبة
التلوث البحري (البحار و المحيطات): التلوث النفطي يؤثر على البيئة و ينتج عنه قتل عدد كبير من الاحياء و الطيور البحرية.
تلوث المياه الجوفية: مثل تسرب الجازولين و الكيميائيات العضوية الضارة و المعادن الثقيلة السامة و التسرب الناتج عن مكبات النفايات و اماكن التخلص من النفايات الصناعية و النفايات الخطيرة عن طريق الحقن، قلة الاكسجين و غياب البكتيريا الهوائية يؤدي الى اطالة مدى التلوث الى الاف السنين.
إعادة شحن الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية صناعيا
تعرف عملية إعادة شحن الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية صناعيا بأنها التحكم في حركة المياه السطحية عن طريق بعض الإنشاءات أو نشر المياه(توزيع المياه على مساحة كبيرة من سطح الأرض لتغذية المياه الجوفية) أو تغير الظروف الطبيعية- ويتم ذلك عن طريق الأحواض او الآبار أو سحب المياه الجوفية عن طريق الضخ-
أغراض إعادة الشحن:
1- المحافضة على بقاء المياه الجوفية
2- تنسق التحكم في خزانات المياه الجوفية و السطحية
3- مقاومة الظواهر السلبية مثل انخفاض مناسيب المياه الجوفية، زيادة ملوحة الأرض، و تداخل المياه المالحة في الخزانات العذبة
4- عمل خصائص و تحزين المياه المعالجة للاستخدام مرة اخرى
5- تخزين و اعادة استخدام الطاقة في هيئة مياه باردة او ساخنة
مصادر اعادة الشحن:
1- مياه السيول
2- المياه المستوردة
3- المياه المعاجةa
التقدم التقني في استغلال الموارد الارضية
استخدام الحاسب في الدراسات الجيولوجية
- تطور علم الجيولوجيا من العلم الوصفي الى العلم المقنن
- الحاجة الاقتصادية ساهمت في تطوير طرق الحسابات الجيولوجية
- أدى ذلك إلى تطوير برامج معقدة و استعمال حاسبات متطورة
استخدام الحاسبات في مرحلة الاستكشاف
تشمل عملية الاستكشاف قياس معطيات اكثر من فرع من علوم الجيولوجيا و عملية تحليل البيانات الجيولوجية تشمل عمليات إحصائية و عمليات رياضية
خطوات حل المشكلات الجيولوجية بالحاسب الالي:
1- تحديد المشكلة
2- اختيار الاطار الرياضي و تطويره على شكل حزمة من البرامج
3- ادخال البيانات
4- النتائج (رقمية او صورة مطبوعة)
المساحة الجيوفيزيائية:
مساحة جيولوجية ترتكز على مجموعه من التقنيات تقوم على اساس قياس خواص و معاملات فيزيائية مختلفة للصخور التحت سطحية.
استخدام الحاسبات في الجيوفيزياء:
1- التخطيط العملي الحقلي
2- تنقية و تصحيح القراءات الميدانية
3- تحليل و تفسير البيانات
4- تخريط النتائج
الاستشعار عن بعد:
"هو علم و فن الحصول على معلومات عن جسم او مساحة او ظاهرة من خلال تحليل البيانات الناتجة بجهاز لا يمس الجسم او الظاهرة تحت المراقب، و يتم ذلك بتحسس و تسجيل الأشعة المنعكسة أو الصادرة عن الجسم و معالجتها، و تحليلها و تطبيقها"
دعائم الاستشعار
1- اجهزة الرصد او الاستشعار : يمكن ان ترصد و تسجل الاشعة المنعكسة كالاشعة المرئية و الاشعة غير المرئية مثل الفوق بنفسجية و تحت الحمراء، و يمكن ان ترصد و تسجل الاشعة المنبعثة من الاجسام المختلفة مثل الاشعة الحرارية، و يمكنها ان ترصد و تسجل انعكاسات الاشعة التي تطلقها الاجهزة الخاصة من خلال المركبات الفضائية او الاقمار الصناعية او الطائرات و ذلك مثل الاشعة الرادارية.
2- المركبات: تحمل أجهزة الاستشعار كأجهزة الرصد و التسجيل. بدأت ببالون زبلن ثم تدرجت لتصبح طائرات و مركبات فضائية و اقمار صناعية مثل لاندسات الامريكي و سبوت الفرنسي و الان اكونس ذو الدقة العالية (1م). وتقسم الاقمار الصناعية الى قسمين من حيث نوع المدارات:
1- اقمار صناعية ذات مدارات ثابتة تدور في نفس اتجاه حركة الارض و بنفس سرعتها، و بذلك فهيا ترصد منطقة أرضية واحدة دون غيرها، و ارتفاعها بحدود 36000 كم. ومن اهم اغراض هذا النوع رصد و تحليل المتغيرات المناخية
2- اقمار صناعي ذات مدارات قطبية موازية لخطوط الطول، بحيث تدور من الشمال الى الجنوب ومن الجنوب الى لشمال، وبذلك فهيا تغطي كل الكرة الارضية في فترة زمنية محددة، و ارتفاعها يتراوح بين 500 و 1000 كم. و من اهم أغراضها رصد و تحليل الظواهر الارضية.
3- وسائل تحليل المعلومات
- وحدة جمع البيانات(الصور الجوية و الفضائية) او محطات الاستقبال الارضية
- وحدات تحليل و معالجة البيانات: تصحيح الصور، تحسينها، تحليل و تصنيف الصورة الفضائية او الجوية
- و حدات اخراج البيانات: خرائط، معلومات احصائية و اخراج الاشكال التوضيحية المختلفة
ميزات الاستشعار عن بعد:
1- الاستشعار عن بعد لا يعترف بالحدود الجغرافية
2- يغطي مساحات شاسعة بفترة قصيرة جدا
3- يمكن تجاوز العوائق الطبيعية (الغيوم و الظلام) باستخدام التصوير الراداري
4- يمكن تتبع حدث ما في مكان ما على مدار اليوم الكامل عن طريق الاقمار الصناعية ذات المدارات الثابتة و التي تصور منطقة دون غيرها
5- دقة التفاصيل: افضل دقة تميزيه وصلت لها الأقمار الصناعية الحديثة للاغراض المدنية هي 60 سم، بحيث يمكن تميز السيارة بشكل واضح
6- دراسة المظاهر التحت سطحية: يمكن فقط للموجات الرادارية اختراق الاعماق غير الكبيرة(من بضعة سنتيمترات الى بضعة امتار) و ذلك حسب طول الموجة الرادارية(يزيد الاختراق بزيادة طول الموجة) و خصائص المظاهر السطحية و التحت سطحية المراد دراستها(كلما كانت جافة وذات نسيج خشن زاد الاختراق) و كذلك حسب ارتفاع المركبات الفضائية(كلما قل ارتفاع المركبة زاد الاخترق)
تطبيقات الاستشعار عن بعد:
1- الزراعة مثل توزيع انواع محددة من النباتات
2- الغابات
3- الجيولوجية: استكشاف الخامات المعدنية و التنقيب عن النفط و المياه الجوفية
4- السواحل و المحيطات
5- الغطاء الارضي و استعمالات الاراضي ومنها دراسة التوسع العمراني
6- المياه السطحية
7- التخريط – صناعة الخرائط
8- رصد الكوارث الطبيعية مثل الزلازل و البراكين و الفيضانات و الانزلاقات الارضية
9- دراسة ظواهر التصحر و التدهور البيئي مثل تملح التربة الزراعية
10- رصد التلوث البيئي مثل البقع النفطية و حرائق الغابات
11- التطبيقات الهندسية مثل اختيار المسار المناسب لانشاء الطرق السريعة
تقنيات الاستكشاف الجيولوجي
مراحل الاستكشاف :
1- جمع و دراسة البيانات السابقة
اهم عناصر هذه المرحلة:
تحديد الحوض البترولي
تحديد انواع الصخور و المحتوى الاحفوري
التخطيط للعمل الحقلي: وضع ضوابط و خطوات مناسبة متدرجة لتجميع البيانات الجيولوجية التفصيلية عن تواجد البترول و الغاز
العمل الحقلي
تحليل و تفسير البيانات الحقلية
الخلاصة و القرار
العمل الحقلي
يشتمل العمل الحقلي على التقنيات الرئيسية التالية:
1- تقنيات الاستدلال السطحي على تواجد البترول - المشاهدة المباشرة-
- تسرب كميات من البترول من المصائد التي تعرضت الى كسور او تآكل عبر الزمن الجولوجي الى السطح
- تكون بحيرات من الزيت الخام(بحيرة ترنيدا بأمريكيا، و سخالين بروسيا
- انماط التسرب تعتبر قرائن على تواجد البترول
- تحاليل فيزيائية مثل معامل الانكسار و الكثافة النوعية لمعرفة نوع الخام
- تحاليل كيميائية لتحديد المواد العضوية الداخلة في تركيب الزيت الخام
تقنيات غير مباشرة للدلالة على وجود البترول
تقنيات جيوكيميائية:مثل اثبات وجود غازات الميثان والبروبان و ثاني اكسد الكربون في نهاية التتابع الصخري(الصخور الطينية على السطح).
تقنيات جيوفيزيائية و تنقسم الى:
1- الحيود الاشعاعي: تخريط النشاط الاشعاعي و خاصة اشعة جاما المنبعثة من المكامن البترولية
2- الحيود الحراري:التوصيل و التدرج الحراري من القرائن الدالة على تواجد البترول تحت السطح
3- الحيود المغناطيسي: ارتفاع درجة حرارة المكامن البترولية يؤدي الى تحول بعض معادن الحديد الى معدن المجنتايت ذو الخواص المغناطيسية(المجال المغناطيسيي)، و تقنيات الحيود المغناطيسي تقوم على قياس هذا المجال المغناطيسي، و الذي يدل على تواجد البترول
4- التقنية الجيوكهربية : تخلق المكامن البترولية بيئة مختزلة أي بها الكترونات حرة كثيرة تؤدي الى خلق تيارات كهربائية في مناطق المكامن، و بالتالي فأن قياس التيارات الكهربائية الذاتية يحدد المكامن البترولية
5- الاستكشاف السيزمي: توليد موجات هزية على سطح الارض و تنتشر عبر الطبقات الصخرية المختلفة ثم ترتد الى سطح الارض مرة اخرى اما منعكسة او منكسرة، و تسجل الازمنة التي استغرقتها الموجات للوصول الى جهاز الاستقبال (السيزموجراف). ثم يتم تحليل البيانات(السزمية) و تفسيرها لتحديد الطبقات التحت سطحية و التراكيب الجيولوجية.
التقنيات الجيولوجية اثناء الحفر و اهمها سجلات الطفلة:
فحص البقع الزيتية الموجودة على كسور الصخور (الناتجة عن اعمال الحفر)
استخدام الحاسب في الدراسات الجيولوجية
- تطور علم الجيولوجيا من العلم الوصفي الى العلم المقنن
- الحاجة الاقتصادية ساهمت في تطوير طرق الحسابات الجيولوجية
- أدى ذلك إلى تطوير برامج معقدة و استعمال حاسبات متطورة
استخدام الحاسبات في مرحلة الاستكشاف
تشمل عملية الاستكشاف قياس معطيات اكثر من فرع من علوم الجيولوجيا و عملية تحليل البيانات الجيولوجية تشمل عمليات إحصائية و عمليات رياضية
خطوات حل المشكلات الجيولوجية بالحاسب الالي:
1- تحديد المشكلة
2- اختيار الاطار الرياضي و تطويره على شكل حزمة من البرامج
3- ادخال البيانات
4- النتائج (رقمية او صورة مطبوعة)
المساحة الجيوفيزيائية:
مساحة جيولوجية ترتكز على مجموعه من التقنيات تقوم على اساس قياس خواص و معاملات فيزيائية مختلفة للصخور التحت سطحية.
استخدام الحاسبات في الجيوفيزياء:
1- التخطيط العملي الحقلي
2- تنقية و تصحيح القراءات الميدانية
3- تحليل و تفسير البيانات
4- تخريط النتائج
الاستشعار عن بعد:
"هو علم و فن الحصول على معلومات عن جسم او مساحة او ظاهرة من خلال تحليل البيانات الناتجة بجهاز لا يمس الجسم او الظاهرة تحت المراقب، و يتم ذلك بتحسس و تسجيل الأشعة المنعكسة أو الصادرة عن الجسم و معالجتها، و تحليلها و تطبيقها"
دعائم الاستشعار
1- اجهزة الرصد او الاستشعار : يمكن ان ترصد و تسجل الاشعة المنعكسة كالاشعة المرئية و الاشعة غير المرئية مثل الفوق بنفسجية و تحت الحمراء، و يمكن ان ترصد و تسجل الاشعة المنبعثة من الاجسام المختلفة مثل الاشعة الحرارية، و يمكنها ان ترصد و تسجل انعكاسات الاشعة التي تطلقها الاجهزة الخاصة من خلال المركبات الفضائية او الاقمار الصناعية او الطائرات و ذلك مثل الاشعة الرادارية.
2- المركبات: تحمل أجهزة الاستشعار كأجهزة الرصد و التسجيل. بدأت ببالون زبلن ثم تدرجت لتصبح طائرات و مركبات فضائية و اقمار صناعية مثل لاندسات الامريكي و سبوت الفرنسي و الان اكونس ذو الدقة العالية (1م). وتقسم الاقمار الصناعية الى قسمين من حيث نوع المدارات:
1- اقمار صناعية ذات مدارات ثابتة تدور في نفس اتجاه حركة الارض و بنفس سرعتها، و بذلك فهيا ترصد منطقة أرضية واحدة دون غيرها، و ارتفاعها بحدود 36000 كم. ومن اهم اغراض هذا النوع رصد و تحليل المتغيرات المناخية
2- اقمار صناعي ذات مدارات قطبية موازية لخطوط الطول، بحيث تدور من الشمال الى الجنوب ومن الجنوب الى لشمال، وبذلك فهيا تغطي كل الكرة الارضية في فترة زمنية محددة، و ارتفاعها يتراوح بين 500 و 1000 كم. و من اهم أغراضها رصد و تحليل الظواهر الارضية.
3- وسائل تحليل المعلومات
- وحدة جمع البيانات(الصور الجوية و الفضائية) او محطات الاستقبال الارضية
- وحدات تحليل و معالجة البيانات: تصحيح الصور، تحسينها، تحليل و تصنيف الصورة الفضائية او الجوية
- و حدات اخراج البيانات: خرائط، معلومات احصائية و اخراج الاشكال التوضيحية المختلفة
ميزات الاستشعار عن بعد:
1- الاستشعار عن بعد لا يعترف بالحدود الجغرافية
2- يغطي مساحات شاسعة بفترة قصيرة جدا
3- يمكن تجاوز العوائق الطبيعية (الغيوم و الظلام) باستخدام التصوير الراداري
4- يمكن تتبع حدث ما في مكان ما على مدار اليوم الكامل عن طريق الاقمار الصناعية ذات المدارات الثابتة و التي تصور منطقة دون غيرها
5- دقة التفاصيل: افضل دقة تميزيه وصلت لها الأقمار الصناعية الحديثة للاغراض المدنية هي 60 سم، بحيث يمكن تميز السيارة بشكل واضح
6- دراسة المظاهر التحت سطحية: يمكن فقط للموجات الرادارية اختراق الاعماق غير الكبيرة(من بضعة سنتيمترات الى بضعة امتار) و ذلك حسب طول الموجة الرادارية(يزيد الاختراق بزيادة طول الموجة) و خصائص المظاهر السطحية و التحت سطحية المراد دراستها(كلما كانت جافة وذات نسيج خشن زاد الاختراق) و كذلك حسب ارتفاع المركبات الفضائية(كلما قل ارتفاع المركبة زاد الاخترق)
تطبيقات الاستشعار عن بعد:
1- الزراعة مثل توزيع انواع محددة من النباتات
2- الغابات
3- الجيولوجية: استكشاف الخامات المعدنية و التنقيب عن النفط و المياه الجوفية
4- السواحل و المحيطات
5- الغطاء الارضي و استعمالات الاراضي ومنها دراسة التوسع العمراني
6- المياه السطحية
7- التخريط – صناعة الخرائط
8- رصد الكوارث الطبيعية مثل الزلازل و البراكين و الفيضانات و الانزلاقات الارضية
9- دراسة ظواهر التصحر و التدهور البيئي مثل تملح التربة الزراعية
10- رصد التلوث البيئي مثل البقع النفطية و حرائق الغابات
11- التطبيقات الهندسية مثل اختيار المسار المناسب لانشاء الطرق السريعة
تقنيات الاستكشاف الجيولوجي
مراحل الاستكشاف :
1- جمع و دراسة البيانات السابقة
اهم عناصر هذه المرحلة:
تحديد الحوض البترولي
تحديد انواع الصخور و المحتوى الاحفوري
التخطيط للعمل الحقلي: وضع ضوابط و خطوات مناسبة متدرجة لتجميع البيانات الجيولوجية التفصيلية عن تواجد البترول و الغاز
العمل الحقلي
تحليل و تفسير البيانات الحقلية
الخلاصة و القرار
العمل الحقلي
يشتمل العمل الحقلي على التقنيات الرئيسية التالية:
1- تقنيات الاستدلال السطحي على تواجد البترول - المشاهدة المباشرة-
- تسرب كميات من البترول من المصائد التي تعرضت الى كسور او تآكل عبر الزمن الجولوجي الى السطح
- تكون بحيرات من الزيت الخام(بحيرة ترنيدا بأمريكيا، و سخالين بروسيا
- انماط التسرب تعتبر قرائن على تواجد البترول
- تحاليل فيزيائية مثل معامل الانكسار و الكثافة النوعية لمعرفة نوع الخام
- تحاليل كيميائية لتحديد المواد العضوية الداخلة في تركيب الزيت الخام
تقنيات غير مباشرة للدلالة على وجود البترول
تقنيات جيوكيميائية:مثل اثبات وجود غازات الميثان والبروبان و ثاني اكسد الكربون في نهاية التتابع الصخري(الصخور الطينية على السطح).
تقنيات جيوفيزيائية و تنقسم الى:
1- الحيود الاشعاعي: تخريط النشاط الاشعاعي و خاصة اشعة جاما المنبعثة من المكامن البترولية
2- الحيود الحراري:التوصيل و التدرج الحراري من القرائن الدالة على تواجد البترول تحت السطح
3- الحيود المغناطيسي: ارتفاع درجة حرارة المكامن البترولية يؤدي الى تحول بعض معادن الحديد الى معدن المجنتايت ذو الخواص المغناطيسية(المجال المغناطيسيي)، و تقنيات الحيود المغناطيسي تقوم على قياس هذا المجال المغناطيسي، و الذي يدل على تواجد البترول
4- التقنية الجيوكهربية : تخلق المكامن البترولية بيئة مختزلة أي بها الكترونات حرة كثيرة تؤدي الى خلق تيارات كهربائية في مناطق المكامن، و بالتالي فأن قياس التيارات الكهربائية الذاتية يحدد المكامن البترولية
5- الاستكشاف السيزمي: توليد موجات هزية على سطح الارض و تنتشر عبر الطبقات الصخرية المختلفة ثم ترتد الى سطح الارض مرة اخرى اما منعكسة او منكسرة، و تسجل الازمنة التي استغرقتها الموجات للوصول الى جهاز الاستقبال (السيزموجراف). ثم يتم تحليل البيانات(السزمية) و تفسيرها لتحديد الطبقات التحت سطحية و التراكيب الجيولوجية.
التقنيات الجيولوجية اثناء الحفر و اهمها سجلات الطفلة:
فحص البقع الزيتية الموجودة على كسور الصخور (الناتجة عن اعمال الحفر)
المحافضة على البيئة و الموارد الطبيعية
استنزاف ثروات الارض
- استنزاف الموارد الارضية هو رهن بحاجة الانسان و التطور الاقتصادي
- حلول تساعد في وقف نزيف الثروات الارضية و تؤدي الى ترشيد الاستهلاك:
- العوامل التي تتحكم في سعر الخام:
- استنزاف الموارد الخام يؤدي الى فنائها و يؤدي الى تلوث البيئه من خلال نفايات المواد المصنعة
- يمكن الحد من خطر نفايات المواد المصنعة من خلال تقنيات إعادة التصنيع ومن خلال اسلوب دفن النفايات في احواض خاصة لتوليد الطاقة عن طريق تخليق الغاز الطبيعي اثناء تخمر هذه النفايات
خامات البحر:
- املاح مذابة تترسب بصورة تلقائية مثل الجير(كربونات الكالسيوم)
- املاح مذابة تترسب بالتبخير (البوتاس والطعام) و التي تستخرج من البحار المغلقة او البحيرات (البحر الميت)
- خامات مترسبة في قاع البحر (المنجنيز و الكروميت)
التلوث البيئي-هواء – تربة – ماء -
تلوث الهواء
- ملوثات طبيعية مثل الاتربة و نواتج النشاط البركاني
- ملوثات ترتبط بالنشاط البشري: عوادم السيارات و المصانع
- تشمل ملوثات الهواء: اكاسيد الكربون و النيتروجين و الكبريت و المواد العالقة
- تاثير تلوث الهواء على الإنسان: يسبب تلوث الهواء صعوبات في التنفس و صداع و الكحة و احمرار العينين عند الإنسان، و ذلك في ظل تواجد ملايين السيارات و المصانع، و في ظل تواجد دخان السجائر وغاز الرادون و الاسبستوس و الفورمالدهايد داخل المباني
- تأثير التلوث الهوائي على النبات: تؤدي ملوثات الهواء بالاوزون الى موت الاوراق و النباتات و ايضا فناء الغابات
- تأثير التلوث الهوائي على البحيرات: تؤدي حموضة المياه المرتبطة بالامطار الحمضية في نصف الكرة الشمالي الى موت الاسماك في بحيرات المياه العذبة
تلوث التربة
- تجمع المياه – التضاغط – النحر – الحموضة – التملح - تراكم المواد المشعة و المخصبات الكيميائية - تراكم المعادن الثقيلة
- حموضة التربة:من أسبابها زيادة تركيز النيتروجين و انحسار الغابات و استخدام المخصبات التي تحتوي على املاح الامونيا و اليوريا و يمكن معالجة حموضة التربة باضافة الجير اليها.
- ملوحة التربة: تحدث في المناطق الجافة و شبه الجافة نتيجة أنظمة الري غير السليمة و عدم وجود نظام صرف جيد و استعمال مياه جوفية متملحة في الري
- تراكم المواد المشعة: تسبب امراض كثيرة، و هي ناتجة عن اختبارات الاسلحة النووية و حوادث محطات الطاقة النووية و عدم العناية بالتخلص و تخزين النفايات النووية
- تراكم المعادن الثقيلة: مثل الكادميوم و الكروميت و النحاس و النيكل و الرصاص و الزنك، و هي نتيجة للاسباب التالية:
- لاضافة السماد العضوي لمدة طويلة في التربة
- و نتيجة عمليات التعدين و التصنيع
- اضافة الرصاص الى البنزين
- التخلص من الملوثات الصناعية في التربة
- و يمكن معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة بالطرق التالية:
حالات اجابية و اخرى سلبية لاستغلال الموارد الارضية
- الارض تمتلك كثيرا من الموارد و لكن الانسان عبر التاريخ اسرف في استخدام بعضها و اهمل بعضا اخر
- اهم الموارد الارضية:
- موارد معدنية:مثل الخامات الفلزية(حديد، نيكل، رصاص ) و خامات لافلزية مثل الطفلة و الحجر الجيري و الرمال البيضاء
- موارد الطاقة: و تقسم الى موارد متجددة و اخرى غير متجددة
- موارد الطاقة الغير متجددة: و هي التي لا يعوض مايتم استهلاكه منها، و ابرازها موارد الطاقة الاحفورية مثل النفط و الغاز الطبيعي و الفحم والتي اسرف الانسان في استخدامها
- موار الطاقة المتجددة: و هي التي لا تفنى بالاستخدام، و هي كثيرة و موزعة على كافة اجزاء الارض، و ابرزها الطاقة الشمسية، الرياح، العيون و النوافير الساخنة، مساقط المياه و الطاقة الذرية
ايجابيات و سلبيات موارد الطاقة الاحفورية
- موارد الطاقة الاحفورية هي غير متجددة و تشمل النفط و الغاز الطبيعي و الفحم، و هي تعتبر من المصادر الرئيسية للطاقة التي قامت عليها الثورة الصناعية، و بالمقابل فانها المصدر الرئيسي لتلوث البيئة
- يعتبر الفحم من اشد عداء البيئة، و ذلك لان الفحم يحتوي على نسبة عالية نسبيا من الكبريت ومن العناصر الثقيلة.
- عندما يحترق الفحم كوقود يتحول الكبريت الى غازات الكبريتات و التي تذوب في بخار الماء بالغلاف الجوي مسبب في تكوين الامطار الحمضية، و هذه تسبب مشاكل حادة للزراعة و للمباني و صحة الانسان و البيئة
- احتراق الفحم يؤدي الى زيادة نسبة العناصر الثقيلة مثل الرصاص و النحاس و الكوبلت و هي ضارة بصحة الانسان و تسبب امراض سراطانية
- حوادث انفجار المناجم تعرض العاملين لكثير من الاضرار
- يتعرض العاملين في مناجم الفحم الى مرض " الرئة السوداء"، و هذا يحدث عندما يكون احتراق الفحم غير جيد او غير كامل، و التي ينتج عنها ادخنة كثيفة سوداء تحتوي على قدر كبير من جزيئات الكربون الاسود الغير محترق، و هذا من الاسباب الرئيسية لتلوث البيئة
بدائل المستقبل
- الطفلة الكربونية او السوداء:وهي من بدائل الطاقة الاحفورية، تحتوي على كميات كبيرة من المواد العضوية ذات اصل نباتي او حيواني او كليهما. ويعود الاهتمام بهذا المورد للاسباب التالية:
اجابيات و سلبيات موارد الطاقة النووية
- الطاقة النووية: ناتجة عن تفاعلات نووية انشطارية(انشطار احد انوية العناصر المشعة مثل اليورانيوم) او اندماجية(اندماج ذرتين من الهيدروجين او نظيره) و المستعمل حاليا هي الطاقة الناتجة عن التفاعلات الانشطارية.
- اجابيات الطاقة النووية:
- سلبيات الطاقة النووية:
موارد جديدة ومتجددة للمستقبل:
طاقة الرياح، الطاقة الشمسية، التيارات البحرية، الطاقة الناتجة من تخمر النفايات، و طاقة حرارة الارض
طاقة حرارة الأرض:
- يحدث ان يسخن الماء المتسرب من سطح الارض الى الاعماق نتيجة اقترابة من غرق الصهيرة و يتحول الى بخار ماء
- يؤدي ضغط بخار الماء الى اندماج الماء الساخن و البخار و يخرج على شكل نوافير ساخنة
- استخدمت هذه الظاهرة قديما في طهي الطعام و حاليا لتوليد الطاقة الكهربية
- تم تطوير اسلوب الاستفادة من هذه الطاقة و ذلك بحقن الماء البارد في أنابيب تمر قرب غرف الصهيرة بحيث تندفع الى أعلى من خلال أنابيب أخرى، وهذه الطاقة الحرارية تتحول الى طاقة كهربائية
1- قانون العرض و الطلب 2- استغلال الخامات المنخفضة الجودة 3- استخدام تقنيات متطورة تساعد على استخلاص الخامات بطرق اكثر كفاءة 4- اتباع أسلوب إعادة التصنيع 5- التوسع في الاستكشاف و التنقيب عن الخامات و الذي سوف يؤدي الى زيادة الاحتياطي العالمي من المواد الخام 1- جودة احتياطاته 2- الحروب الأهلية 3- الاستقرار السياسي – سياسة التأميم- 4- العمالة 5- مدى الاحتياج للخام 1- اضافة الجير الى التربة: يمنع النبات من امتصاص المعادن الثقيلة 2- اضافة مواد عضوية: له نفس أثر الجير 3- تحسين ظروف الصرف: تساعد على امتصاص المعادن الثقيلة و صرفها 4- زراعة نباتات تتحمل وجود المعادن الثقيلة 5- اضافة طبقة تربة سطحية غير ملوثة 1- وفرة الطفلة السوداء 2- نضوب الموارد النفطية 3- زيادة الطلب على الموارد النفطية 4- يمكن ان يستخلص منها قدر غير قليل من الوقود 5- يمكن ان تستخدم الطفلة السوداء مباشرة كوقود " معطية للطاقة" 1- الطاقة المتولدة هائلة بالمقارنة بالنفط او الكهرباء 2- مواردها وفيرة في الارض و لن تتعرض للنفاذ 1- احتمالات التسرب الاشعاعي من المفاعلات اثناء التشغيل او الحوادث 2- التكلفة العالية و خبرة عالية في التشغيل و الصيانة 3- النفايات الاشعاعية التي تبقى بعد التفاعلات الانشطارية تمثل خطرا على الانسان و إلى البيئة
استنزاف ثروات الارض
- استنزاف الموارد الارضية هو رهن بحاجة الانسان و التطور الاقتصادي
- حلول تساعد في وقف نزيف الثروات الارضية و تؤدي الى ترشيد الاستهلاك:
- العوامل التي تتحكم في سعر الخام:
- استنزاف الموارد الخام يؤدي الى فنائها و يؤدي الى تلوث البيئه من خلال نفايات المواد المصنعة
- يمكن الحد من خطر نفايات المواد المصنعة من خلال تقنيات إعادة التصنيع ومن خلال اسلوب دفن النفايات في احواض خاصة لتوليد الطاقة عن طريق تخليق الغاز الطبيعي اثناء تخمر هذه النفايات
خامات البحر:
- املاح مذابة تترسب بصورة تلقائية مثل الجير(كربونات الكالسيوم)
- املاح مذابة تترسب بالتبخير (البوتاس والطعام) و التي تستخرج من البحار المغلقة او البحيرات (البحر الميت)
- خامات مترسبة في قاع البحر (المنجنيز و الكروميت)
التلوث البيئي-هواء – تربة – ماء -
تلوث الهواء
- ملوثات طبيعية مثل الاتربة و نواتج النشاط البركاني
- ملوثات ترتبط بالنشاط البشري: عوادم السيارات و المصانع
- تشمل ملوثات الهواء: اكاسيد الكربون و النيتروجين و الكبريت و المواد العالقة
- تاثير تلوث الهواء على الإنسان: يسبب تلوث الهواء صعوبات في التنفس و صداع و الكحة و احمرار العينين عند الإنسان، و ذلك في ظل تواجد ملايين السيارات و المصانع، و في ظل تواجد دخان السجائر وغاز الرادون و الاسبستوس و الفورمالدهايد داخل المباني
- تأثير التلوث الهوائي على النبات: تؤدي ملوثات الهواء بالاوزون الى موت الاوراق و النباتات و ايضا فناء الغابات
- تأثير التلوث الهوائي على البحيرات: تؤدي حموضة المياه المرتبطة بالامطار الحمضية في نصف الكرة الشمالي الى موت الاسماك في بحيرات المياه العذبة
تلوث التربة
- تجمع المياه – التضاغط – النحر – الحموضة – التملح - تراكم المواد المشعة و المخصبات الكيميائية - تراكم المعادن الثقيلة
- حموضة التربة:من أسبابها زيادة تركيز النيتروجين و انحسار الغابات و استخدام المخصبات التي تحتوي على املاح الامونيا و اليوريا و يمكن معالجة حموضة التربة باضافة الجير اليها.
- ملوحة التربة: تحدث في المناطق الجافة و شبه الجافة نتيجة أنظمة الري غير السليمة و عدم وجود نظام صرف جيد و استعمال مياه جوفية متملحة في الري
- تراكم المواد المشعة: تسبب امراض كثيرة، و هي ناتجة عن اختبارات الاسلحة النووية و حوادث محطات الطاقة النووية و عدم العناية بالتخلص و تخزين النفايات النووية
- تراكم المعادن الثقيلة: مثل الكادميوم و الكروميت و النحاس و النيكل و الرصاص و الزنك، و هي نتيجة للاسباب التالية:
- لاضافة السماد العضوي لمدة طويلة في التربة
- و نتيجة عمليات التعدين و التصنيع
- اضافة الرصاص الى البنزين
- التخلص من الملوثات الصناعية في التربة
- و يمكن معالجة التربة الملوثة بالمعادن الثقيلة بالطرق التالية:
حالات اجابية و اخرى سلبية لاستغلال الموارد الارضية
- الارض تمتلك كثيرا من الموارد و لكن الانسان عبر التاريخ اسرف في استخدام بعضها و اهمل بعضا اخر
- اهم الموارد الارضية:
- موارد معدنية:مثل الخامات الفلزية(حديد، نيكل، رصاص ) و خامات لافلزية مثل الطفلة و الحجر الجيري و الرمال البيضاء
- موارد الطاقة: و تقسم الى موارد متجددة و اخرى غير متجددة
- موارد الطاقة الغير متجددة: و هي التي لا يعوض مايتم استهلاكه منها، و ابرازها موارد الطاقة الاحفورية مثل النفط و الغاز الطبيعي و الفحم والتي اسرف الانسان في استخدامها
- موار الطاقة المتجددة: و هي التي لا تفنى بالاستخدام، و هي كثيرة و موزعة على كافة اجزاء الارض، و ابرزها الطاقة الشمسية، الرياح، العيون و النوافير الساخنة، مساقط المياه و الطاقة الذرية
ايجابيات و سلبيات موارد الطاقة الاحفورية
- موارد الطاقة الاحفورية هي غير متجددة و تشمل النفط و الغاز الطبيعي و الفحم، و هي تعتبر من المصادر الرئيسية للطاقة التي قامت عليها الثورة الصناعية، و بالمقابل فانها المصدر الرئيسي لتلوث البيئة
- يعتبر الفحم من اشد عداء البيئة، و ذلك لان الفحم يحتوي على نسبة عالية نسبيا من الكبريت ومن العناصر الثقيلة.
- عندما يحترق الفحم كوقود يتحول الكبريت الى غازات الكبريتات و التي تذوب في بخار الماء بالغلاف الجوي مسبب في تكوين الامطار الحمضية، و هذه تسبب مشاكل حادة للزراعة و للمباني و صحة الانسان و البيئة
- احتراق الفحم يؤدي الى زيادة نسبة العناصر الثقيلة مثل الرصاص و النحاس و الكوبلت و هي ضارة بصحة الانسان و تسبب امراض سراطانية
- حوادث انفجار المناجم تعرض العاملين لكثير من الاضرار
- يتعرض العاملين في مناجم الفحم الى مرض " الرئة السوداء"، و هذا يحدث عندما يكون احتراق الفحم غير جيد او غير كامل، و التي ينتج عنها ادخنة كثيفة سوداء تحتوي على قدر كبير من جزيئات الكربون الاسود الغير محترق، و هذا من الاسباب الرئيسية لتلوث البيئة
بدائل المستقبل
- الطفلة الكربونية او السوداء:وهي من بدائل الطاقة الاحفورية، تحتوي على كميات كبيرة من المواد العضوية ذات اصل نباتي او حيواني او كليهما. ويعود الاهتمام بهذا المورد للاسباب التالية:
اجابيات و سلبيات موارد الطاقة النووية
- الطاقة النووية: ناتجة عن تفاعلات نووية انشطارية(انشطار احد انوية العناصر المشعة مثل اليورانيوم) او اندماجية(اندماج ذرتين من الهيدروجين او نظيره) و المستعمل حاليا هي الطاقة الناتجة عن التفاعلات الانشطارية.
- اجابيات الطاقة النووية:
- سلبيات الطاقة النووية:
موارد جديدة ومتجددة للمستقبل:
طاقة الرياح، الطاقة الشمسية، التيارات البحرية، الطاقة الناتجة من تخمر النفايات، و طاقة حرارة الارض
طاقة حرارة الأرض:
- يحدث ان يسخن الماء المتسرب من سطح الارض الى الاعماق نتيجة اقترابة من غرق الصهيرة و يتحول الى بخار ماء
- يؤدي ضغط بخار الماء الى اندماج الماء الساخن و البخار و يخرج على شكل نوافير ساخنة
- استخدمت هذه الظاهرة قديما في طهي الطعام و حاليا لتوليد الطاقة الكهربية
- تم تطوير اسلوب الاستفادة من هذه الطاقة و ذلك بحقن الماء البارد في أنابيب تمر قرب غرف الصهيرة بحيث تندفع الى أعلى من خلال أنابيب أخرى، وهذه الطاقة الحرارية تتحول الى طاقة كهربائية
1- قانون العرض و الطلب 2- استغلال الخامات المنخفضة الجودة 3- استخدام تقنيات متطورة تساعد على استخلاص الخامات بطرق اكثر كفاءة 4- اتباع أسلوب إعادة التصنيع 5- التوسع في الاستكشاف و التنقيب عن الخامات و الذي سوف يؤدي الى زيادة الاحتياطي العالمي من المواد الخام 1- جودة احتياطاته 2- الحروب الأهلية 3- الاستقرار السياسي – سياسة التأميم- 4- العمالة 5- مدى الاحتياج للخام 1- اضافة الجير الى التربة: يمنع النبات من امتصاص المعادن الثقيلة 2- اضافة مواد عضوية: له نفس أثر الجير 3- تحسين ظروف الصرف: تساعد على امتصاص المعادن الثقيلة و صرفها 4- زراعة نباتات تتحمل وجود المعادن الثقيلة 5- اضافة طبقة تربة سطحية غير ملوثة 1- وفرة الطفلة السوداء 2- نضوب الموارد النفطية 3- زيادة الطلب على الموارد النفطية 4- يمكن ان يستخلص منها قدر غير قليل من الوقود 5- يمكن ان تستخدم الطفلة السوداء مباشرة كوقود " معطية للطاقة" 1- الطاقة المتولدة هائلة بالمقارنة بالنفط او الكهرباء 2- مواردها وفيرة في الارض و لن تتعرض للنفاذ 1- احتمالات التسرب الاشعاعي من المفاعلات اثناء التشغيل او الحوادث 2- التكلفة العالية و خبرة عالية في التشغيل و الصيانة 3- النفايات الاشعاعية التي تبقى بعد التفاعلات الانشطارية تمثل خطرا على الانسان و إلى البيئة
المخاطر الطبيعية
(( الزلازل _البراكين _ الفيضانات و الأعاصير البحرية _ الانهيارات و الانزلاقات الارضية))
الزلازل
اسباب الزلازل
اسباب طبيعية:
اسباب صناعية يمكن التحكم بها:
اسباب صناعية لا يمكن التحكم بها:
تعريف الزلزال: انطلاق الطاقة المخزونة في الصخور على هيئة طاقة صوتية و طاقة حركية و طاقة حرارية
- طاقة صوتية تكون على هيئة موجات زلزالية، يمكن ان تصل الى مراكز الرصد مباشرة او منعكسة او منكسرة، او انها تتداخل قرب سطح الارض لتكون موجات زلزالية مدمرة تسمى بالموجات السطحية
- طاقة حركية تحرك احدى الكتل الصخرية بالنسبة للاخرى في منطقة وقوع الزلزال
- طاقة حرارية ناشئة من احتكاك الكتل المتحركة وهذه تمتص في الصخور، وتتراكم الطاقة الزلزالية خلال فترة من الزمن، وزيادة هذه الطاقة عن تحمل صخور المنطقة تتسبب في تكرار حدوث زلزال لنفس المنطقة، و تسمى الفترة بين كل زلزالين متعاقبين بفترة " التواتر الزلزالي".
توزيع الزلازل: يتوافق توزيع الزلازل مع حواف الالواح التكتونية التي تغطي سطح الارض، و يمكن ان تحدث بعض الزلازل داخل الالواح " المجهدة داخلها" مثل مناطق الاخدود الافريقي الواقع شرق افريقيا
الموجات الزلزالية: حين وقوع الزلزال تتولد طاقة صزتية تنتقل على هيئة موجات زلزالية وتقسم الى الانماط التالية:
الرصد الزلزالي:
يتم رصد جميع انماط الموجات الزلزالية، التي تصل مباشرة او التي تكون قد انكسرت او انعكست، يتم اولا التقاط الموجات الزلزالية بواسطة مستقبلات خاصة تسمى سيزموميترات تول الطاقة الحركية الى نبضات كهربائية ثم ترسل الى جهاز التسجيل المسمى سيزموجراف
تحليل السجلات الزلزالية:
تستعمل السجلات لرسم العلاقة بين زمن وصول الموجات (الاولية و الثانوية و السطحية كل على حدى) الى المرصد و بين بعد المصدر او البؤرة الزلزالية
تحديد بؤرة الزلزال:
يتم قراءة الفارق الزمني بين نوعين محددين من الموجات على السيزموجراف(السجل الزمني للزلزال) و مضاهاته بعلاقة الزمن و المسافة بين هذه الموجات، و نحصل بذلك على بعد بؤرة الزلزال عن مركز الرصد، ولكن يبقى الاتجاه مبهما.
لتحديد بؤرة الزلزال (البعد و الاتجاه) يتم الاستعانة بثلاثة مراصد على الاقل لتجميع ثلاثة فروق لأزمنة وصول نوعين محددين من الموجات، وبناءا على ذلك ترسم دوائر أنصاف اقطارها تساوي أبعاد كل مرصد عن بؤرة الزلزال.
تحديد قوة الزلزال:
للقوة الزلزالية مقياس يسمى مقياس ريختر (ريشتر) ويعبر عن الطاقة المنطلقة من الزلزال. اصغر زلزال يمكن الإحساس به (بالسيزموجراف) قوتة تساوي 1.5 ، و اصغر زلزال يمكن ان يسبب دمارا في منطقته البؤرية تكون قوتة تساوي 5 إلى مقياس رختر.
الشدة الزلزالية:
تقاس الشدة الزلزالية علي اساس مايحدثه الزلزال من التشوه الدائم للصخور او درجات الدمار للمنشات المدنية، وقسمت الشدة الزلزالية إلى 12 (1-12) درجة على اساس مقياس مركالي المعدل، شدة (1) لا يشعر به إلا عدد قليل من الناس، و شدة 12 يؤدي إلى دمار كلي
التنبؤ بالزلزال:
الأثر التدميري للزلزال على المنشآت المدنية:
يرتكز الاثر التدميري للمنشات المدنية على ثلاثة عوامل او محاور اساسية:
البراكين :
البركان هو اندفاع مادة الصهيرة من باطن الارض الى سطحها، و يكون هذا الصهير مصحوبا بكميات من الغازات و السوائل و المواد الصلبة
طرق و اماكن تكون البراكين:
منتجات البراكين: غازات بركانية و صهير صخري و فتات بركاني:
الظواهر البركانية:
الاهمية الاقتصادية للبراكين:
الانهيارات و الانزلاقات الارضية :
الانزلاقات الارضية: تحطم اجزاء من الصخر او التربة و انزلاقها او سقوطها، و يشمل ذلك انسياب الطين و الزحف الارضي و الهبوط الارضي
عوامل اختلاف الانزلاقات الارضية:
اسباب الانزلاقات الارضية:
بيد ان اهم العوامل التي تؤدي الى الانهيارات هو الاختلاف في محتوى المياه الجوفية، ومن المستبعد ان تحدث الانزلاقات الارضية في الحالة الجافة.
هبوط سطح الارض :
يعزى هبوط سطح الارض الى الاسباب التالية:
الفيضانات و الأعاصير البحرية :
- تحدث الفيضانات عندما تزيد كميات الهطول المطري عن استيعاب الأنهار و المجاري المائية المختلفة
- يمكن مراقبة هذه الظاهرة بواسطة الاقمار الصناعية و تقنيات الاستشعار عن بعد
- يمكن التحكم بالفيضانات و تخفيف اثرها ببناء السدود و الخزانات المائية.
- الاعاصير البحرية والمسماه تسونامي - Tsunami - تنشاء اساسا من الزلازل التي تحدث تحت مياه البحار و المحيطات، و تتكون بذلك موجات مائية تصل سرعتها مابين 300 و 400 ميل/ساعة، وقد يصل ارتفاعها الى اكثر من عشرين قدم. 1- أسباب ترجع للحركات الارضية، و التي تعرض الصخور الى قوى شد او ضغط او ازدواج 2- اندفاع المواد البركانية خارج الارض 3- الانهيارات الارضية 4- حركة الامواج في البحار و ارتطامها بالشواطئ-هزات خفيفة- 1- التفجيرات المختلفة 2- وسائل النقل و المصانع و خلافه 1- ضخ المياه في ابار البترول 2- سقوط المياه خلف خزانات المياه 3- النشاط الانساني في مناطق المناجم 1- الموجات الاولية (لانها الاسرع و تصل اولا) او التضاغطية (لان شكل انتقالها إلى هيئة موجات تضاغط يليه تخلخل يليه تضاغط اخر وهكذا) او الطولية (لان اهتزاز جزيئات الارض في نفس اتجاه الموجة و على طوله) 2- الموجات الثانوية ( لانها تصل بعد الموجات الاولية) او القصية او المستعرضة( لان اتجاه اهتزاز جزيئات الارض اثناء سفر هذه الموجات عمودي على اتجاه سفر الموجات 3- تداخل الموجات المنعكسة من الموجات الاولية و الموجات الثانوية قرب سطح الارض يسمى بالموجات السطحية، وتتميز بصغر ترددها وهي اخطر الموجات تأثيرا علي المنشأت المدنية 1- التنبؤ على اساس احصائي: عدد الزلازل التي وقعت خلال فترة زمنية محددة 2- التنبؤ على اساس فيزيائي 1- العلاقة بين سرعة الموجات الاولية و الثانوية مع الزمن 2- الزيادة في ارتفاع المنطقة النشطة زلزاليا 3- زيادة اتساع المسافة بين نقاط ثابتة في الاماكن النشطة زلزاليا 4- ارتفاع مستوى المياه في الابار 3- التنبؤ على اساس بيولوجي فيزيائي: مراقبة سلوك الحيوانات التي تتأثر بالزلازل 1- الشدة الزلزالية: و يستعاض عنها بالعجلة او التسارع الناشئة عن الموجات الزلزالية، حيث تكون اكبر ما يمكن عند منطقة البؤرة 2- طبيعة الرواسب و الصخور و مستوى الماء الجوفي 3- طبيعة المنشآت ودرجة جودتها 1- تنشاء تيارات حمل حرارية من اللب الى السطح لترفع درجة حرارة مناطق بذاتها في القشرة الارضية تسمى النقاط الساخنة تؤدي الى تكون قنوات تندفع فيها مادة الصهير الصخري لتصل الى سطح الارض مكونة البراكين، و هذه تكون داخل الالواح التكتونية مثل الاخدود الافريقي الشرق 2- يؤدي اندساس لوح تحت اخر و توغله في باطن الارض لمسافات قد تصل الى 700 كم الى رفع درجة حرارة الجسم المندس بتأثير الاحتكاك و من ثم انصهاره و اندفاعه عبر الكسور الى الاعلى مكونا مع صخور القشرة البراكين مثال ذلك الشاطئ الغربي لامريكيا اللاتينية 3- يندفع الصهير الصخري في منطقة الانفراج بين الالواح التكتونية (مناطق الحيود الوسط محيطية) مكونا جزر محيطية: جزر اليابان، الفلبين، هاواي، اندونيسيا 1- الغازات البركانية: 80% بخار الماء و غازات أخرى مثل اكاسيد الكربون و الكبريت والنيتروجين و الهيدروجين و ثالث أكسيد الكبريت و الهلوجينات 2- الصهير الصخري(اللافا او المجما) : تخرج الى سطح الأرض كمادة سائلة تتراوح درجة حرارتها ما بين 100 و 1100 م ، وتتوقف صفاتها على نسبة تواجد السلكا و درجة حرارتها، و تقسم اللافا الى الأنواع التالية: 1- صهير صخري شديد السيولة: لزوجة منخفضة، سيولة عالية، فقره في مادة السلكا، يندفع على هيئة انهار من الصهيرة الى مسافات بعيدة ومساحات شاسعة، بتوارد الطفوح البركانية تتكون البراكين الدرعية مثل جزر ايسلندا 2- صهير صخري لزج: ينساب الى مسافات قريبة، و غني بمادة السلكا، تراكم مادة الصهيرة قرب فوهة البركان تكون براكين مخروطية 3- صهير صخري مختلط: يجمع بين النوعين السابقين، وذلك على شكل طبقي و يكون البراكين الطبقية. وهذا النوع منتشر في الجزيرة العربيه و في اليمن 3- الفتات البركاني الناري: مواد صلبة تقذف من الفوهات البركانية الى مسافات مختلفة، ومنها القنابل البركانية و البريشيا البركانية او التوفه و الحجر الخفاف 1- البحيرات القمية المستديرة، حيث تنهار قمم البراكين الدرعية نتيجة النشاط الحراري تحت هذه القمم 2- المراجل: ظاهرة تابعة للمياه الجوفية في مناطق بركانية، فتوارد هذه المياه عبر الطبقات المنفذه الى منطقة تواجد الصهيرة يؤدي الى تحول المياه الى ابخرة تندفع تحت الزيادة الكبيرة في الضغط الى الاعلى كالنافورة، ومن امثلة ذلك نافورة المخلص القديم بالولايات المتحدة 3- الابخرة البركانية: و هي عبارة عن ابخرة من غازات مختلفة مثل ابخرة الكبريت في قمة بركان اليسي في اليمن، حيث تقصد للاستشفاء من بعض الامراض الجلدية 1- توليد الطاقة الكهربائية: ويتم ذلك بدفع المياه بالقرب من الصهير الصخري ليتحول الى بخار الماء ذو الضغط العالي و بتوصيله بتوربينات يتم توليد الطاقة الكهربائية، و يمكن استعماللاالماء الساخن في تدفئة المنازل. 2- اثراء الصخور بالمعادن الاقتصادية: المياه الحارة المصاحبة للافا تكون مشبعة بايونات عناصر ذات قيمة اقتصادية مثل الحديد و المنجنيز تكون باختلاطها بصخور المنطقة خامات اقتصادية 1- حجم و شكل المواد الصخرية الناتجة 2- الازاحة الافقية و الرأسية في الصخور 3- اتجاه و معدل الحركة وهل هي سريعة ام بطيئة 4- نوع المواد و الصخور 5- المساحة المدمرة 6- سبب الانهيار 1- السبب الرئيسي يعود لتشبع طبقات الصخور السطحية و التربة بالمياه الجوفية او مياه الامطار، و الذي يؤدي الى تفكك المواد و انتفاخها و زيادة وزنها و بالتالي انهيارها او انزلاقها حسب درجة ميلان المنحدر. 2- الضغط الهيدروستاتيكي الذي يتولد بفعل الاجهادات او الاهتزازات الارضية 3- التجوية التفاضلية للصخور 4- انتفاخ صخور معينة في التربة 1- سحب المياه الجوفية او البترول او الغاز من مكامنها، او استغلال الخامات المعدنية من الناجم التحت سطحية 2- تضاغط و تصلب القشرة الارضية 3- زيادة الكتل على سطح الارض 4- ذوبان المياه الجوفية 5- التشبع بالماء ثم الجفاف
(( الزلازل _البراكين _ الفيضانات و الأعاصير البحرية _ الانهيارات و الانزلاقات الارضية))
الزلازل
اسباب الزلازل
اسباب طبيعية:
اسباب صناعية يمكن التحكم بها:
اسباب صناعية لا يمكن التحكم بها:
تعريف الزلزال: انطلاق الطاقة المخزونة في الصخور على هيئة طاقة صوتية و طاقة حركية و طاقة حرارية
- طاقة صوتية تكون على هيئة موجات زلزالية، يمكن ان تصل الى مراكز الرصد مباشرة او منعكسة او منكسرة، او انها تتداخل قرب سطح الارض لتكون موجات زلزالية مدمرة تسمى بالموجات السطحية
- طاقة حركية تحرك احدى الكتل الصخرية بالنسبة للاخرى في منطقة وقوع الزلزال
- طاقة حرارية ناشئة من احتكاك الكتل المتحركة وهذه تمتص في الصخور، وتتراكم الطاقة الزلزالية خلال فترة من الزمن، وزيادة هذه الطاقة عن تحمل صخور المنطقة تتسبب في تكرار حدوث زلزال لنفس المنطقة، و تسمى الفترة بين كل زلزالين متعاقبين بفترة " التواتر الزلزالي".
توزيع الزلازل: يتوافق توزيع الزلازل مع حواف الالواح التكتونية التي تغطي سطح الارض، و يمكن ان تحدث بعض الزلازل داخل الالواح " المجهدة داخلها" مثل مناطق الاخدود الافريقي الواقع شرق افريقيا
الموجات الزلزالية: حين وقوع الزلزال تتولد طاقة صزتية تنتقل على هيئة موجات زلزالية وتقسم الى الانماط التالية:
الرصد الزلزالي:
يتم رصد جميع انماط الموجات الزلزالية، التي تصل مباشرة او التي تكون قد انكسرت او انعكست، يتم اولا التقاط الموجات الزلزالية بواسطة مستقبلات خاصة تسمى سيزموميترات تول الطاقة الحركية الى نبضات كهربائية ثم ترسل الى جهاز التسجيل المسمى سيزموجراف
تحليل السجلات الزلزالية:
تستعمل السجلات لرسم العلاقة بين زمن وصول الموجات (الاولية و الثانوية و السطحية كل على حدى) الى المرصد و بين بعد المصدر او البؤرة الزلزالية
تحديد بؤرة الزلزال:
يتم قراءة الفارق الزمني بين نوعين محددين من الموجات على السيزموجراف(السجل الزمني للزلزال) و مضاهاته بعلاقة الزمن و المسافة بين هذه الموجات، و نحصل بذلك على بعد بؤرة الزلزال عن مركز الرصد، ولكن يبقى الاتجاه مبهما.
لتحديد بؤرة الزلزال (البعد و الاتجاه) يتم الاستعانة بثلاثة مراصد على الاقل لتجميع ثلاثة فروق لأزمنة وصول نوعين محددين من الموجات، وبناءا على ذلك ترسم دوائر أنصاف اقطارها تساوي أبعاد كل مرصد عن بؤرة الزلزال.
تحديد قوة الزلزال:
للقوة الزلزالية مقياس يسمى مقياس ريختر (ريشتر) ويعبر عن الطاقة المنطلقة من الزلزال. اصغر زلزال يمكن الإحساس به (بالسيزموجراف) قوتة تساوي 1.5 ، و اصغر زلزال يمكن ان يسبب دمارا في منطقته البؤرية تكون قوتة تساوي 5 إلى مقياس رختر.
الشدة الزلزالية:
تقاس الشدة الزلزالية علي اساس مايحدثه الزلزال من التشوه الدائم للصخور او درجات الدمار للمنشات المدنية، وقسمت الشدة الزلزالية إلى 12 (1-12) درجة على اساس مقياس مركالي المعدل، شدة (1) لا يشعر به إلا عدد قليل من الناس، و شدة 12 يؤدي إلى دمار كلي
التنبؤ بالزلزال:
الأثر التدميري للزلزال على المنشآت المدنية:
يرتكز الاثر التدميري للمنشات المدنية على ثلاثة عوامل او محاور اساسية:
البراكين :
البركان هو اندفاع مادة الصهيرة من باطن الارض الى سطحها، و يكون هذا الصهير مصحوبا بكميات من الغازات و السوائل و المواد الصلبة
طرق و اماكن تكون البراكين:
منتجات البراكين: غازات بركانية و صهير صخري و فتات بركاني:
الظواهر البركانية:
الاهمية الاقتصادية للبراكين:
الانهيارات و الانزلاقات الارضية :
الانزلاقات الارضية: تحطم اجزاء من الصخر او التربة و انزلاقها او سقوطها، و يشمل ذلك انسياب الطين و الزحف الارضي و الهبوط الارضي
عوامل اختلاف الانزلاقات الارضية:
اسباب الانزلاقات الارضية:
بيد ان اهم العوامل التي تؤدي الى الانهيارات هو الاختلاف في محتوى المياه الجوفية، ومن المستبعد ان تحدث الانزلاقات الارضية في الحالة الجافة.
هبوط سطح الارض :
يعزى هبوط سطح الارض الى الاسباب التالية:
الفيضانات و الأعاصير البحرية :
- تحدث الفيضانات عندما تزيد كميات الهطول المطري عن استيعاب الأنهار و المجاري المائية المختلفة
- يمكن مراقبة هذه الظاهرة بواسطة الاقمار الصناعية و تقنيات الاستشعار عن بعد
- يمكن التحكم بالفيضانات و تخفيف اثرها ببناء السدود و الخزانات المائية.
- الاعاصير البحرية والمسماه تسونامي - Tsunami - تنشاء اساسا من الزلازل التي تحدث تحت مياه البحار و المحيطات، و تتكون بذلك موجات مائية تصل سرعتها مابين 300 و 400 ميل/ساعة، وقد يصل ارتفاعها الى اكثر من عشرين قدم. 1- أسباب ترجع للحركات الارضية، و التي تعرض الصخور الى قوى شد او ضغط او ازدواج 2- اندفاع المواد البركانية خارج الارض 3- الانهيارات الارضية 4- حركة الامواج في البحار و ارتطامها بالشواطئ-هزات خفيفة- 1- التفجيرات المختلفة 2- وسائل النقل و المصانع و خلافه 1- ضخ المياه في ابار البترول 2- سقوط المياه خلف خزانات المياه 3- النشاط الانساني في مناطق المناجم 1- الموجات الاولية (لانها الاسرع و تصل اولا) او التضاغطية (لان شكل انتقالها إلى هيئة موجات تضاغط يليه تخلخل يليه تضاغط اخر وهكذا) او الطولية (لان اهتزاز جزيئات الارض في نفس اتجاه الموجة و على طوله) 2- الموجات الثانوية ( لانها تصل بعد الموجات الاولية) او القصية او المستعرضة( لان اتجاه اهتزاز جزيئات الارض اثناء سفر هذه الموجات عمودي على اتجاه سفر الموجات 3- تداخل الموجات المنعكسة من الموجات الاولية و الموجات الثانوية قرب سطح الارض يسمى بالموجات السطحية، وتتميز بصغر ترددها وهي اخطر الموجات تأثيرا علي المنشأت المدنية 1- التنبؤ على اساس احصائي: عدد الزلازل التي وقعت خلال فترة زمنية محددة 2- التنبؤ على اساس فيزيائي 1- العلاقة بين سرعة الموجات الاولية و الثانوية مع الزمن 2- الزيادة في ارتفاع المنطقة النشطة زلزاليا 3- زيادة اتساع المسافة بين نقاط ثابتة في الاماكن النشطة زلزاليا 4- ارتفاع مستوى المياه في الابار 3- التنبؤ على اساس بيولوجي فيزيائي: مراقبة سلوك الحيوانات التي تتأثر بالزلازل 1- الشدة الزلزالية: و يستعاض عنها بالعجلة او التسارع الناشئة عن الموجات الزلزالية، حيث تكون اكبر ما يمكن عند منطقة البؤرة 2- طبيعة الرواسب و الصخور و مستوى الماء الجوفي 3- طبيعة المنشآت ودرجة جودتها 1- تنشاء تيارات حمل حرارية من اللب الى السطح لترفع درجة حرارة مناطق بذاتها في القشرة الارضية تسمى النقاط الساخنة تؤدي الى تكون قنوات تندفع فيها مادة الصهير الصخري لتصل الى سطح الارض مكونة البراكين، و هذه تكون داخل الالواح التكتونية مثل الاخدود الافريقي الشرق 2- يؤدي اندساس لوح تحت اخر و توغله في باطن الارض لمسافات قد تصل الى 700 كم الى رفع درجة حرارة الجسم المندس بتأثير الاحتكاك و من ثم انصهاره و اندفاعه عبر الكسور الى الاعلى مكونا مع صخور القشرة البراكين مثال ذلك الشاطئ الغربي لامريكيا اللاتينية 3- يندفع الصهير الصخري في منطقة الانفراج بين الالواح التكتونية (مناطق الحيود الوسط محيطية) مكونا جزر محيطية: جزر اليابان، الفلبين، هاواي، اندونيسيا 1- الغازات البركانية: 80% بخار الماء و غازات أخرى مثل اكاسيد الكربون و الكبريت والنيتروجين و الهيدروجين و ثالث أكسيد الكبريت و الهلوجينات 2- الصهير الصخري(اللافا او المجما) : تخرج الى سطح الأرض كمادة سائلة تتراوح درجة حرارتها ما بين 100 و 1100 م ، وتتوقف صفاتها على نسبة تواجد السلكا و درجة حرارتها، و تقسم اللافا الى الأنواع التالية: 1- صهير صخري شديد السيولة: لزوجة منخفضة، سيولة عالية، فقره في مادة السلكا، يندفع على هيئة انهار من الصهيرة الى مسافات بعيدة ومساحات شاسعة، بتوارد الطفوح البركانية تتكون البراكين الدرعية مثل جزر ايسلندا 2- صهير صخري لزج: ينساب الى مسافات قريبة، و غني بمادة السلكا، تراكم مادة الصهيرة قرب فوهة البركان تكون براكين مخروطية 3- صهير صخري مختلط: يجمع بين النوعين السابقين، وذلك على شكل طبقي و يكون البراكين الطبقية. وهذا النوع منتشر في الجزيرة العربيه و في اليمن 3- الفتات البركاني الناري: مواد صلبة تقذف من الفوهات البركانية الى مسافات مختلفة، ومنها القنابل البركانية و البريشيا البركانية او التوفه و الحجر الخفاف 1- البحيرات القمية المستديرة، حيث تنهار قمم البراكين الدرعية نتيجة النشاط الحراري تحت هذه القمم 2- المراجل: ظاهرة تابعة للمياه الجوفية في مناطق بركانية، فتوارد هذه المياه عبر الطبقات المنفذه الى منطقة تواجد الصهيرة يؤدي الى تحول المياه الى ابخرة تندفع تحت الزيادة الكبيرة في الضغط الى الاعلى كالنافورة، ومن امثلة ذلك نافورة المخلص القديم بالولايات المتحدة 3- الابخرة البركانية: و هي عبارة عن ابخرة من غازات مختلفة مثل ابخرة الكبريت في قمة بركان اليسي في اليمن، حيث تقصد للاستشفاء من بعض الامراض الجلدية 1- توليد الطاقة الكهربائية: ويتم ذلك بدفع المياه بالقرب من الصهير الصخري ليتحول الى بخار الماء ذو الضغط العالي و بتوصيله بتوربينات يتم توليد الطاقة الكهربائية، و يمكن استعماللاالماء الساخن في تدفئة المنازل. 2- اثراء الصخور بالمعادن الاقتصادية: المياه الحارة المصاحبة للافا تكون مشبعة بايونات عناصر ذات قيمة اقتصادية مثل الحديد و المنجنيز تكون باختلاطها بصخور المنطقة خامات اقتصادية 1- حجم و شكل المواد الصخرية الناتجة 2- الازاحة الافقية و الرأسية في الصخور 3- اتجاه و معدل الحركة وهل هي سريعة ام بطيئة 4- نوع المواد و الصخور 5- المساحة المدمرة 6- سبب الانهيار 1- السبب الرئيسي يعود لتشبع طبقات الصخور السطحية و التربة بالمياه الجوفية او مياه الامطار، و الذي يؤدي الى تفكك المواد و انتفاخها و زيادة وزنها و بالتالي انهيارها او انزلاقها حسب درجة ميلان المنحدر. 2- الضغط الهيدروستاتيكي الذي يتولد بفعل الاجهادات او الاهتزازات الارضية 3- التجوية التفاضلية للصخور 4- انتفاخ صخور معينة في التربة 1- سحب المياه الجوفية او البترول او الغاز من مكامنها، او استغلال الخامات المعدنية من الناجم التحت سطحية 2- تضاغط و تصلب القشرة الارضية 3- زيادة الكتل على سطح الارض 4- ذوبان المياه الجوفية 5- التشبع بالماء ثم الجفاف
تعرف الصحراء بأنها الارض ذات حرارة مرتفعة، و معدل التبخر يزيد كثيرا عن معدل الامطار و بالتالي فانها تعاني من الجفاف. و تفتقر التربة للرطوبة، و يتميز الهواء بالجفاف. تم تسجيل درجة حرارة تزيد عن 56 درجة مئوية في الظل و ذلك في ليبيا.
رياح الصحراء:
تعمل تيارات الهواء الساخن الصاعدة فوق منطقة خط الاستواء و الباردة الهابطة شمال و جنوب خط الاستواء (عند خط 30 درجة ) على توزيع الحرارة و الرطوبة في المجال الجوي. وينتج عن هبوط الرياح ازدياد حرارتها مرة ثانية نتيجة اقترابها من سطح الارض وهذه التيارات الساخنة ادت الى تكون حزامين من الصحراء احدهما شمال خط الاستواء كالصحراء العربية الكبرى و الأخر جنوب خط الاستواء كصحراء كالهاري بجنوب افريقيا و صحراء استراليا الكبرى
تضاريس الصحراء:
الرياح هي العامل الاساسي في تشكيل سطح الصحراء ، حيث تعمل على نحت الصخور. الامطار قليلة و لكن تأثيرها قوي و ملموس، وذلك بسبب غياب الغطاء النباتي. و تتراكم في مخارج الوديان المنبسطة رواسب تعرف باسم المراوح الفيضية.
و المظهر العام للصحراء مكون من غطاء رملي، حيث تتشكل الرمال على هيئة كثبان رملية. وتختلف الكثبان الرملية الى عدة انواع حسب اتجاه الرياح السائدة و منها:
التصحر
تحول الارض غير صحراوية الى صحراء، و يعرف عالميا بأنة " تدهور الاراضي الجافة و شبه الجافة و شبة الرطبة، و ذلك بسبب التغيرات المناخية و النشاطات بشرية.
اسباب التصحر
- ان كثير من هذه الاسباب مردها الى الضغط السكاني او الزيادة السكانية.
- أسوأ ما يصاحب الجفاف و امتداد الصحراء هو إزالة الغطاء النباتي الذي يؤدي الى تعرية التربة الزراعية وبالتالي تدهورها
- ان من اهم مظاهر التصحر هو تدهور و تدمير الغلاف النباتي من مراعي و غابات، و الذي يؤدي الى زيادة محتوى ثاني اكسيد الكربون في الغلاف الجوي، و الذي يؤدي الي ما يعرف بأسم تأثير "الصوبة" او (Green-house effect) ، و الذي يؤدي الى زيادة درجة حرارة الارض.
- مظاهر اخرى تتمثل في تدهور الحياة البرية الحيوانية، و تدهور التربة و تملحها، و زيادة الملوحة في الابار الجوفية
وفى النهاية
بالتوفيق ان شاء الله للجميع
والسلام خير ختام
1- الهلالي (برخان): تتكون بشكل الهلال 2- الطولية: تمتد باتجاه الرياح السائدة 3- النجمية: تنشأ من الرياح متعددة الاتجاهات 1- أسباب طبيعية مثل الجفاف: وتساهم ب 20% من أسباب التصحر 2- أسباب بشرية تتمثل في الزيادة السكانية وفي النشاطات البشرية السلبية و المتمثلة بسوء ادارة الموارد الطبيعية و تساهم ب 80% من الأسباب و منها: 1- الحراثة الخاطئة: حراثة المراعي الطبيعية القليلة الامطار 2- الرعي الجائر و الغير منظم 3- الاقتلاع الجائر للشجيرات و الاشجار من اجل استعمالها كوقود 4- المركبات: استخدامها في مسارات عشوائية و متعددة تدهور الغطاء النباتي و تجعل التربة عرضة للتعرية الريحية 5- التوسع الحضري على حساب الاراضي الزراعية 6- نشاطات التعدين التي تؤدي لازالة الغطاء النباتي 7- الاستعمال الجائر للمياه الجوفية من اجل الزراعة المروية: تملح التربة
رياح الصحراء:
تعمل تيارات الهواء الساخن الصاعدة فوق منطقة خط الاستواء و الباردة الهابطة شمال و جنوب خط الاستواء (عند خط 30 درجة ) على توزيع الحرارة و الرطوبة في المجال الجوي. وينتج عن هبوط الرياح ازدياد حرارتها مرة ثانية نتيجة اقترابها من سطح الارض وهذه التيارات الساخنة ادت الى تكون حزامين من الصحراء احدهما شمال خط الاستواء كالصحراء العربية الكبرى و الأخر جنوب خط الاستواء كصحراء كالهاري بجنوب افريقيا و صحراء استراليا الكبرى
تضاريس الصحراء:
الرياح هي العامل الاساسي في تشكيل سطح الصحراء ، حيث تعمل على نحت الصخور. الامطار قليلة و لكن تأثيرها قوي و ملموس، وذلك بسبب غياب الغطاء النباتي. و تتراكم في مخارج الوديان المنبسطة رواسب تعرف باسم المراوح الفيضية.
و المظهر العام للصحراء مكون من غطاء رملي، حيث تتشكل الرمال على هيئة كثبان رملية. وتختلف الكثبان الرملية الى عدة انواع حسب اتجاه الرياح السائدة و منها:
التصحر
تحول الارض غير صحراوية الى صحراء، و يعرف عالميا بأنة " تدهور الاراضي الجافة و شبه الجافة و شبة الرطبة، و ذلك بسبب التغيرات المناخية و النشاطات بشرية.
اسباب التصحر
- ان كثير من هذه الاسباب مردها الى الضغط السكاني او الزيادة السكانية.
- أسوأ ما يصاحب الجفاف و امتداد الصحراء هو إزالة الغطاء النباتي الذي يؤدي الى تعرية التربة الزراعية وبالتالي تدهورها
- ان من اهم مظاهر التصحر هو تدهور و تدمير الغلاف النباتي من مراعي و غابات، و الذي يؤدي الى زيادة محتوى ثاني اكسيد الكربون في الغلاف الجوي، و الذي يؤدي الي ما يعرف بأسم تأثير "الصوبة" او (Green-house effect) ، و الذي يؤدي الى زيادة درجة حرارة الارض.
- مظاهر اخرى تتمثل في تدهور الحياة البرية الحيوانية، و تدهور التربة و تملحها، و زيادة الملوحة في الابار الجوفية
وفى النهاية
بالتوفيق ان شاء الله للجميع
والسلام خير ختام
1- الهلالي (برخان): تتكون بشكل الهلال 2- الطولية: تمتد باتجاه الرياح السائدة 3- النجمية: تنشأ من الرياح متعددة الاتجاهات 1- أسباب طبيعية مثل الجفاف: وتساهم ب 20% من أسباب التصحر 2- أسباب بشرية تتمثل في الزيادة السكانية وفي النشاطات البشرية السلبية و المتمثلة بسوء ادارة الموارد الطبيعية و تساهم ب 80% من الأسباب و منها: 1- الحراثة الخاطئة: حراثة المراعي الطبيعية القليلة الامطار 2- الرعي الجائر و الغير منظم 3- الاقتلاع الجائر للشجيرات و الاشجار من اجل استعمالها كوقود 4- المركبات: استخدامها في مسارات عشوائية و متعددة تدهور الغطاء النباتي و تجعل التربة عرضة للتعرية الريحية 5- التوسع الحضري على حساب الاراضي الزراعية 6- نشاطات التعدين التي تؤدي لازالة الغطاء النباتي 7- الاستعمال الجائر للمياه الجوفية من اجل الزراعة المروية: تملح التربة
إرسال تعليق