زمین‌ ریخت‌شناسی

* زمین‌ ریخت‌شناسی

زمین‌ریخت‌شناسی یا ژئومورفولوژی، شاخه‌ای از رشته جغرافیای طبیعی است که به بررسی چگونگی به‌وجود آمدن اشکال مختلف طبیعی در سطح زمین می‌پردازد و تغییرات حاصل از عوامل درونی و بیرونی زمین را بر روی این اشکال دنبال می‌کند تا بتواند رفتار آنها را تبیین نموده، به پیش بینی آینده آن نایل شود. زمین ریخت‌شناسی در ابتدا به وسیله ویلیام دیویس (۱۸۵۰-۱۹۳۴) جغرافی‌دان امریکائی شکل گرفت و با تحقیقات ارزشمند جغرافی‌دانانی نظیر والترپنک، کینگ، لانگبین، لئوپلد،چرلی به قوانین و اصول علمی خود رسید.

زمین‌ریخت‌شناسی علم شناسایی اشکال ناهمواریهای زمین است.

* دید کلی

زمین‌ریخت‌شناسی جدید بیشتر مبتنی بر مقایسه سیستماتیک اشکال ناهمواریها و نهشته‌هایی است که موجب تعیین سن آنها می‌گردد و همچنین تعیین اشکال اولیه و اصلی ناهمواریها و بالاخره شناسایی فرآیندها و محیط ریخت‌اقلیمی (مورفوکلیماتیک) هنگامی که ناهمواریها را بوجود آورده‌اند، مورد توجه است.

ادامه نوشته

کاهش آلودگی هوا به کمک سنگ پریدوتیت

محققان با بررسی عملکرد سنگ پریدوتیت دریافتند که این سنگ توانایی جذب و تبدیل گازهای گلخانه ای از جمله دی اکسید کربن را به مواد معدنی داشته و می توان از این منبع طبیعی برای کاهش آلودگی هوا استفاده کرد.دانشمندان دانشگاه کلمبیا دریافتند که نوعی خاص از سنگی طبیعی به نام پریدوتیت قادر به کنترل میزان گازهای گلخانه ای از جمله دی اکسید کربن است.این سنگ که بیشتر در منطقه عمان یافت می شود، قادر به کنترل میزان زیادی از گازهای گلخانه ای است که در اطراف آن ایجاد می شود و با جذب این گاز آن را به مواد معدنی تبدیل می کند. برای مثال دی اکسید کربن با برخورد به این نوع از سنگ به مواد معدنی از قبیل کلسیت تبدیل می شود.به گفته محققان عوامل طبیعی می توانند منجر به تولید میزانی از این سنگهای طبیعی شوند که قادر به ذخیره سالانه 2 الی 30 بیلیون تن از گاز دی اکسید کربن خواهد بود و حضور طبیعی این سنگها در مناطق آلوده، می تواند به میزان زیادی از آلودگی هوا بکاهد.با این حال کشورهایی مانند ایالات متحده، چین و هند که از بزرگترین تولید کنندگان گازهای گلخانه ای به شمار می روند از داشتن منابع پریدوتیت محروم بوده و باید به دنبال راه حلهای دیگری برای از بین بردن این گازها باشند.در حال حاضر بسیاری از شرکتها برای جلوگیری از آلودگی اتمسفر، گازهای آلوده تولید شده ناشی از سوختهای فسیلی را به زیر زمین پمپ می کنند که علاوه بر بالا بودن هزینه، به دلیل امکان بازگشت این گاز به جو، شیوه ای مناسب و مطمئن به شمار نمی رود.بر اساس گزارش رویترز، محققان بر این باورند که در حال حاضر بهترین و کم هزینه ترین راه کاهش میزان گازهای آلوده استفاده از منابع طبیعی مانند سنگهای پریدوتیت است و با یافتن کم هزینه ترین شیوه استخراج و استفاده از این سنگها می توان شیوه ای موثر در کاهش آلودگی هوا و کنترل گرمای زمین ارائه کرد.

تاریخچه تغییرات آب و هوای مریخ در دست صخره های مریخی

پژوهشگران دانشگاه کلتک موفق به کشف شواهدی از دگرگونی آب و هوای گذشته مریخ شدند. اخیرا دانشمندان موفق شدند به شواهدی از دگرگونی آب و هوای گذشته مریخ ناشی از تغییرات منظم در زاویه میل سیاره دست یابند. مشابه این تغییرات آب و هوا در زمین منجر به پدید آمدن عصرهای یخبندان شده است.دانشمندان کلتک (Caltech)، کوین­لویس(Kevin Lewis) ، اودد اهارانسون(Oded Aharonson)  و جان گراتزینگر  (John Grotzinger)با استفاده از نقشه ­های توپوگرافیک استریو که از پردازش دوربین ­های با قدرت تفکیک بالا متصل به مدارگرد اکتشافی مریخ بدست آمده ­اند، توانستند برون زدهای صخره­ای لایه ­بندی شده ­ای را در میان چهار دهانه در منطقه Arabia Terra در سیاره سرخ، تشخیص داده و اندازه بگیرند. چینش لایه ­ها در برون زدهای مختلف در مقیاس متفاوتی در محدوده چندین متر تا ده ­ها متر رخ داده است، اما در هر منطقه تمامی لایه ­ها ضخامت یکسانی داشته و خواص مشابهی را نیز از خود نشان می دهند.به پیشنهاد دانشمندان مبنی بر الگوی لایه ­ها، در میان لایه ­های اندازه ­گیری شده در دهانه بکرل (Becquerel)، هر لایه در طول یک دوره تقریبا 100 هزار ساله شکل گرفته و تغییرات آب و هوایی دوره ­ای مشابهی این لایه ­ها را به وجود آورده است.

لویس در این خصوص می ­گوید:"با توجه به مقیاس لایه ­ها، تغییرات اندک در مدار مریخ بهترین احتمال برای درک تغییرات آب و هوایی ذکر شده است. این تغییرات بسیار مشابه به تغییراتی است که در ابتدای هر دوره ­ی یخبندان زمین رخ داده است و می­ توانند منجر به طبقه­ بندی دوره ­ای رسوبات شوند."

انحراف زمین از محورش بین 22/1 و 24/5 درجه در طول یک دوره ی 41 هزار ساله تغییر می ­کند. از آن جا که بخشی از زمین که به سوی خورشید است ساعت روز بیشتری را در طول یک روز دریافت می کند و در طول سال بتدریج تغییر می کند، این انحراف تغییرات فصلی در آب و هوا را ایجاد می­کند. در حالت ­های با انحراف کمتر، مناطق قطبی کمتر تحت تاثیرات فصلی قرار می ­گیرند و موجب شکل­ گیری دوره ­های یخبندان می ­شوند.

 زاویه میل مریخ در یک دوره ی صد هزار ساله ده ها درجه تغییر می­کند، در نتیجه تغییرات شدیدتری را موجب می­شود. هنگامی که انحراف کم است، قطب­ها سردترین مکان بر روی سیاره هستند و این در حالی است که خورشید تمام مدت در نزدیکی استوا قرار گرفته است و می تواند موجب ناپایداری در جو شود مانند اینکه آب و دی اکسید کربن به سوی قطب می ­روند و در آن جا به شکل یخ حبس می شوند.

 هنگامی که انحراف بیشتر است، قطب ها به نسبت نور بیشتری از نور خورشید را دریافت می کنند و ترکیبات نامبرده از قطب ها دور می­شوند. اهارانسون چنین گفت: "این فرآیند بر سهم ناپایداری جو تاثیر می گذارد. اگر دی اکسید کربن را از قطب ها دور کنید، فشار جو افزایش پیدا می کند که ممکن است در توانایی بادها در انتقال و ته نشاندن شن ها، تفاوتی ایجاد کند. این یکی از اثرهایی است که می تواند آهنگ ته نشینی لایه ها از قبیل آنچه که محققان در چهار دهانه مشاهده کرده اند تغییر دهد.زاویه ی میل متغیر همچنین می­تواند پایداری آب سطحی را تغییر دهد که با این کار قدرت چسبیدن ذرات شن به یکدیگر و پیوستن آن ها برای تشکیل لایه های صخره ای را تغییر می دهد.در هر صورت چنین تغییرات عظیمی در آب و هوا بر انواع فرایندهای زمین شناختی روی سطح اثر خواهد گذاشت. از آن جایی که دانشمندان نمی توانند اطلاعات سطح مریخ را با هیچ فرایند زمین شناختی خاصی مطابقت دهند، اهارانسون در ادامه با بیان اینکه کل سیستم آب و هوا متفاوت خواهد بود چنین گفت: "توانایی این مقاله در این است که ما توانسته ­ایم بدون مشخص کردن فرایند رسوبی دقیقی، نتیجه گیری کنیم."

تهیه اولین نقشه گرانشی نیمه پنهان ماه .

اولین نقشه از جزئیات میدان های گرانشی نیمۀ پنهان ماه، نشان می دهد كه دهانه های موجود در آن ناحیه نسبت به دهانه های بخش رو به زمین ماه متفاوت است. نتایج بدست آمده می تواند اطلاعات ببشتری دربارۀ میلیاردها سال پیش ، زمانی كه مواد مذاب بر سطح ماه در جریان بودند در اختیارمان بگذارد. این نقشۀ جدید گرانشی توسط ماهوارۀ ژاپنی كاگویا (Kaguya) كه در سال 2007 دو كاوشگر كوچك را درمدار ماه رها كرد، گردآوری شده است.

تصویر سمت راست، نقشه گرانشی از نیمه پنهان ماه و تصویر سمت چپ، نقشه گرانشی نیمه رو به زمین ماه را نشان می دهد.

حركات این سه فضاپیما، كه به نوسانات میدان گرانشی ماه حساس اند، با دنبال كردن سیگنال های رادیویی آنها مورد بررسی قرار گرفت.

در یك موقعیت حساس، زمانیكه فضاپیمای اصلی كاگویا در نیمۀ پنهان ماه قرار داشت- و نمی توانست مستقیماٌ با زمین ارتباط داشته باشد- یكی از كاوشگرها سیگنال های آن را به زمین ارسال كرد.

نقشۀ به دست آمده که اولین نقشه با جزئیات كامل از نیمۀ پنهان ماه است، نشان می دهد که دهانه های آتشفشاني که در آن سوی ماه وجود دارند نسبت به دهانه های سمتی كه همواره رو به زمین است، بطور قابل ملاحظه ای علائم گرانشی متفاوتی دارند.

داده های حیرت آور:

با توجه به این نقشه ها شاید بتوان گفت كه میلیاردها سال پیش تفاوت های بزرگی نظیر تفاوت در درجه حرارت و یا ضخامت دو نیمۀ ماه وجود داشته است.

«والتر كیفر»( Walter Kiefer)، متخصص ژئوفیزیك سیارات كه نقشی در این مطالعات نداشته است می گوید:" اطلاعات بدست آمده حیرت آور است. تا به حال نتوانسته بودیم به این خوبی نیمۀ پنهان ماه را مشاهده كنیم."

 

بیشتر دهانه های آتشفشانی ماه بیش از 3.8 میلیارد سال پیش شكل گرفته اند. برخی از این دهانه ها پیش از سرد شدن ماه و پایان فعالیت های زمین شناختی آن، توسط مواد مذابی كه در سطح ماه بود، پر شده اند.

با این حال برخی از این دهانه ها ظاهراً از زیر پر شده اند. محققین بر این باورند كه مواد موجود در جبّۀ ماه در دهانه ها بالا آمده است، زیرا اینها در بخش هایی قرار دارند كه پوستۀ ماه تحت فشار نازك شده است.

اندازه گیری های جدید كاگویا نشان می دهد كه برخی از دهانه های بخش پنهان ماه تنها با مواد جبّه پر شده اند. در بخش مركزی این دهانه ها میدان گرانشی بیش از حد طبیعی آن است  و به دور آن حلقه ای با گرانش كم قرار دارد كه با ارتفاع كم دهانه هماهنگی دارد.

 نتیجه گیری های مخالف

معلوم نیست كه این بررسی های جدید از گذشتۀ ماه چه حرفهایی برای گفتن دارد. فرماندۀ این گروه آقای «نوریوكی نامیكی»(Noriyuki  Namiki) از دانشگاه كیوشو ژاپن می گوید :"برای بقای این ساختارها، نیمۀ پنهان ماه می بایست بسیار سرد و سخت شده باشد تا جبّه بتواند با گذشت زمان در مركز دهانه آرام بگیرد. سطح بسیار سفت و محكم بوده كه در این ساختار ها تعادل برقرار كرده است".

اما كیفر می گوید كه این حلقه ها با گرانش پایین از سناریویی جدید حرف می زنند. شاید ساختارهای مركزی دهانه ها به این دلیل باریك باشد كه لایۀ بالایی ماه در نیمۀ پنهان بسیار نازك و گرم بوده تا بتوانند هر چیز بزرگتری را در خود نگه دارد. مقایسۀ رصد ها ی كاگویا با مدل ها می تواند به این سؤال پاسخ دهد.

دو نیمكرۀ ماه تفاوت های بر جسته دیگری نیز دارند. كاوشگر ماه ناسا كه در اواخر سال 1990 بهره برداری شد، كشف كرد كه عناصر رادیو اكتیو ظاهراً در نیمۀ روشن ماه متمركز شده اند. نیمۀ پنهان نیز علائمی را مبنی بر وجود فعالیت های آتشفشانی در گذشته نشان می دهد.