وبلاگ بزرگ مقالات زمین شناسی

دیرین شناسی

دیرین‌شناسی یا دیرینه‌شناسی به بررسی آثار و بقایای موجودات گذشته می‌‌پردازد و برپایه پیدایش و نابودی این آثار که سنگواره نامیده می‌شوند سن نسبی لایه‌های زمین را تعیین کرده همچنین محیط زیست موجودات دیرینه را مشخص می‌کند. دانش دیرین‌شناسی به شاخه‌های گوناگونی (گیاهی وجانوری) تقسیم می‌شود. فسیلها از دوره کامبرین دارای اهمیت می‌شوند ولی ظهور ناگهانی آثار موجودات در دوره کامبرین بیانگر ریشه دار بودن آنها در زمانهای پیش از این دوره می‌‌باشد.اما شواهد کمی در این رابطه وجود دارد که از جمله آنها می‌توان شبه باکتریهائی با سن ۳.۸ میلیارد سال را نام برد.

لئوناردو داوينچي دانشمند و هنرمند مشهور ايتاليايي در حدود پانصد سال قبل ( 1500 پس از ميلاد ) به نحو زيبايي ذهن خوانندگان را به تفكر در مورد پيدايش فسيلها سوق داد و بدين ترتيب نظريات و خرافه هاي رايج در زمان خود را رد كرد . وي مي گويد : “ در كوههاي پارما و پياسنزا ، صدفها و مرجانهاي مرده فراواني يافت مي شوند كه هنوز حالت چسبيده به سنگها را حفظ نموده اند . اگر بگوييد كه اين صدفها خود بخود بوجود آمده اند و يا بوسيله طبيعت ايجاد نشده اند ، چنين عقيده اي براي يك مغز هوشيار و متفكر منطقي نيست ( چرا كه سالهاي رشد آنها از روي خود صدفها قابل محاسبه است ) . اين صدفها بدون غذا نمي توانستند رشد كنند و از طرفي بدون اينكه حركتي داشته باشند توانايي دستيابي به غذا را نيز نداشتند ( پس چگونه رشد كردند ؟ ) اگر فرض براين باشد كه اينها به كوه چسبيده بودند پس توانايي حركت نداشتند و اگر اينطور عنوان كنيد كه طوفان و سيل باعث شد كه آنها به صدها كيلومتر دور تراز دريا حمل شوند اين نيز نمي توانسته اتفاق افتاده باشد مگر زماني كه سيلاب بوسيله باران ايجاد شود و باران بطور طبيعي به رودخانه ها راه يافته و روانه دريا گردد و همه مواد موجود در خود را به دريا حمل نماييد. بنابراين نمي توانسته اين اعضاي مرده را از ساحل دريا به سمت كوهها روانه سازد ، و اگر عقيده براين باشد كه آب حاصل از سيلاب پس از مدتي كوهها را در برگرفته و به زير خود برده باشد ، بايد دانست كه حركت آب دريا در خلاف جهت رودخانه ها آنقدر به آرامي صورت مي گيرد كه هيچ چيز سنگيني را نمي تواند جابجا كند و حركت دهد . ”در واقع ابراز عقيده در لواي چنين روشي ، بررسي حالات مختلف ديدگاه هايي بوده است كه تا آن زمان در مورد فسيل بيان شده بود . بهرحال در طول تاريخ دانشمندان نظرات متفاوتي را در مورد فسيل با توجه به اعتقادات و يافته هاي زمان خود بيان داشته اند كه مجموع اين نظريات تاريخچه علم فسيل شناسي را تشكيل مي دهد و بديهي است براي درك هر چه بهتر اين علم بايستي تاريخچه آن را مطالعه نمود

 اصطلاح پالئونتولوژي (Paleontology) اولين بار توسط شخصي به نام دوكروته دوبلن ويل در سال 1825 ميلادي بكار رفت . اما عملا از سال 1834 ميلادي بود كه فيشرفن والدهايم آن را براي اولين بار در نوشته هاي زمين شناسي وارد نمود . كلمه پالئونتولوژي كه در كتابهاي فارسي ، ديرينه شناسي و يا فسيل شناسي ترجمه شده ، ريشه اش از چند كلمه گرفته شده است كه عبارتند از :

Paleontology = Palaios + Ontos + Logos

( ديرينه شناسي = ديرينه و قديمي + موجود زنده + بررسي و تحقيق)

بنابراين با توجه به ريشه كلمه پالئونتولوژي مشخص مي گردد كه منظور ، بررسي و مطالعه موجوداتي مي باشد كه در زمان هاي گذشته در كره زمين مي زيسته اند و آثار و بقاياي آنها بصورت فسيل بر جاي مانده است . منظور از ديرين شناس و يا فسيل شناس (Paleontologist) شخصي است كه به مطالعه و بررسي فسيل ها مي پردازد و سعي مي كند تصوير زندگي و حيات در گذشته را بازسازي نمايد و تحولات گياهان و حيوانات اطراف ما را آشكار سازد . بديهي است ، كه ديرين شناسان نه تنها بايستي زمين شناس باشند بلكه بايد به اندازه كافي از علم زيست شناسي نيز مطلع باشند . علت اين امر آن است كه دانش زمين شناسي آنها را به سمت استفاده از فسيل ها براي تعيين سن نسبي واحدهاي سنگي سوق مي دهد و دانش زيست شناسي آنها را در جهت روشن ساختن چگونگي حيات گياهان و حيوانات قديمي هدايت مي كند و اين كار ساده و آساني نيست . چرا كه ناقص بودن فسيل ممكن است بسياري از جزئيات و مسائل ظريف تحول و تكامل حيات را مخفي سازد ؛ يا شايد انواع سنگ هاي مورد مطالعه حاوي فسيل هايي نباشند كه مثلا براي تعيين سن نسبي بكار مي آيند و يا امكان دارد گياهان يا حيوانات زنده حتي شبيه اشكال فسيلي نباشند .

 در حقيقت داستان ديرينه شناسي ، سرگذشت چگونگي غلبه بر اين مسائل و موانع ديگر است . ديرينه شناسي مجموعه اي مهيج است كه موضوع را از علم زيست شناسي گرفته و در آن راستا رشد و توسعه يافته است و محدوده زماني آن از 3500 ميليون سال قبل يعني طي مدتي كه حيات در روي زمين توسعه و پيشرفت داشته است را در بر مي گيرد . ديرينه شناسي رشد ، توسعه ، تحول ، و تكامل حيات را مشخص مي سازد و به زمين شناس كمك مي كند كه سنگها را در گروه ها و طبقات خاص قرار دهد . ديرينه شناسي نه تنها به دنبال علت انقراض معمولي يك گونه است بلكه به دنبال دليل انقراض هاي دوره اي كه در گذشته رخ داده و موجب از بين رفتن تقريبا تمامي موجودات از دنياي حيات شده است ، مي باشد . ديرينه شناسي محيط هايي را كه موجودات فسيل شده در آن مي زيسته اند را بازسازي مي كند و با استفاده از مباني و اصول بيوفيزيك در مورد اسكلت هاي فسيل شده علل و دلايل شكل گيري و الگو و خصوصيات اسكلتي را بيان مي كند . با پيشرفت فهم و ادراك از علم ديرينه شناسي ، زير تقسيمات بسياري براي آن بوجود آمد .

 به عنوان مثال ديرينه شناسي گياهي(paleobotany) كه به مطالعه و بررسي فسيل هاي گياهي مي پردازد .در حالي كه ديرينه شناسي جانوري(paleozoology)، فسيل هاي جانوري را مورد بحث و بررسي قرار مي دهد ( البته اصطلاح پالئوزولوژي عموما مورد استفاده قرار نمي گيرد و بجاي آن پالئونتولوژي را بكار مي برند ) .

يكي ديگر از تقسيمات ديرينه شناسي ، زيست شناسي ديرينه است كه با استفاده و مراجعه به تفسير و تشريح بيشتر به جنبه هاي علمي زيست شناسي توجه دارد .

مطالعه فسيل هاي كوچك كه اغلب نياز به ميكروسكپ دارد به عنوان فسيل شناسي ميكروسكوپي يا ميكروپالئونتولوژي (Micro Paleontology) شناخته مي شود .

در ميكروپالئونتولوژي ، يك شاخه ويژه گياهي وجود دارد كه به فسيل گرده و دانه گرده توجه دارد و از آن تحت عنوان پالينولوژي (Palynology) نام برده مي شود .

 بزرگنمایی

جهان در گذر زمان

مقدمه

هر گاه در خودم احساس پيري زود رس و نا بهنگام مي‌كنم، به سنگي كه در گوشة ميز كارم قرار دارد، نيم‌نگاهي مي‌اندازم. اين سنگ خاكستري تيره، بخشي از تودة گرانيت مانند "نايس- gneiss " است. من آن را در سواحل رودخانة " آكاستا- Acasta " در مرزهاي شمال غربي كانادا پيدا كرده ام. در نظر اول مانند همة نايس ها است. تنها در يك مورد با بقيه تفاوت دارد: قديمي ‌ترين سنگي است كه تا كنون در سطح زمين يافت شده است. اين سن به‌اندازه اي زياد است كه حتي تصورش مشكل مي‌نمايد. از زمان تولد سيارة ما، اتمهايي كه اين سنگ را تشكيل داده اند، به هم پيوسته مانده اند، حتي زماني كه قاره ها از هم جدا شدند و آرايش جديد پيدا كردند. اگر يكسال را معادل 1 يارد(9144/0 متر) نخ بافته شده تصور كنيد ، آنگاه چنانچه 5/4 بار فاصلة بين ماه- زمين را نخ كشي كنيد، طول نخ مصرفي، معادل سن سنگ آكاستا خواهد شد. چگونه ما اين اطلاعات را به‌دست مي آوريم؟ طبيعت گواهي تولد صادر نمي‌كند، حتي سال تولد را مانند سكه، بر روي موجوداتش مهر نمي‌نمايد. دانشمندان آموخته اند سن استخوانها، سنگها، سياره‌ها و ستاره ها را با استفاده از ساعتهايي كه درون خودشان وجود دارد، مشخص كنند. با اين زمان سنج ‌هاي طبيعي، آنها قادرند نيروهايي كه قاره‌ها را شكل داده اند، حيات، تمدن انساني و حتي كهكشان‌ها را درك كنند. ديگر تاريخ انساني، قابل مقايسه با تاريخ طبيعت نيست: اگر عمر جهان را كه 13 بيليون سال است، معادل يك روز تابستاني فرض كنيم، آنگاه 100000 سال گذشته _كه انسان جديد پا به عرصه گذاشته يعني آغاز كشاورزي و تاريخ مدون بشري_ تنها به تابش كرم شبتابي درلحظة طلوع خورشيد همانند است.

 پاسخ دادن به سؤال: " چند سال... ؟" مدت‌‌ها ذهن بشر را به خود مشغول كرده است. در اين مقاله با برخي روش‌هاي تعيين سن آشنا مي شويم.

 كربن راديو اكتيو

*** دانشمندان بر حسب اينكه چه مقياس زماني لازم دارند، ساعتهاي گوناگوني را انتخاب مي نمايند. مثلا براي اندازه‌گيري زمانهاي تا حدود 40000سال پيش، كربن 14 مناسب است. محققان با اندازه گيري مقدار كربن راديو اكتيو موجودي كه قبلا زنده بوده، ميتوانند زمان مرگ آن را مشخص نمايند. به عنوان مثال، باستان شناسان مي‌دانند كه يكي از قديمي‌ترين قسمت‌هاي " استون هنج- Stone Henge " در انگليس، آبراهه‌اي است كه سنگهاي مشهور را محاصره كرده است. اين آبراهه، بوسيلة شاخ‌هاي گوزن حفر شده كه بقاياي آنها در كنار آبراهه يافت شده اند. با اندازه گيري كربن 14 اين شاخ‌ها معلوم شد كه اين حفاري در 5000 سال پيش صورت گرفته است.

و اما كربن راديو اكتيو از كجا مي آيد؟ همة اتمها _ چه كربن و چه ساير عناصر_ شامل اجزا زير اتمي در هستة خود هستند: نوترون‌ها و پروتون‌ها . معمولا اتمها تعداد برابري از نوترون و پروتون دارند. مثلا كربن 6 پروتون و 6 نوترون دارد كه با هم كربن با عدد اتمي 12 را بوجود مي‌آورند . وقتي همين اتم‌ها ، تعداد متفاوتي نوترون در هستة خود داشته باشند،اين اتمهاي جديد، ايزوتوپ اتم اول ناميده مي‌شوند.

کربن 12 يکی از ايزوتوپ های کربن است. ايزوتوپ ديگر آن کربن 14 می باشد که 8 نوترون در هستة خود دارد. اين نوع کربن زمانی تشکيل می شود که ذرات فضايي بشدت با اتم های نيتروزن موجود در اتمسفر برخورد می کنند.

ايزوتوپ های راديواکتيو با سرعت قابل پيش‌بينی از هم پاشيده می شوند. کربن 14 نيز از اين قاعده مستثنی نيست. اگر شما 1 پوند(453/0 کيلوگرم) کربن 14 را در يک شيشه قرار دهيد، پس از 5730 سال نصف آن به نيتروژن 14 تبديل می شود. فيزيکدانان اين زمان را، زمان نيمه عمر می نامند. گياهان و جانوران زنده، دی اكسيد کربن را از هوا جذب می کنند، که شامل هر دو نوع کربن 12 و 14 است. اما به محض مردنشان، کربن 14، شروع به فروپاشی به نيتروژن 14 می نمايد. با مقايسه سطح کربن 14 نسبت به کل مقدار کربن موجود در جسم مورد نظر، دانشمندان می توانند محاسبه کنند که چقدر از زمان مرگ گياه يا جانور گذشته است.

 تابش نور تهييجي و استفاده از آمينو اسيدها

***فسيل های قديمی تر از 40000 سال ، ميزان خيلی کمی از کربن 14 دارند. بنابراين دانشمندان مجبور به يافتن راههای ديگری برای تعيين سن آنها شدند. زمين شناسی بنام "گيفورد ميلر- Gifford Miller " از دانشگاه كلرادو، در حوالي درياچة ويكتوريا _ استرالياي جنوبي، به من نشان داد كه چگونه از دو روش جديد استفاده مي‌كند تا محدوديت كربن 14 را از بين ببرد.

درياچة ويكتوريا به قوس بزرگي از تپه هاي شني چسبيده است كه طي دهها هزار سال روي هم انباشته شده اند. ميلر و من همراه دسته‌اي از پرندگان( كوكاتو- نوعي طوطي كاكلي)، از ماسه‌هاي مواج بالا رفتيم. به‌تدريج كه به لايه هاي دورتر و عميقتري از تپه هاي ماسه اي رسيديم، توده هايي از پوسته‌هاي صدف سياه خودنمايي مي‌كرد. احتمالا در زمانهاي قديم توسط بوميان منطقه از درياچه جمع آوري شده بودند. هنوز سر نيزه هاي بوميان در كنار استخوان هاي كانگورو و شترمرغ هاي شكار شده، به چشم مي‌خورد.در جستجوي آب در طول زمان، به عقب برگشتيم و به طرف يك آبراهه پايين آمديم.

ميلر در حاليكه به لايه اي رسي اشاره مي‌كرد گفت:" به نظر من اين لاية منقرض شده هااست. ديرين شناسان در آن، اسكلت‌ كيسه داران غول پيكر، كانگورو‌هاي با 10 فوت بلندي و شيرهاي كيسه داررا پيدا كرده اند. " ( هر فوت معادل 48/30 سانتي متراست)

 در مورد علت انقراض اين موجودات بزرگ جثه هنوز در استراليا شك و ترديد وجود دارد. آيا انسانهاآنها را نابود كرده اند يا تغييرات آب و هوايي؟ اولين قدم براي حل اين معما، گشودن رمز عمر اين فسيل ها است، اما ميزان كربن 14 باقيمانده در اين اسكلتها كافي نيست تا سن آنها را بدست آوريم. ميلر براي من توضيح داد كه چگونه از ساعتهاي ديگر استفاده مي كند. او در حاليكه جسم كوچكي را به اندازه ناخنش بلند كرده بود، گفت:"بفرماييد! اين هم جنيورنيس- Genyornis" .

جنيورنيس پرندة غول پيكري بوده با 400 پوند وزن كه قادر به پرواز نبوده است. آنچه ميلر در دست داشت، تكة كوچكي از پوست تخم اين پرنده بود به رنگ شيري با فرورفتگي هاي كوچك در سطح آن. او هزاران قطعة مشابه از نقاط مختلف استراليا جمع آوري كرده است. آنها همه جا يافت مي شوند و يكبار كه فهميديد دنبال چه مي گرديد، به راحتي مي‌توانيد آنها را از ماسه ها جدا كنيد. او مي گويد:" خيلي جالبه، كي فكرش رو مي‌كرد كه راه بري و پوست تخم پرنده جمع كني؟!"

ميلر و همكارانش عمر پوسته هاي جنيورنيس را به دو روش تعيين كرده اند. روش اول بنام Optically stimulated luminescence( OSL) معروف است. يك كاني را در نظر بگيريد. اتم‌هاي راديواكتيو و دروني اين كاني، ذراتي آزاد مي‌كنند كه انرژي آنها قادر است الكترونها را از حالت پايه بيرون بكشد و آنها را آزاد كند. گاهي اين الكترونهاي آزاد شده در حفره هاي ساختماني موجود در كريستال كاني مورد نظر( در اينجا كوارتز)انباشته مي شوند. اين تله‌هاي كريستالي، در يك سيستم زماني منظم، بتدريج با الكترونها پر مي‌شوند. اگر شما بتوانيد سرعت به دام افتادن الكترونها را محاسبه كنيد و سپس تعداد الكترونهاي به دام افتاده را بشماريد، ميتوانيد بفهميد چه مدت از زماني كه كاني مورد نظر در معرض نور خورشيد، يعني در سطح زمين قرار داشته مي‌گذرد. زيرا اگر نور خورشيد، حتي به مدت چند ثانيه به كاني مورد نظر مورد نظر برسد، انرژي خورشيد، تمام الكترونهاي در تله افتاده را آزاد مي كند و به محل اوليه شان بر مي گرداند. در واقع ساعت را دوباره روي صفر قرار مي دهد.

كار مهم ميلر اين بود كه پوسته ها را از درون ماسه هايي بيرون بياورد كه از لحظة دفن شدن، نور خورشيد به آنها نتابيده است. به اين ترتيب ماسه هاي اطراف اين پوسته‌ها، حاوي كوارتزهايي با خصوصيات مورد نظر بودند. براي بدست آوردن چنين كريستالهايي، او از يك كارشناس متخصص در اين روش كمك گرفت: نايگل ا. سپونر- Nigel A.Spooner " فيزيكداني از دانشگاه ملي استراليا. سپونر استوانه هاي فولادي تو خالي را در ماسه هايي كه پوسته هاي جنيورنيس را احاطه كرده بودند، قرار مي‌داد و با چكش، آنها را كاملا درون ماسه ها فرو مي برد. سپس به سرعت در استوانه ها را مي بست، در پلاستيك سياه بسته بندي مي‌كرد و به آزمايشگاهش انتقال مي‌داد. در آزمايشگاه، او دانه هاي كوارتز را در ماشيني قرار مي دهد كه تابش هايي از فوتونهاي با انرژي هاي مشخص، الكترون‌هاي در تله افتاده را به اتمهاي اصلي‌شان برمي‌گردانند. با برگشت هر الكترون، مقداري انرژي بصورت نور آزاد مي‌شود. با اندازه‌گيري اين نور، سپونر مي‌تواند تعداد الكترونهاي در تله افتاده را محاسبه كند و از روي تعداد آنها، زمان دفن ماسه و در نتيجه سن پوستة تخم پرنده را دريابد. به منظور دقت بيشتر، تمام اين عمليات در تاريكخانه‌اي كه تنها با نورهاي قرمز ضعيف روشن مي شود، انجام مي پذيرد.

روش ديگري كه ميلر بر روي آن كار كرده، استفاده از پروتئين هاي حفظ شده در درون پوستة تخم‌ها است. واحد‌هاي ساختماني پروتئين ها ، يعني آمينواسيدها، مي‌توانند از لحاظ نوري، راست گردان يا چپ گردان باشند. به دلايلي كه هنوز ناشناخته مانده است، طبيعت به شدت آمينو اسيد‌هاي چپ گردان را ترجيح مي دهد.

يعني آمينو اسيدهاي طبيعي موجود در بدن موجودات زنده ، چپ گردانند. اما پس از مرگ، طي واكنش راسميزاسيون- Racemization، اين آمينو اسيد ها با سرعت مشخصي به ايزومرهاي راست گردان خود تبديل مي‌شوند. البته سرعت تبديل اين ايزومرها، به دقت ساعت راديواكتيونيست، چرا كه اين فرآيند به دما بستگي دارد: گرما سرعت واكنش را افزايش و سرما آهنگ آن را كاهش مي‌دهد. با اين وجود، ميلر با تخمين تغييرات آب و هوايي استراليا طي 100000 سال گذشته، توانسته است معيار دقيقي به‌دست آورد.

هر دوي اين روشها جواب واحدي براي سن پوستة تخم جنيورنيس ارائه كرده اند و نشان دهندة اين واقعيت اند كه اين پرنده در 50000 سال پيش منقرض شده است . با توجه به شواهد آب و هوايي، واضح است كه تغييرات زيست محيطي سبب انقراض اين پرندة غول پيكر نشده است. چرا كه گزارشهاي آب و هوايي نشان مي‌دهند كه در 50000 سال پيش، آب و در نتيجه گياهان اين منطقه فراوان بوده اند. در عوض دانشمندان استراليايي سرنخ‌هايي از حضور انسان در تپه‌هاي ماسه اي درياچة مانگو- Mungo به‌دست آورده اند كه سن آنها به حدود 60000 سال پيش بر‌مي‌گردد- قديمي‌ترين اثر وجود انسان در استراليا. حضور انسان در نزديكي زمان انقراض، اشاره بر اين دارد كه انسانها، عامل انقراض جنيورنيس بوده اند.

 رزونانس اسپين الكترون و تابش گرمايي

***در بالاي چهارچوب‌هاي زماني يكي از اولين انسان‌ها، به منظره اي نگاه مي‌كند كه هومو ساپينس هاي كنوني- Homo Sapiens ، دور هم جمع مي شوند تا گذشت سال ها را در شروع سال جديد جشن بگيرند. خوشبختانه جوان بودن ما، مانع از اين نشده تا قفل هاي بستة سيارة خود را بگشاييم.

در غاري در نزديكي غزه، اسكلتي پيدا شده كه به دو روش تعيين سن شده است: رزونانس اسپين الكترون(ESR ) و تابش گرمايي- Thermoluminescence .

زمين همواره در معرض تشعشعات ناچيزي از اورانيوم، توريم و پتاسيم قرار دارد. وقتي اين تابش به اتم‌هاي موادي مانند ميناي دندان برخورد مي كند، الكترون‌هايشان را جابه جا مي كند، در نتيجه ميدان مغناطيسي ماده تغيير مي‌كند. اين تغييرات با سرعت مشخصي صورت مي گيرند. از طرفي هر چه تعداد الكترون‌هاي جابه‌جا شده بيشتر باشند، سن جسم مورد نظر بيشتر است. در كنار اسكلت به دست آمده در غزه، فسيل‌هاي ديگري از جمله دندان يك اسب به دست آمد. با استفاده از روش ERS ، سن آن 100000 سال تعيين شد.

در آنجا سنگ هاي آتشزنه هم پيدا شد. اين سنگ‌ها به روش تابش گرمايي تعيين سن مي‌شوند. اساس كار مانند روش تابش تهييج نوري است. با اين تفاوت كه در آنجا نور خورشيد انرژي لازم براي بازگرداندن الكترون‌ها به مدارهاي اصلي را فراهم مي‌كرد، اما در اينجا حرارت اين كار را مي كند. وقتي سنگ آتشزنه( يا موارد مشابه) حرارت مي بينند، الكترون‌هاي جابه‌جا شده شان از حالت‌هاي نيمه پايدار به ترازهاي اصلي خود بر‌ميگردند وانرژي اضافي خود را به‌صورت نور نشر مي نمايند. ميزان نور نشر شده، معياري از تعداد الكترونها ي جابه‌جا شده است. به اين ترتيب، عمر آنها از آخرين باري كه استفاده شده‌اند، محاسبه مي‌گردد. اين آتشزنة خاص نيز به 100000 سال پيش بر مي‌گردد. اين اطلاعات چه ارزشي براي ما دارند؟ آنها به ما مي گويند كه انسان جديد، خيلي زودتر از آنچه تصور مي‌شد، آفريقا را ترك كرده است. حالا وقتي از خود مي‌پرسيم:" چقدر از سن ما مي‌گذرد؟" به اين سو كشيده مي‌شويم تا بدانيم: "ما كه هستيم؟"

 استفاده از اورانيوم در كريستال هاي Zircon

*** سني كه ميلر در مورد آن صحبت مي كند، يعني 50 تا 60 هزار سال پيش، در اروپاي قرن 16، پوچ و بي معني تلقي مي‌شد. در آن زمان، تاريخ زمين را بر اساس داستانهاي انجيل تعيين كرده بودند. جيمز آشر-James Ussher در سالهاي 1650 ميلادي مطرح كرد كه خدا زمين را در 4004 پيش از ميلاد خلق كرده است. دقيقتر بگوييم در 22 اكتبر! اين عقيده تا 200 سال معتبر بود. تا اينكه دانشمندان متوجه شدند كه سنگهاي كرة زمين در يك سيستم لايه لايه و منظم بر روي هم چيده شده اند. اين لايه ها توسط نيروهايي تشكيل شده‌اند كه ما هنوز هم عملكرد آنها را مي بينيم: فرسايش كوهستانها و رسوب كردن تدريجي ذرات آنها در ته رودخانه ها و درياها. اما آنچه بديهي است كه اين نيرو ها به آهستگي عمل مي كنند و براي اينكه مناظر كنوني را در سطح زمين بوجود آورند، ميليونها سال لازم است: عمر كره زمين.

به اين ترتيب دانشمندان به جستجوي راههايي پرداختندتا بتوانند سن واقعي زمين را به‌دست آورند و اين موضوع در قرن بيستم اتفاق افتاد. مدت كوتاهي پس از اينكه فيزيكدانان راديو اكتيويته را كشف كردند و متوجه شدند از خاصيت آن مي‌توانند براي تعيين سن سنگها استفاده كنند، دريافتند كه مي توانند از همين خاصيت براي تعيين سن خود سياره هم بهره ببرند.

ستاره هاي مجاور ما در انفجارهاي سوپرنوا، مقداري اتمهاي راديو اكتيو از خود به بيرون پرتاب كرده‌اند كه ما مي توانيم آنها را در سطح زمين بيابيم. در واقع اين ذرات در صفحة اولية چرخش زمين حول خورشيد جوان، جارو شده‌اند تا سياره‌ها، ستاره‌هاي دنباله دار و شهابسنگها را بوجود آورند. ازآنجاكه اين ذرات، از ابتداي تشكيل زمين به همراه آن بوده‌اند، مي توانند اسرار سن زمين را به ما بگويند. يكي از عناصر مورد استفاده در اين زمينه، اورانيوم 235 است كه به سرب 207 تبديل مي‌شود. نيمه عمر اين عنصر، 704 ميليون سال است. ديگري اورانيوم 236 است كه با نيمه عمر 47/4 بيليون سال به سرب 206 تبديل مي‌شود.

در سال هاي 1950، كلر پاترسون- Clair Patterson ؛ ژئوشيميست آمريكايي؛ مقادير اورانيوم و سرب را در سنگهاي زمين و شهابسنگهايي كه با زمين برخورد كرده بودند، مقايسه نمود و از مجموعة اطلاعات گردآوري شده ، عمر زمين را 55/4 بيليون سال محاسبه كرد.

همچنانكه زمين سرد مي‌شد و پوسته گسترش مي‌يافت، اولين سنگها تشكيل شدند. آكاستاي كانادايي كه اكنون در گوشة ميز من قرار دارد، بخشي از آن است.

تعيين عمر قديمي‌ترين سنگ سطح زمين، از تعيين سن خود زمين دشوارتر است. وقتي سنگي تشكيل مي‌شود، اورانيوم موجود در آن شروع به تبديل شدن به سرب مي‌نمايد. اما اگر آبهاي زيرزميني، سرب يا اورانيوم اضافي به مقدار اوليه اضافه كنند( يا از آن كم كنند)، محققين نتايج اشتباهي بدست مي‌آورند. خوشبختانه طبيعت، ساعت كاملي در اختيار زمين شناسان قرار داده است. وقتي ماگما سرد مي‌شود، كريستالهاي كوچك و نا هموار زيركن- Zircon در آن تشكيل مي شود. اين كريستالها شامل عناصر: زيركونيوم، سيليسيوم و اكسيژن هستند. اما در ضمن چند تايي اتم اورانيوم در شبكة آنها قفل مي‌شوند. به محض تشكيل اين كريستال، تركيبات آن دست‌نخورده باقي مي‌ماند و به اين ترتيب حتي پس از بيليون‌ها سال محفوظ مي ماند.

طي بيليونها سال اورانيوم در تله افتاده، به آرامي اما خيلي دقيق، به سرب تبديل مي شود. يان ويليامز-Ian Williams از دانشگاه ملي استراليا مي گويد:" زيركن ها هدية خداوند به ژئو شيميست ها هستند."

آتها مي توانند حتي پس از سائيدگي سنگ، در محل تشكيل اوليه شان باقي بمانند. در غرب استراليا زمين شناسان زيركني را يافتند كه 4/4 بيليون سال از عمر آن مي‌گذشت اما درون سنگي محبوس بود كه سن محاسبه شده براي آن، فقط 1/3 بيليون سال بود.

زيركن ها به محققين اجازه مي‌دهند تا تاريخ زمين را سن گذاري كنند، اما مشكل اينجاست كه پيدا كردن آنها آسان نيست. من هنگامي كه در يك صبح سرد ماه مه در بندر آدميرال- Admiral در سواحل جنوب شرقي نيوفوندلند- كانادا ايستاده بودم، متوجه شدم كه چقدر اين كار مشكل و حساس است. من و سه نفر دانشمند ديگر قرار بود با يك قايق 15 فوتي چوبي، از جزيرة گريت كالينت- Great Colinet در سه مايلي ساحل ديدن كنيم. سه نفر همراه من عبارت بودند از: سام بورينگ- Sam Bowring زمين شناس از انستيتو تکنولوژی ماساچوست، پاول مايرو-Paul Myrow زمين شناس از دانشگاه کلرادو و اد لندينگ-Ed Landing ديرين شناس موزة نيويورک.

ما سفر خود را از ساحل غربی جزيره به طرف انتهای جنوبی آن، در حاليکه صخره های بی رحم امواج آب را به طرف ما می فشاندند، ادامه داديم. همچنان که ما در آب غوطه می خورديم، لايه های سنگی، بر روی صخره ها نمايان شد. اين لايه ها مربوط به دوران پرکامبرين پسين هستند و سنی معادل 550 تا 600 ميليون سال را نشان می دهند. يعنی زمانی که حيات جانوری توسعه يافته است. البته اولين نشانه های شيميايی حيات که دانشمندان بر روی زمين يافته اند، خيلی قديمی تر از اين تاريخ است. شاخص ترين اثر حيات در قديمی ترين سنگ رسوبی واقع در گرينلند بدست آمده است. ما سن آن را از ذره ای سنگ حامل زيرکن که به سنگ اصلی ضميمه شده است ، محاسبه کرده ايم: 9/3 بيليون سال. اما تا 3 بيليون سال بعد از آن، تنها گونه هايی از حيات که سنگواره شان به دست آمده، گونه های ميکروسکوپی هستند. سپس ناگهان اندکی پيش از شروع کامبرين، سنگواره های شگفت آور چند سلولی ظاهر می شوند- ساقه ها، برگ ها، صفحه های طرح دار و منظم .

ديرين‌شناسان مطمئن نيستندکه آيا يکی از اين موجودات سر منشا موجودات بعدی بوده اند و اگر بوده اند، کداميک؟ آنچه که آنها می دانند اين است که در کامبرين پيشين، سنگواره های متنوعی از گروه های جانوری نمايان شده اند. با تعيين سن سنگ های حاوی سنگواره ها در نقاط مختلف دنيا، بورينگ و همکارانش نشان دادند که بروز ناگهانی تحول شناخته شده در کامبرين، 530 ميليون سال پيش ظاهر شده است.

در اين سفر بورينگ همراه ما آمده بود تا تئوری مطرح شده توسط پاول هافمن- Paul Hoffman را در سال 1998 آزمايش کند.

هافمن ، زمين شناس دانشگاه هاروارد است و تئوری او در بارة ظهور ناگهانی حيات چند گونه در کامبرين می باشد. مطابق تئوري هافمن، تكامل گونه‌هاي حياتي، در يك عصر يخبندان بسيار شديد و غير قابل كنترل، تقريبا از بين رفته است. يخچالها رشد كرده و تقريبا همة زمين را پوشانده اند و زندگي تقريبا از بين رفته است. تا اينكه پس از چندين ميليون سال، فورانهاي آتشفشاني، دي اكسيد كربن كافي آزاد كردند و اثر گلخانه اي حاصل، دماي سيارة ما را افزايش داد. يخچال‌ها ذوب شدند. بالا آمدن آب اقيانوس، درياهاي كم عمق فراواني را ايجاد كرد كه مي توانستند دوباره به وضع حيات سر و ساماني بدهند. و بدين ترتيب تحرك قابل ملاحظه اي به تاريخ تكامل حيات ببخشند.

 اين " زمين گلوله برفي" مطابق نظر هافمن، مي بايست حدود 10 ميليون سال عمر كرده باشد. براي تائيد وجود آن ما امروز در جزيرة گريت كالينت هستيم. در اين باره مايرو چنين توضيح مي‌دهد:" اينجا يكي از معدود نقاطي در جهان است كه شما مي‌توانيد رسوبات يخچالي را پيدا كنيد. البته رسوباتي كه اميدواريم بتوانيم سن آنها را معين كنيم." مناسب بودن اين منطقه به اين خاطر است كه رسوبات يخچالي زير لايه هاي سنگ هاي آتشفشاني قرار دارند. با استفاده از زيركن موجود در سنگ هاي آذرين ، ما اميدواريم كه بتوانيم عصر يخبندان را به تله بياندازيم. اين كار مستلزم پيدا كردن لايه هاي خاكستر در ته و نزديك سنگ هاي يخچالي بود. اين كار مي توانست به همراهان من كمك كند تا نه تنها سن آن عصر يخبندان را مشخص كنند، بلكه بتوانند معين نمايند كه اين دوره چقدر طول كشيده است. ما از هم جدا شديم تا زيركن‌ها را شكار كنيم. من با مايرو و بورينگ بودم. ما از ميان چمنزار‌ها و تالاب ها رد شديم. از كنار لانه هاي پر از تخم مرغان دريايي گذشتيم تا به درختان صنوبر كوتاه رسيديم. اين تلاش ارزشش را داشت. همينطور كه چهار دست و پا از سنگ ها بالا مي رفتيم، مايرو دو لاية مناسب پيدا كرد. يكي از آنها 6 متر و ديگري 2/1 متربا رسوبات يخچالي فاصله داشتند. مايرو فرياد زد:" خداوندا! اينكه همه اش خاكستر است." بورينگ سنگ هايي را كه مي‌خواست انتخاب كرد، با چكش جدا نمود و سپس نمونه ها را به قايق برگردانديم. در نهايت اين نمونه ها را با هواپيما به آزمايشگاه بورينگ در ماساچوست فرستاديم. جايي كه او سن آنها را تعيين خواهد كرد و سعي مي كند مشخص نمايد كه آيا واقعا " زمين گلوله برفي" وجود داشته يا نه؟ 

دوره کواترنری

در سال 1829 میلادی یکی از استادان زمین شناسی موسوم به دانویه جدیدترین ته نشینهای تشکیل دهنده قشر فوقانی زمین را به نام زمینهای دوران چهارم خوانده است. ولی در تقسیمات اخیر از آن به نام دوره یادمی‌کنند.

مشخصات دوره کواترنری

این دوره بر خلاف دیگر دوره‌های زمین شناسی بسیار کوتاه و بیش از یک و نیم میلیون سال از عمر آن نمی‌گذرد. چون کوهزایی دوره کواترنری دنباله کوهزایی آلپ در پلیوسن است، بعضی از زمین شناسان آن را به نام پلیوکواترنر می‌نامند. از طرفی نظر به اینکه یخچالها در این دوره توسعه زیادی داشته‌اند، آن را دوره توسعه یخچالها نیز نامیده‌اند. در این دوره است که کوههای اروپای شمالی کانادا قسمت مهمی از آمریکای شمالی از یخ پوشیده بوده است.

پیدایش انسان

چون پیدایش انسان در دوره کواترنری گرفته است، برخی از زمین شناسان و دیرینه شناسان آن را دوره انسان یا دوره آنتروپوزوئیک نیز نامیده‌اند. از نقطه نظر دیرینه شناسی ، دوره کواترنری با توسعه فیلها ، شترها و دیگر پستانداران امروزی که در پلیوسن نیز وجود داشته‌اند مشخص می‌گردد. از نظر دیرینه شناسی ، دوره کواترنری را بر اساس فسیل انسانهای اولیه تقسیم بندی می‌نمایند.

برای مثال در روسیه مقیاس تقسیمات چینه شناسی این دوره بر اساس مطالعات انسان شناسی مبتنی بر دلایلی نظیر اندازه‌های مختلف قد و اعضاء بدن از بدو پیدایش تاکنون صورت می‌گیرد. بطور کلی دوره کواترنری با عقب نشینی دریا و پیدایش دوره‌ای یخچالی و همچنین پیدایش انسان آغاز می‌گردد.

تقسیمات دوره کواترنری

دوره کواترنری را اغلب به دو زیر دوره تقسیم می‌کنند:

*

پلیتوسن: که مطابق با دوره‌های قبل از یخبندان و دوره‌های یخبندان است.

*

هولوسن: که شامل دوره‌های بعد از یخبندان و از چند هزار سال تجاوز نمی‌کند.

حیات در کواترنری

در نواحی خارج از محیطهای یخچالی دوره کواترنری در دریاها دو گروه از موجودات تشخیص داده است. یکی موجودات مربوط به محیطهای گرم مانند گاستروپودها و دیگری موجوداتی که مربوط به محیطهای سرد هستند، مانند بعضی از لاملی برانکیاها. در این دوره یک دسته از موجودات به طرف شمال و دسته دیگر در دوره یخچالی به طرف جنوب کره زمین مهاجرت کرده‌اند. از جانوران خشکی مخصوص نواحی گرم می‌توان: فیلها ، رینوسرسها و ماستودونها را نام برد.

مهمترین موجودات اولین دوره بین یخچالی عبارتند از: الفاس‌انتی‌کاس و رینوسراس مرکی و بالاخره از موجودات خشکی نواحی سرد می‌توان فیل ماموت را نام برد. بطور کلی گیاهان کواترنر شبیه به گیاهان دوره نئوپن و گیاهان امروزه بودند. در موقعی که یخچالها توسعه یافته‌اند، گیاهان مشخص نواحی سرد مانند بید علفی توسعه یافته‌اند. بر عکس در مواقع سردی یخچالها گیاهان نواحی گرم مانند ماگنولیا در آمریکا دیده شده‌اند گیاهانی مانند شمشماد ، سرو خمره‌ای و مو در دوره بین یخچالی دیده شده‌اند.

 حرکات کوهزایی در کواترنری

کوهزایی در دوره نئون به بیشینه توسعه خود رسیده است. لذا در دوره کواترنری حرکات کوهزایی چندان اهمیت نداشته و چین خوردگی مهمی به وقوع نپیوسته است. مع هذا از این دوره جنبشهای خفیفی در کنار دریاها به موازات چین خوردگیهای دوره نئون مشاهده شده است.

پدیده‌های آتشفشانی کواترنری

با اینکه برخی از زمین شناسان عقیده دارند که پدیده‌های آتشفشانی در دوره کواترنری اهمیت چندانی ندارند، ولی در این دوره ، آتشفشانها فعالیتهای زیادی داشته و گدازه های فراوان از آنها باقی مانده است. یکی از مهمترین مراکز آتشفشانی دوره کواترنری آتشفشان ایسلند است که گدازه‌های بازالتی از آن به بیرون رانده شده است. پدیده‌های آتشفشانی در ناحیه شرقی بن در فرانسه نیز دیده شده است.

در اروپای مرکزی و جنوبی چندین آتشفشان متعلق به این دوره شناخته شده است، ولی هم اکنون کاملا خاموش هستند. در آمریکا فعالیتهای آتشفشانی دوره کواترنری در نواحی سیرا (Seerra) کوههای اورگان واشنگتن (آمریکای شمالی) دیده می‌شود. در ایران نیز فعالیتهای آتشفشانی کواترنری از جمله سهند و سبلان و تفتان گزارش شده‌اند.

جغرافیای دیرینه کواترنری

بطور کلی باید خاطر نشان کرد که گسترش و پیشروی یخچالها و تشکیلات مربوط به آنها با پیشروری و پسروی دریاها نسبت معکوس داشته است. یعنی هر وقت دریاها پیشروی داشته‌اند از وسعت یخچالها کاسته شده و هر گاه دریاها پسروی نموده‌اند پیشروی یخچالها و تشکیلات مربوط به آنها توسعه یافته‌اند.

تغییرات شدید و وسیع دبی آبهای حاصل از ذوب یخچالها موجب ایجاد پادگانه‌ای رودخانه شده و نوسان سطح آب دریا یعنی پیشروی و پسرویهای مقدار دریا نیز پادگانه‌های ساحلی را بوجود آورده است. تعداد پادگانه‌های دریایی کواترنری در مناطق مختلف متغیر بوده و بیشتر در شمال اروپا و یا نواحی مدیترانه شناسایی شده‌اند و سن مطلق آنها نیز محاسبه شده است

تریلوبیت‌ها Trilobita

تریلوبیت‌ها به وسیله پوشش و اسكلت سطح پشتی، قسمت‌های نرم خود را حفاظت می‌كردند، همانند دیگر بندپایان تریلوبیت‌ها به طور مكرر پوست‌اندازی می‌كرده‌اند. بنابراین بیشتر تریلوبیت‌های پیدا شده احتمالا اسكلت حاصل از پوست‌اندازی هستند تا بقایای اجساد آنها.

تریلوبیت‌ها گروهی از شاخه بندپایان(Arthropoda) هستند كه با داشتن بدنی بندبند و پوشش سخت خارجی، مشخصند. آنها موجوداتی دریایی بوده كه در انتهای پالئوزوئیك منقرض شده‌اند. و شاخص پالئوزوئیك محسوب می‌شوند.

تریلوبیت‌ها از پائین‌ترین قسمت كامبرین ظاهر شده و در حدود ۱۳۰۰ جنس از آنها توصیف شده‌اند. آنها از بندپایان قدیمی بسیار ساده بوده‌اند كه تفاوت آنها با بندپایان دیگر در دست و پا و دگردیسی اولیه بوده است.

طول بدن ۱۰-۲ سانتیمتر و به ندرت تا ۷۵ سانتیمتر می‌رسیده است. چون بدن از طول و عرض به سه قسمت تقسیم شده است، آنها را تریلوبیت می‌گویند.

اسكلت آنها،خارجی و از جنس فسفات كلسیم و كیتین و برخی موارد معدنی كه استحكام آن را زیاد می‌كند تشكیل شده است.

حدود خارجی اسكلت بیضوی یا تخم‌مرغی است و اسكلت خارجی ممكن است برجسته صاف، كمانی یا گرد و گلوله‌ای باشد.

تریلوبیت‌ها به وسیله پوشش و اسكلت سطح پشتی، قسمت‌های نرم خود را حفاظت می‌كردند، همانند دیگر بندپایان تریلوبیت‌ها به طور مكرر پوست‌اندازی می‌كرده‌اند. بنابراین بیشتر تریلوبیت‌های پیدا شده احتمالا اسكلت حاصل از پوست‌اندازی هستند تا بقایای اجساد آنها.

● شش و اسكلت پشتی، به سه ناحیه از جلو به عقب (در امتداد عرض) تقسیم شده است:

سفالون(Cephalon)یا سپر ناحیه سری، توراكس (Toraxss)یا سینه و پیژیدیوم (Pygidium)یا بخش دمی.

از نظر طولی نیز شامل: یك قسمت مركزی به نام لب محوری(Axial lobe) و دو بخش جانبی به نام پلورا(Pleural lobe) می‌باشند.

عناصر اسكلتی در سفالون و در پیژیدیوم به یكدیگر متصل شده و غیر قابل حركت هستند. فقط در ناحیه توراكس كه شامل ۲ تا ۴۰ قطعه مفصل شده به یكدیگر است، قطعات نسبت به یكدیگر حركت دارند. بنابراین تریلوبیت‌، می‌توانسته از سطح شكمی تا شود.

کرتاسه

توضيحات : آخرين دوره مزوزوئيک با تحولات عمده در ايران زمين همراه بوده است. عملکرد فاز کوهزايى کيميرين پسين، علاوه بر چين خوردگى و بالا آمدگى مناطيق مختلف، همراه با ماگمايى همزمان با کوهزايى (Syntectonic) و بعد از کوهزايى(est tectonic) ناهمسازى بين چينه هاى کرتاسه و ژوراسيک، تشکيل حوضه هاى رسوبى جديد شايان توجه دريا، فعاليتهاى آتش فشانى زيردريايى، تداوم و يا تشکيل پاره اى، حوضه هاى رسوبى ژرف با پوسته اقيانوسى (داراى رديفهاى افيولتى) در ارتباط با پديده کوهزايى اقيانوسى، همگى در ارتباط با جنبشهاى اين دوره زمين شناسى مى باشند. در مورد ماگمايى کرتاسه بطور کلى مى توان سه طبقه بندى زير را انجام داد: - سنگهاى ماگمايى که بطور کلى به کرتاسه نسبت داده شده اند. 2- سنگهاى ماگمايى کرتاسه زيرين. 3- سنگهاى ماگمايى کرتاسه بالايي. البته اين تقسيم بندى ها بر اساس مطالعات و شواهد ديرينه شناسى در مناطق گوناگون است بنابراين پا ره اى از سنگهاى ماگمايى کرتاسه (تفکيک نشده)، مى توانند معادل سنگهاى گروه (2) و يا احياناً گروه (3) و يا هر دو باشد. الف- سنگهاى ماگمايى کرتاسه (تفکيک نشده) اين سنگها شامل انواع آتش فشانى، نفوذى و يا مجموعه هاى افيوليتى است. البته گاه سنگهاى ماگمايى دگرگونه نيز به کرتاسه نسبت داده شده اند. سنگهاى خروجى شامل سنگهاى آتش فشانى- رسوبى و بازيک مناطق قائن و ميناب، سنگهاى آندزيتى بازالتى آمل و ساوه، آندزيتى و توف منطقه مهاباد، بازالتى منطقه اردبيل، اسپيليتى منطقه نيک شهر و پاره اى از سنگهاى آتش فشانى (بطورکلى) منطقه گلپايگان است. سنگهاى نفوذى شامل توده هاى گرانيتى همزمان با تکتونيک منطقه تکاب (توده محمودآباد) وتوده هاى گابرويى مناطق قائن، نيک شهر و غيره است. مجموعه هاى افيولتى به صورت آميزه رنگين يا آميزه افيوليتى در مناطق انارک، نيريز و نيک شهر مشاهده مى شوند که معمولاً علاوه بر سنگهاى اولترامافيکى، سنگهاى مافيک گابرو- ديابازى و اسپيليتى (بصورت گدازه هاى بالشى يا مواد آذرآوارى) وجود دارند. همراه با اين مجموعه هاى افيوليتى پاره اى از رديفهاى سنگى متابازيتى به همراه ديگر سنگهاى دگرگونه نيز موجوداند. ب- سنگهاى ماگمايى کرتاسه زيرين بعد از چين خوردگى و بالا آمدگى عمومى، طى فازهاى فرسايشى بعدى پاره اى از ارتفاعات، فرسوده شده و دريا بر روى سرزمين هاى مزبور پيشروى مى کند. در اين شرايط در کرتاسه زيرين، عمدتاً محيطهاى رسوبى دريايى کم ژرفا يا پلاتفر مى حاکم مى شود که در آن ته نشستهاى قرمزرنگ قاره اى (کنگلومرا، ماسه سنگ و دولوميت) تا دريايى کم ژرفا (ته نشستهاى کربناته اوربيتولين دار) نهشته مى شوند. البته در همين زمان در پاره اى از نقاط مانند بخشى از ايران مرکزى (شيلهاى بيابانک) و يا مناطقى از زون سنندج- سيرجان (مانند اسليت هاى اراک و غيره) و يا احياناً باريکه هاى اقيانوسى (زون هاى افيوليتى)، رديفهاى متفاوتى در حوضه هاى رسوبى نهشته مى شوند. سنگهاى ماگمايى کرتاسه زيرين، عمدتاً بصورت فعاليتهاى آتش فشانى بعد از کوهزايى بوده و اساساً شامل سنگهاى بازيک آلکالن مى باشند. سنگهاى بازالتى اين زمان (مناطق قائن، خارتوران، تهران، قزوين، رشت، اروميه، سنندج و غيره) گاه همراه بامواد آذرآوارى (مناطق آمل و سارى) ملا حظه مى شوند. علاوه بر بازالت، گاه مواد آتش فشانى با ترکيب ميانه، از جمله آتدزيتى- تراکى آندزيتى (منطقه سنندج)، بازالتى- آندزيتى (منطقه خوى)، آندزيتى (منطقه انار) و آندزيتى همراه با توف (مناطق اقليد و نائين) نيز وجود دارند. ج- سنگهاى ماگمايى کرتاسه بالايى تحولات عمده در پوسته ايران زمين و انشقاق بخشهايى از آن، موجب بروز باريکه هاى اقيانوسى با پوسته ويژه خويش و تشکيل حوضه هاى رسوبى ژرف با ته نشستهاى پلاژيک و نسبتاً ژرف (آهکهاى پلاژيک، راديولاريت و چرت) همراه با فعاليتهاى آتش فشانى زيردريايى (گدازه هاى بالشى، سنگهاى هيالوکلاستک يا شيشه آوارى و غيره) و در بخش هايى رسوبات ضخيم تيپ فليش ميگردد. ماهيت ماگماتيسم به جز در پاره اى از سنگهاى اولتراما فيکى (دونيتى، هارزبورژيتى و ديگر سنگهاى پريدوتيتى) و مافيکى نفوذى (گابرويى، ديايازى) عمدتاً بصورت گستره هاى آتش فشانى اساساً بازيک تا گاه متمايل به ميانه از جمله سنگهاى بازالتى- اسپيليتى است. تأثيرات دگرسانى ها و پديده هاى دگرگونى بر اين مجموعه، موجب بروز پاراژنز ثانوى مى گردد و سنگهاى ماگمايى دگرگونه و يا دگرسان شده (سرپانتينيت ها، آمفيبوليت، آمفيبول شيست و غيره) تشکيل مى يابند. بسته شدن با ريکه هاى ژرف رسوبى و جوش خوردگى مجدد ليتوسفر قاره اى موجب بهم خوردگى تکتونيکى رديف افيوليتى گرديده است که نتيجه آن ظهور آميزه هاى رنگين با افيوليتى در محل جوش خوردگى(Suture zone)است. با توجه به اين مطالب مهمترين سنگهاى ماگمايى کرتاسه بالايى را مى توان، همين آميزه هاى افيوليتى در نظر گرفت که خود از سنگهاى گوناگون آذرين يعنى توده هاى اولترامافيکى، توده هاى گابروئى، دايکيهاى ديابازى و در مواردى سنگهاى فلسيک نفوذى (توناليتى، پلاژيوگرانيت)، سنگهاى گدازه اى و آذرآوارى بازالتى- اسپليتى و غيره تشکيل شده است. ماهيت ماگماتيسم بازالتى وابسته به اين رديف افيوليتى اساساً از نوع تولئيتى است. آميزه هاى افيوليتى و سنگهاى وابسته، در امتداد شکستگيهاى بزرگ ايران زمين برونزد دارند و در ايران مرکزى در محدودۀ مناطق سبزوار، کاشمر، نائين، آبا ده، يزد، در شرق ايران در مناطق بيرجند، درياچه هامون، نايبندان، اله آباد، بم، خاش و در نواحى شمالى باخترى ايران در مناطق اروميه، خوى و سرو ملاحظه مى گردند. در ساير محدوده ها، ديگر سنگهاى آتش فشانى منجمله آندزيتى و گاه آندزيتى بازالتى همراه با مواد آذرآوارى در مناطق تکاب، سنندج، نيريز و آب سرد وجود دارند. سنگهاى آتش فشانى- رسوبى نيز در محدودۀ مناطق بندرانزلى، آمل، خارتوران و شاهرخت تشکيل شد ه اند. در منطقه اهر (آذربايجان) نيز سنگهاى گوناگون آتش فشانى اين زمان (اسيدى و بازيک) گزارش شده است. بنظر مى رسد پاره اى از توده هاى پلوتونيک گرانيتوئيدى اواخر کرتاسه در ارتباط با فاز کوهزايى لارآمين، درون پوسته ايران زمين جايگزين شده باشند احتمالاً عمدۀ اين توده هاى ماگمايى ناشى از ذوب پوسته سياليک هستند در زون سنندج- سيرجان باتوليتهاى گرانيتى- گرانوديوريتى در مناطق خرم آباد، همدان، بروجرد، شازند اراک تظاهر دارند. سنگهاى گرانيتوئيدى همدان داراى گسترشى حدود 40 کيلومتر و عرضى حدود 10 کيلومتر است که از همدان تا تويسرکان ادامه دارد. اين توده داراى تنوع سنگ شناسى است، ولى از نقطه نظر ژئوشيميايى و کانى شناسى تفاوت چندانى ندارند. در اطراف ملاير، حوالى شهرک سامن نيز توده هاى گرانوديوريتى و گرانيتى يونس وجود دارند که هاله دگرگونى در اطراف خود ايجاد نموده اند. سن توده هاى نفوذى منطقه همدان- بروجرد حدود 70 ميليون سال است که مربوط به اواخر کرتاسه مى باشد. در جنوب شرقى ايران نيز توده هاى پلوتونيک منطقه جازموريان وجود دارند که شامل آلکالى گرانيت وگرانيتهاى هورنبلنددار است. در منطقه اخير علاوه بر سنگهاى گرانيتى، توده هاى گرانوديوريتى- ديوريتى نيز حضور دارند. ماهيت ژئوشيميايى سنگهاى مزبور، اساساً کالکوآلکالن و در مواردى آلکالن است. بعد از مقدمه فوق، اکنون اشاره تفصيلى به سنگهاى ماگمايى کرتاسه در زونهاى گوناگون ساختارى ايران زمين مى گردد.

  نام گذاري فسيل ها

توصيف موجودات زنده و يا فسيل از زمان Linne (لينه سوئدي) با يک سيستم نام گذاري دو گانه معمول شد. بدين معني که هر موجود زنده يا فسيل داراي دو نام است : اسم جنس و اسم گونه.Pachyteeichisma Caylicianensis Linne , 1798 (1 اسم جنس که حرف اول آن با حروف بزرگ نوشته مي شود.

2) اسم گونه که با حروف کوچک نوشته مي شود.

3) اسم کاشف و توصيف کننده آن.

4) سال کشف و انتشار نمونه.از زمان يونان باستان تا به امروز، بحث هاي مفصلي در مورد گونه وجود داشته که هنوز هم جريان دارد.

اما بطور خلاصه، Cuviere تعريفي را براي گونه ارائه داد که تقريبا در آن زمان به نظر همه رضايتبخش بود. به نظر او گونه عبارت است از : مجموعه اي از موجودات زنده که از يکديگر يا از والدين مشترک و يا از افرادي به وجود آمده اند که شباهتشان به آنها مثل شباهتي است که بين خودشان وجود دارد. در اين تعريف بيشتر بر خصيصه شباهت تاکيد شده است. کارهايي که در چند دهه اخير انجام شد به محققين اجازه داد تا به مفهوم واقعي گونه نزديک تر شوند. تعريف جديدي که از گونه توسط يکي از محققين ارائه شده چنين است :

1)گونه : عبارت است از توالي و تسلسل گروه هايي از جمعيت هاي طبيعي که افراد آن گروه ها بالفعل يا بالقوه قادر به توليد مثل با هم بودهع و از نظر زاد و ولد در شرايط امروزي از تمام گروههاي مشابه جدا هستند، يعني قابليت توليد مثل آنها را ندارد.در اين تعريف زيستي از گونه مفهوم توليد مثل بين افراد از تعريف Cuviere گرفته شده و نيز بر اين اصل تاکيد شده که گونه از جمعيت ها به وجود آده و يک واقعيت است (مصنوعي نيست) و ساخته و پرداخته تصور و تخيل دانشمندان نمي باشد. بطور کلي يک گونه داراي ويژگي هاي خاصي است : يک اجتماع توليد مثلي است – يک واحد نيتيکي است – يک واحد اوکولوژيکي است

.واحد رده بندي بزرگتر از گونه جنس : در حقيقت واقعيت طبيعي نودارد و اين واحد رده بندي کاملا قراردادي و مصنوعي است. تنها کار آن اين نيست که گونه هايي را که با هم قرابت و خويشاوندي آشکار دارند در يک دسته قرار دهد که اين امر مساله نام گذاري را آسان مي سازد. بدين ترتيب مشخص است که مسائل ذهني زيادي در تعيين حدود و تشخيص جنسها وارد مي شود. بديهي است وقتي که ذوق و ميل شخصي در تشخيص جنس، مبنا قرار گيرد تعداد جنس ها مرتبا زيادتر شده و در حد نهايت آن هر گونه براي خود جنسي پيدا مي کنند.

  کشف فسیل نرم‌تنان دریایی در کرمان

تاکنون فسیل‌شدن شامل حفظ‌شدگی قسمت‌های سخت جانوران دریایی از جمله استخوان، صدف و دندان‌ها در میان رسوبات بود ولی با کشف فسیل نرم‌تنان دریایی در مناطقی از کرمان انقلابی عظیم در دیرینه‌شناسی بوجود خواهد آمد.

در کرمان مناطقی وجود دارد که رسوبات در آن بسیار نرم است و در نتیجه حیواناتی که در زیر این‌گونه رسوبات مدفون شده‌اند بدلیل آنکه محیط برای رشد باکتری‌ها مناسب نبوده و اکسیده کننده نبوده، گندیدن لاشه‌ها متوقف شده و به مرور زمان تبدیل به سنگواره شده‌اند.

در این سنگواره‌ها علیرغم اکثر سنگواره‌های موجود در جهان (که فقط قسمت‌های سخت بدن محفوظ و برجای مانده) قسمت‌های نرم بدن حیوانات مثل گوشت، پوست، امعاء و احشاء نیز وجود دارد.

البته بدن یا تخم جانوران تنها در شرایط خاصی قابل تبدیل به فسیل هستند و در بین صمغ درختان نیز امکان دارد که جانوری با قسمت‌های نرم‌ به فسیل تبدیل شود، ولی در کرمان چنین شرایطی وجود ندارد.

برای اینكه قسمت‌های نرم بدن جانوران یا تخم آنها به فسیل تبدیل شود لازم است تا بقایای موجود مرده به سرعت در یک محیط حمایت کننده دفن گردد. این محیط برای رشد باکتری‌ها مناسب نبوده و اکسید کننده نیست، بدینگونه گندیدن لاشه متوقف شده یا به تأخیر می‌افتد و از دسترس نیز به دور می‌ماند.

سنگواره‌های یافت شده مربوط به انواع مختلف حیوانات مانند ماهی‌‌ها، هشت‌پایان، عروس‌های دریایی، کوسه‌ماهی‌ها و انواع حیوانات شناخته شده و ناشناخته‌ دیگر می‌باشند که مربوط به دوره کرتاسه فوقانی هستند. در منطقه فوق سنگواره انواع تخم‌های مربوط به حیوانات مختلف یافت شده‌اند که جنین درون آنها بخوبی محفوظ و قابل رؤیت است.

نكته بسیار مهم این است که علیرغم آنکه اکثر دانشمندان جهان بر این باورند که پیدایش اولین ماهی‌ها در دوره سیلورین بوده است. ولی در كرمان انواع سنگواره‌ها مربوط به حیوانات مختلف از جمله ماهی‌‌ها از دوره کامبرین یافت شده‌اند که آنها نیز قسمت‌های نرم بدن‌شان محفوظ مانده و کاملا قابل شناسایی می‌باشند.

در صورت شناخت صحیح این پدپده تحول بزرگی در علوم مربوط به زمین‌شناسی، دیرینه‌شناسی صنعت توریسم و علوم وابسته ایجاد خواهد شد. که خوشبختانه می‌توان گفت این پدیده در حال شناسایی باشد.

  مهاجرت آبزیان به خشکی

دیرینه شناسان آمریکایی با انتشار مقاله ای به یافته های جالب خود از فسیل های ۳۸۳ میلیون ساله قطبی به عنوان بخشی از حلقه مفقوده تکامل اشاره کرده اند. دانشمندان می گویند گونه خاصی از ماهی هایی که باله های لب دار داشته اند، در دوره زمین شناختی پالئوزوئیک از دریا خارج شدند و به جانوران زمینی تبدیل شدند.

دانشمندان می گویند فسیل های کشف شده در مناطق قطبی کانادا بیانگر بخشی از تاریخ تکامل جانداران و مهاجرت گونه های آبزی به خشکی است.

دیرینه شناسان آمریکایی با انتشار مقاله ای به یافته های جالب خود از فسیل های ۳۸۳ میلیون ساله قطبی به عنوان بخشی از حلقه مفقوده تکامل اشاره کرده اند.

دانشمندان می گویند گونه خاصی از ماهی هایی که باله های لب دار داشته اند، در دوره زمین شناختی پالئوزوئیک از دریا خارج شدند و به جانوران زمینی تبدیل شدند.

ولی آنها برای سال های متمادی به دنبال مدرکی بودند که تایید کننده تکامل ماهی های موسوم به پاندریکتیس به جانور زمینی موسوم به آکانتوستگا باشد.

پاندریکتیس در حدود ۳۸۵ میلیون سال پیش در دریا زندگی می کرده است و قدمت آکانتوستگا که قدیمی ترین گونه شناخته شده جانوران چهار پا است به حدود ۳۶۵ میلیون سال قبل بر می گردد.

● &#۰۳۹;حلقه مفقوده&#۰۳۹;

دو دیرینه شناس آمریکایی در سال ۱۹۹۹ برای کشف حلقه مفقوده تکامل به مناطق قطبی کانادا سفر کردند.

پروفسور نیل شوبین از دانشگاه شیکاگو و پروفسور ادوارد داشلر از اعضای آکادمی علوم طبیعی فیلادلفیا بالاخره در سال ۲۰۰۴ موفق شدند به سه فسیل مربوط به گونه ناشناخته ای که تیکتالیک روزئه نامیده شد، دست پیدا کنند.

دیرینه شناسان با اشاره به ساختار فسیل های قطبی می گویند این جانداران در آب های کم عمق زندگی می کرده است.

این فسیل ها در نانووات کانادا کشف شدند و طول بزرگترین آنها حدود ۳ متر است.

ساختار فیزیکی این جاندار تا حدودی مشابه ماهی است و دارای باله و ساختار اسکلتی ماهیان است.

در این حال، سر این جاندار مانند سر تمساح پهن است و چشم هایش نیز در قسمت بالای سرش قرار گرفته اند.

بر خلاف ماهیان، حد فاصل میان سر و تنه تیکتالیک روزئه به چیزی شبیه به گردن تبدیل شده است.

دیرینه شناسان می گویند نحوه قرار گرفتن چشم های این جاندار بیانگر زندگی آن در آب های کم عمق است.

دکتر اندرو میلنر که از اعضای موزه تاریخ طبیعی بریتانیا است می گوید سالم و یک تکه بودن فسیل های کشف شده در کانادا، به شناخت این جاندار کمک شایانی کرده است.

پروفسور جنیفر کلاک که از استادان دانشگاه کمبریج است نیز اهمیت این اکتشاف را با شناسایی فسیل آرکئوپتریکس برابر می داند.

آرکئوپتریکس ها پرندگانی بودند که به عنوان حد فاصل تکامل خزندگان به پرندگان شناخته شده اند.

  اولین دایناسورها

بررسی دیرینه شناسان نشان می دهد که اولین دایناسورها (Dinosaurs) حدود 230 میلیون سال پیش - که به دوران Triassic معروف است - در قسمتهایی از آرژانتین و برزیل کنونی بوجود آمده اند. در این میان از اولین گونه های دایناسورها می توان به Eoraptor ها که از کوچک ترین نوع گوشت خوار بودند اشاره کرد، طول این جانداران به حدود یک متر می رسید.

فسیل این نوع از دایناسورها برای اولین بار در سال 1991 در دره ای که روزگاری یک رودخانه پر آب از آنجا می گذشت در آرژانتین پیدا شد. این دره که امروزه Ischigualasto Basin نام دارد خشک می باشد.

همچنین تحقیقات دیرینه شناسان نشان می دهد که حدود 65 میلیون سال پیش نسل این جانداران غول پیکر از دنیا رفته است و به عقیده برخی تئوریسین ها انواع پرندگان امروزی از نوادگان برخی از انواع گوشتخوار دایناسورها می باشند. هر چند بسیاری دیگر معتقد هستند که این تئوری هنوز جای بحث بسیار دارد.

Stegosurus

استگوساروس دایناسوری از دوران ژوراسیک

اینکه دایناسورها در کدام قسمتهای کره زمین می زیستند سئوال پیچیده ای نیست، چرا که فسیل های این جانوران در تمامی قاره ها مشاهده شده اند. بخصوص اگر دقت کنیم که در آن دوران - 230 میلیون سال گذشته - قاره های کنونی به یکدیگر متصل بودند و طی 165 میلیون سال بتدریج از یکدیگر فاصله گرفته اند.

دورانی که دایناسورها در آن می زیستند دوران مسوزوئیک (Mesozoic) نامیده می شود که شامل سه دوره مختلف به نام های Triassic و Jurassic و Cretaceous نامیده می شود. سه دوره فوق الذکر بترتیب مربوط به 215، 150و 70 میلیون سال پیش بود است.

تمامی دایناسورها در تمام دوره هایی که از آنها یاد کردیم نمی زیستند، بعنوان نسل مثال گونه ای دایناسور ها بنام Stegosaurus که در دوران ژوراسیک می زیستند حدود 80 میلون سال پیش از شروع دوران Cretaceous از بین رفته است.

نامگذاری به ظاهر عجیب دایناسورها معمولا" از ترکیب دو کلمه لاتین یا یونانی صورت می گیرد که به محل یافتن فسیل، فیزک و نوع بدن، نحوه تغذیه و بسیاری موارد دیگر مربوط می شود. امروزه بیولوژیست ها دقیقا" از همین روش نامگذاری برای نامگذاری جانوران بیولوژیکی استفاده می کنند.

  انتشار گازهای سمی 'عامل' انقراض انبوه بوده است

مطالعه ای تازه که نتايج آن در نشريه "ژئولوژی" چاپ شده است می گويد بزرگترين انقراض موجودات در تاريخ زمين احتمالا ناشی از انتشار گازهای سمی آتشفشانی بوده است.

اين به اصطلاح "انقراض انبوه" که 250 ميليون سال قبل روی داد بيش از دو سوم خزندگان و گونه های مختلف دوزيستان را نابود کرد.

اما آن حادثه در عين حال فراهم آورنده زمينه مساعد برای پيدايش دايناسورها بود که برای 185 ميليون سال بعد بر زمين حکومت کردند.

شواهد تازه با مطالعه ملکول هايی که در صخره های تشکيل شده در دوران انقراض کشف شده، به دست آمده است.

ساير نظريه هايی که برای توضيح آن انقراض ارائه شده شامل برخورد يک سيارک به کره زمين و ديگری انتشار گسترده گاز متان از اعماق درياها می شود.

دانشمندان از قبل می دانستند که انقراض پايان دوره پِرميان (Permian يکی از دوره های زمين شناسی) با فوران های عمده آتشفشانی همزمان بود. آن فوران ها باعث به راه افتادن بزرگترين جريان گدازه ها در تاريخ زمين شد که پهنه های وسيعی از خشکی که اکنون سيبری است را پوشاند.

'بحران خاک'

 اکنون تحليل مجموعه منحصر به فردی از ملکول ها که در صخره های کوه های دولومايت در ايتاليا کشف شده، تاثير زيست محيطی آن فوران ها را روشن می کند.

اين ملکول ها بازمانده پليساکارايدها -متشکل از ملکول های شکر- که در نباتات و خاک به وفور پيدا می شود، هستند. با اين حال اين صخره ها بقايای رسوبات دريايی هستند.

تجزيه شيميايی صخره ها نشان داد که ملکول های شکر از خشکی ها نشات می گيرند که مويد اين نظريه است که فرسايش گسترده خاک آنها را شستشو داده و به درياها برده است.

نويسندگان اين مقاله در نشريه "ژئولوژی" معتقدند که گازهای آتشفشانی منتشره از آن فوران ها باعث تخليه لايه حفاظتی اوزون در جو زمين شده و خشکی ها و آب ها را اسيدی کرده و گياهان را از ميان برده است.

در نتيجه خاک سست و شسته شده و به اقيانوس های مجاور منتقل شده است.

وجود خاک در اقيانوس ها نور آفتاب را مسدود کرده و اکسيژن آب را تخليه کرده است. تجزيه و تحليل مواد شيميايی صخره ها دلالت بر آن دارد که در پی بروز به اصطلاح "بحران خاک" در خشکی ها، اکوسيستم دريايی زير فشارهای ناشی از تغييرات محيطی متلاشی شد.

حيات در اقيانوس ها زايل شد و يک فاجعه جهانی را تکميل کرد.

دکتر مارک سفتون از "کالج امپريال لندن" گفت: "علت انقراض پايان دوره پرميان به شدت جنجال آفرين بوده است. ما نشان داديم که اکوسيستم خشکی ها اول صدمه ديد."

او افزود: "ماهيت قاره ای آن رويداد دلالت می کند که ناشی از پديده ای در اتمسفر زمين بوده است. داده های منحصر به فرد شيميايی نشان می دهد که اتفاقی سريع و فاجعه بار در خشکی ها روی داد."

اين تحقيقات توسط تيمی بين المللی از بريتانيا، هلند و آمريکا انجام شده است.

Ali Fazeli = egeology.blogfa.com