● تاریخ زمین
تاریخ زمین در سنگهای پوسته آن ثبت شده است. این سنگها از زمان تشکیل زمین تا کنون در حال شکل گیری، فرسایش و شکل گیری مجددند. به محصول فرسایش رسوب می گویند. رسوب در لایه هایی به نام استراتا تجمع می کند. استراتا ها حاوی مدارکی می باشند که به زمین شناسان در شناخت گذشته زمین کمک می کنند. این مدارک حاوی ترکیب بندی استراتا، جهت رسوب استراتا و نوع فسیلهای موجود در استراتا می باشند.
کاوش های فضایی نیز فهم ما را از زمین تا حد زیادی افزایش داده اند. تلسکوپ فضایی هابل نقش ستاره ها را در اجرای فرایند سیاره سازی مشاهده کرده است. از اواسط سالهای ۱۹۹۰، دانشمندان ستاره های دیگری را که دارای سیاره می باشند کشف کرده اند. این اکتشافات به دانشمندان کمک می کند که تئوری های خود درباره تشکیل زمین را گسترش و پیشرفت دهند.
▪ سن زمین
دانشمندان فکر می کنند که احتمالا زمین همزمان با اجرام دیگر منظومه شمسی شکل گرفته است. آنها متوجه شده اند که سنگ های آسمانی کندریت، بازمانده هایی از تشکیل منظومه شمسی که دستخوش تغییر نشده اند، سنی معادل ۶/۴ بیلیون سال دارند. دانشمندان بر این باورند که زمین و دیگر سیارات نیز احتمالا چنین سنی دارند. آنها سن سنگها را با اندازه گیری مواد رادیواکتیو موجود در آنها مانند اورانیوم، تخمین می زنند. عناصر رادیواکتیو با یک سرعت و روال مشخص به عناصر دیگر تبدیل می شوند. برای مثال اورانیوم با از دست دادن تشعشع، به سرب تبدیل می شود. دانشمندان زمانی که برای این تبدیل لازم است را می دانند. آنها می توانند سن سنگ را با مقایسه نسبت اورانیوم به سرب تشخیص دهند.
▪ شکل گیری زمین
بیشتر دانشمندان بر این باورند که منشا منظومه شمسی یک لایه ابر نازک در فضا بوده است. خود خورشید نیز از همین ابر و قسمتی از آن که ضخیم تر از بقیه بوده است، به دنیا آمده. گرانش این ابر سبب انقباض آن و کشیده شدن ذرات و غبار به سمت مرکز آن شد. بیشتر این ابر در مرکز آن برای تشکیل خورشید جمع گردید اما حلقه بزرگی از مواد نیز در حال گردش دور آن باقی ماند. ذرات این حلقه با یکدیگر برخورد کرده و منجر به تشکیل اجرام بزرگتر شدند. این اجرام نیز به نوبه خود باهم برخورد کردند و سیارات منظومه شمسی را طی فرایندی با نام “رشد پیوسته” تشکیل دادند.
▪ پیشرفت های زمین
دانشمندان به این تئوری دست یافته اند که زمین در آغاز جرمی سنگی، بدون آب و احاطه شده با گ*از بوده است. مواد رادیواکتیو در سنگ ها و فشار افزاینده درون زمین گرمای لازم را برای ذوب شدن داخل آن فراهم نمودند. عناصر سنگین مانند آهن، فرو رفتند. سنگهای سیلیکات سبک نیز به سطح زمین آمده و پوسته اولیه آن را شکل داده اند. گرمای درون زمین باعث گردید که مواد شیمیایی دیگری از اعماق زمین به سطح آن برسند. بعضی از این مواد شیمیایی منجر به تشکیل آب شدند و بقیه گازهای جو زمین را به وجود آوردند.
در سال ۲۰۰۱، یک تیم بین المللی از دانشمندان، کشف کریستالهای زیرکن (zircon) با قدمت ۴/۴ بیلیون سال را اعلام کردند. زیرکن از عناصر زیرکنیوم، سیلیکون و اکسیژن ساخته شده، بسیار سخت است و در برابر عوامل فرسایش بسیار پایدار و با دوام است. با آنالیز شیمیایی زیرکن، دانشمندان تشخیص دادند که در زمان تشکیل کریستالها، در سطح زمین آب وجود داشته است. آنها نتیجه گرفتند که پوسته زمین و اقیانوسها ۲۰۰ میلیون سال پس از شکل گیری سیاره ایجاد شده اند.
ستاره شناسان معتقدند که خورشید در اوایل تشکیل زمین حدود ۳۰درصد ضعیف تر از امروز بوده است. قدیمی ترین سنگها گواه این امر می باشند که زمین به اندازه ای گرم بوده است که آب مایع در سطح آن وجود داشته. دانشمندان همچنین بر این باورند که اتمسفر زمین برای جذب گرما، ضخیم تر از زمان فعلی بوده است. طی میلیونها سال رفته رفته آب در قسمتهای گود پوسته زمین جمع شده و اقیانوسها را شکل داده است.
پس از دوره اصلی شکل گیری سیارات، بیشتر اجرام باقیمانده در منظومه شمسی به سمت سیارات تازه شکل گرفته متمایل شدند. برخوردهای پی در پی سیارات با این اجرام با انفجارهای زیادی همراه بود. همین برخوردها باعث ایجاد چاله های فراوان در سطح ماه، مریخ، ونوس و عطارد شده اند. زمین نیز در معرض این برخوردها قرار گرفته است اما چاله های به وجود آمده در اثر برخوردها، در طی مرور زمان و به واسطه فرسایش و صفحات تکتونیک از بین رفته اند. زمین شناسان معتقدند که قسمت زیادی از پوسته قاره ای در ۵/۳ بیلیون سال پیش شکل گرفته است. شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه صفحات تکتونیک از ۲ بیلیون سال پیش فعال شده اند.
بعضی از دانشمندان باور دارند که جو اولیه زمین شامل هیدروژن، هلیوم، متان و آمونیاک، شبیه به جو کنونی سیاره مشتری، بوده است. بعضی دیگر از دانشمندان معتقدند که جو اولیه حاوی مقادیر زیادی دی اکسید کربن، مانند جو فعلی ونوس، بوده است. چیزی که همه دانشمندان آن را باور دارند این است که در جو اولیه زمین مقدار نا چیزی اکسیژن وجود داشته است.
دانشمندان تشخیص داده اند که در حدود ۲ بیلیون سال پیش، تغییر شدیدی در جو زمین پدید آمده است. دلیل این ادعا این است که تشکیل نوعی خاص از سنگ آهن که در شرایط کمبود اکسیژن ایجاد می شود، در آن تاریخ متوقف شده است. در عوض مقادیر زیادی رسوب سنگ ماسه قرمز شروع به شکل گیری نمود. رنگ قرمز به دلیل واکنش آهن با اکسیژن و ایجاد اکسید آهن یا زنگ آهن ناشی می شود. وجود سنگ ماسه مدرکی برای وجود مقداری اکسیژن در جو زمین است. هوا در آن موقع قابل استنشاق نبود اما حدود ۱ درصد حاوی اکسیژن بود.
بیشتر اکسیژن فعلی موجود در هوا توسط گیاهان و ارگانیزم های میکروسکوپی تامین می شود. این ارگانیزم ها دی اکسید کربن هوا را استفاده کرده و در روندی به نام فتوسنتز اکسیژن تولید می کنند. به این صورت مقدار اکسیژن موجود در هوا افزایش پیدا نموده و با پیشرفت ارگانیزم های تولید کننده اکسیژن، این گ*از در هوا به حد وفور رسیده است.
▪ زندگی در زمین
سنگ های زیادی وجود دارند که دارای فسیل می باشند. فسیلهایی بیانگر تاریخ حیات در زمین. یک فسیل ممکن است ب*دن یک حیوان یا یک دندان و یا قسمتی از استخوان آن باشد. یا حتی می تواند اثر برجای مانده از یک گیاه بر روی سنگ، از زمانیکه آن سنگ رسوبی نرم بوده است، باشد. فسیلها به دانشمندان کمک می کنند تا آنها متوجه شوند که چه نوع جاندارانی در زمانهای گذشته بر روی زمین می زیسته اند.
خیلی از دانشمندان براین باورند که حیات در روی زمین به محض به وجود آمدن شرایط آن، پدید آمده است. مدارکی وجود دارند که در آنها مواد شیمیایی ساخته شده توسط موجودات زنده در ۸/۳ بیلیون سال پیش پیدا شده است. همچنین در استرالیا و کانادا فسیلهای بر جای مانده از جانواران میکروسکوپی که حدود ۵/۳ بیلیون سال پیش می زیسته اند کشف شده است.
در بیشتر تاریخ زمین، حیات تنها به شکل موجودات ریز تک سلولی بوده است. قدیمی ترین فسیلهای به دست آمده از موجوداتی که دارای چندین سلولند، مربوط به دوره پیش کامبریان در حدود ۶۰۰ میلیون سال پیش می باشند. بیشتر این موجودات با همه گونه های فعلی حیات تفاوت داشته اند.
ـ دوره اول زمین شناسی یا دوره پالئوزوئیک (Paleozoic)
از سنگ های کامبریان در حدود ۵۴۴ تا ۵۰۵ میلیون سال پیش، فسیلهای فراوانی به دست آمده است. به این افزایش چشمگیر گونه های زنده در زمین، انقلاب کامبریان می گویند و آن را آغاز دوره پالئوزوئیک می دانند. انقلاب کامبریان در واقع طی دهها میلیون سال به وقوع پیوست اما فسیلهای به دست آمده این انقلاب را به صورت ناگهانی نشان می دهند. قدیمی ترین انبوه فسیلها تنها مختص به چند نوع ارگانیزم می باشند. با گذشت صدها میلیون سال، تنوع فسیلها افزایش تدریجی گونه های حیات را نشان می دهد.
بیشتر فسیلهای دوره پالئوزوئیک مربوط به جانوران بی مهره مانند مرجان ها، حلزون ها و خرچنگ ها می باشند. ماهی ها، نخستین جانوران مهره دار بر روی زمین، حدود ۴۵۰ میلیون سال پیش به عرصه پیوستند. نخستین گیاهان بزرگ در خشکی نیز ۴۴۰ میلیون سال پیش به وجود آمدند و دوزیستان ۳۸۰ میلیون سال پیش به دنیا آمدند.
فسیلهای به دست آمده پدیدار گشتن جنگلها و مرداب ها بر روی زمین در حدود ۳۰۰ میلیون سال پیش را به اثبات رسانده اند. امروزه توده های رسوبی زغال سنگ در ایالات متحده، کانادا، انگلستان و دیگر نقاط دنیا بازمانده همان جنگلها به شمار می روند. به دلیل این حجم فراوان رسوب زغال سنگ، به این دوره زمانی دوره زغال زایی می گویند.
اولین فسیلهای به دست آمده از خزندگان در دوره زغال زایی به وجود آمده اند. بر خلاف دوزیستان، خزندگان از ب*دن فلس دار که باعث حفظ رطوبت و جلوگیری از خشک شدن ب*دن می شوند، برخوردار و تخم گذار بودند. این خصوصیات به آنها کمک کرد تا بتوانند همه عمر خود را در خشکی و خارج از آب بگذرانند. در اواخر دوره پالئوزوئیک و در دوران پرمیان (Permian) فسیلهای خزندگان نشانه ها و خصوصیاتی از پستانداران را نیز در خود داشت.
چندین بار در تاریخ زمین انقراض های بزرگ گونه های حیاتی پدید آمده است. شدیدترین نوع این پدیده که انقراض پرمیان نام دارد حدود ۲۵۰میلیون سال پیش رخ داد. تقریبا ۹۰ درصد از گونه های حیاتی در مدت نسبتا کوتاهی منقرض شدند. دلیل این انقراض همچنان به صورت یک راز باقی مانده است. البته بعضی از دانشمندان گمان می کنند که ممکن است فوران های عظیم آتشفشانی در محل سیبری کنونی سبب تغییر آب و هوا و در نتیجه از بین رفتن ارگانیزم ها شود.
تاریخ زمین در سنگهای پوسته آن ثبت شده است. این سنگها از زمان تشکیل زمین تا کنون در حال شکل گیری، فرسایش و شکل گیری مجددند. به محصول فرسایش رسوب می گویند. رسوب در لایه هایی به نام استراتا تجمع می کند. استراتا ها حاوی مدارکی می باشند که به زمین شناسان در شناخت گذشته زمین کمک می کنند. این مدارک حاوی ترکیب بندی استراتا، جهت رسوب استراتا و نوع فسیلهای موجود در استراتا می باشند.
کاوش های فضایی نیز فهم ما را از زمین تا حد زیادی افزایش داده اند. تلسکوپ فضایی هابل نقش ستاره ها را در اجرای فرایند سیاره سازی مشاهده کرده است. از اواسط سالهای ۱۹۹۰، دانشمندان ستاره های دیگری را که دارای سیاره می باشند کشف کرده اند. این اکتشافات به دانشمندان کمک می کند که تئوری های خود درباره تشکیل زمین را گسترش و پیشرفت دهند.
▪ سن زمین
دانشمندان فکر می کنند که احتمالا زمین همزمان با اجرام دیگر منظومه شمسی شکل گرفته است. آنها متوجه شده اند که سنگ های آسمانی کندریت، بازمانده هایی از تشکیل منظومه شمسی که دستخوش تغییر نشده اند، سنی معادل ۶/۴ بیلیون سال دارند. دانشمندان بر این باورند که زمین و دیگر سیارات نیز احتمالا چنین سنی دارند. آنها سن سنگها را با اندازه گیری مواد رادیواکتیو موجود در آنها مانند اورانیوم، تخمین می زنند. عناصر رادیواکتیو با یک سرعت و روال مشخص به عناصر دیگر تبدیل می شوند. برای مثال اورانیوم با از دست دادن تشعشع، به سرب تبدیل می شود. دانشمندان زمانی که برای این تبدیل لازم است را می دانند. آنها می توانند سن سنگ را با مقایسه نسبت اورانیوم به سرب تشخیص دهند.
▪ شکل گیری زمین
بیشتر دانشمندان بر این باورند که منشا منظومه شمسی یک لایه ابر نازک در فضا بوده است. خود خورشید نیز از همین ابر و قسمتی از آن که ضخیم تر از بقیه بوده است، به دنیا آمده. گرانش این ابر سبب انقباض آن و کشیده شدن ذرات و غبار به سمت مرکز آن شد. بیشتر این ابر در مرکز آن برای تشکیل خورشید جمع گردید اما حلقه بزرگی از مواد نیز در حال گردش دور آن باقی ماند. ذرات این حلقه با یکدیگر برخورد کرده و منجر به تشکیل اجرام بزرگتر شدند. این اجرام نیز به نوبه خود باهم برخورد کردند و سیارات منظومه شمسی را طی فرایندی با نام “رشد پیوسته” تشکیل دادند.
▪ پیشرفت های زمین
دانشمندان به این تئوری دست یافته اند که زمین در آغاز جرمی سنگی، بدون آب و احاطه شده با گ*از بوده است. مواد رادیواکتیو در سنگ ها و فشار افزاینده درون زمین گرمای لازم را برای ذوب شدن داخل آن فراهم نمودند. عناصر سنگین مانند آهن، فرو رفتند. سنگهای سیلیکات سبک نیز به سطح زمین آمده و پوسته اولیه آن را شکل داده اند. گرمای درون زمین باعث گردید که مواد شیمیایی دیگری از اعماق زمین به سطح آن برسند. بعضی از این مواد شیمیایی منجر به تشکیل آب شدند و بقیه گازهای جو زمین را به وجود آوردند.
در سال ۲۰۰۱، یک تیم بین المللی از دانشمندان، کشف کریستالهای زیرکن (zircon) با قدمت ۴/۴ بیلیون سال را اعلام کردند. زیرکن از عناصر زیرکنیوم، سیلیکون و اکسیژن ساخته شده، بسیار سخت است و در برابر عوامل فرسایش بسیار پایدار و با دوام است. با آنالیز شیمیایی زیرکن، دانشمندان تشخیص دادند که در زمان تشکیل کریستالها، در سطح زمین آب وجود داشته است. آنها نتیجه گرفتند که پوسته زمین و اقیانوسها ۲۰۰ میلیون سال پس از شکل گیری سیاره ایجاد شده اند.
ستاره شناسان معتقدند که خورشید در اوایل تشکیل زمین حدود ۳۰درصد ضعیف تر از امروز بوده است. قدیمی ترین سنگها گواه این امر می باشند که زمین به اندازه ای گرم بوده است که آب مایع در سطح آن وجود داشته. دانشمندان همچنین بر این باورند که اتمسفر زمین برای جذب گرما، ضخیم تر از زمان فعلی بوده است. طی میلیونها سال رفته رفته آب در قسمتهای گود پوسته زمین جمع شده و اقیانوسها را شکل داده است.
پس از دوره اصلی شکل گیری سیارات، بیشتر اجرام باقیمانده در منظومه شمسی به سمت سیارات تازه شکل گرفته متمایل شدند. برخوردهای پی در پی سیارات با این اجرام با انفجارهای زیادی همراه بود. همین برخوردها باعث ایجاد چاله های فراوان در سطح ماه، مریخ، ونوس و عطارد شده اند. زمین نیز در معرض این برخوردها قرار گرفته است اما چاله های به وجود آمده در اثر برخوردها، در طی مرور زمان و به واسطه فرسایش و صفحات تکتونیک از بین رفته اند. زمین شناسان معتقدند که قسمت زیادی از پوسته قاره ای در ۵/۳ بیلیون سال پیش شکل گرفته است. شواهدی وجود دارد مبنی بر اینکه صفحات تکتونیک از ۲ بیلیون سال پیش فعال شده اند.
بعضی از دانشمندان باور دارند که جو اولیه زمین شامل هیدروژن، هلیوم، متان و آمونیاک، شبیه به جو کنونی سیاره مشتری، بوده است. بعضی دیگر از دانشمندان معتقدند که جو اولیه حاوی مقادیر زیادی دی اکسید کربن، مانند جو فعلی ونوس، بوده است. چیزی که همه دانشمندان آن را باور دارند این است که در جو اولیه زمین مقدار نا چیزی اکسیژن وجود داشته است.
دانشمندان تشخیص داده اند که در حدود ۲ بیلیون سال پیش، تغییر شدیدی در جو زمین پدید آمده است. دلیل این ادعا این است که تشکیل نوعی خاص از سنگ آهن که در شرایط کمبود اکسیژن ایجاد می شود، در آن تاریخ متوقف شده است. در عوض مقادیر زیادی رسوب سنگ ماسه قرمز شروع به شکل گیری نمود. رنگ قرمز به دلیل واکنش آهن با اکسیژن و ایجاد اکسید آهن یا زنگ آهن ناشی می شود. وجود سنگ ماسه مدرکی برای وجود مقداری اکسیژن در جو زمین است. هوا در آن موقع قابل استنشاق نبود اما حدود ۱ درصد حاوی اکسیژن بود.
بیشتر اکسیژن فعلی موجود در هوا توسط گیاهان و ارگانیزم های میکروسکوپی تامین می شود. این ارگانیزم ها دی اکسید کربن هوا را استفاده کرده و در روندی به نام فتوسنتز اکسیژن تولید می کنند. به این صورت مقدار اکسیژن موجود در هوا افزایش پیدا نموده و با پیشرفت ارگانیزم های تولید کننده اکسیژن، این گ*از در هوا به حد وفور رسیده است.
▪ زندگی در زمین
سنگ های زیادی وجود دارند که دارای فسیل می باشند. فسیلهایی بیانگر تاریخ حیات در زمین. یک فسیل ممکن است ب*دن یک حیوان یا یک دندان و یا قسمتی از استخوان آن باشد. یا حتی می تواند اثر برجای مانده از یک گیاه بر روی سنگ، از زمانیکه آن سنگ رسوبی نرم بوده است، باشد. فسیلها به دانشمندان کمک می کنند تا آنها متوجه شوند که چه نوع جاندارانی در زمانهای گذشته بر روی زمین می زیسته اند.
خیلی از دانشمندان براین باورند که حیات در روی زمین به محض به وجود آمدن شرایط آن، پدید آمده است. مدارکی وجود دارند که در آنها مواد شیمیایی ساخته شده توسط موجودات زنده در ۸/۳ بیلیون سال پیش پیدا شده است. همچنین در استرالیا و کانادا فسیلهای بر جای مانده از جانواران میکروسکوپی که حدود ۵/۳ بیلیون سال پیش می زیسته اند کشف شده است.
در بیشتر تاریخ زمین، حیات تنها به شکل موجودات ریز تک سلولی بوده است. قدیمی ترین فسیلهای به دست آمده از موجوداتی که دارای چندین سلولند، مربوط به دوره پیش کامبریان در حدود ۶۰۰ میلیون سال پیش می باشند. بیشتر این موجودات با همه گونه های فعلی حیات تفاوت داشته اند.
ـ دوره اول زمین شناسی یا دوره پالئوزوئیک (Paleozoic)
از سنگ های کامبریان در حدود ۵۴۴ تا ۵۰۵ میلیون سال پیش، فسیلهای فراوانی به دست آمده است. به این افزایش چشمگیر گونه های زنده در زمین، انقلاب کامبریان می گویند و آن را آغاز دوره پالئوزوئیک می دانند. انقلاب کامبریان در واقع طی دهها میلیون سال به وقوع پیوست اما فسیلهای به دست آمده این انقلاب را به صورت ناگهانی نشان می دهند. قدیمی ترین انبوه فسیلها تنها مختص به چند نوع ارگانیزم می باشند. با گذشت صدها میلیون سال، تنوع فسیلها افزایش تدریجی گونه های حیات را نشان می دهد.
بیشتر فسیلهای دوره پالئوزوئیک مربوط به جانوران بی مهره مانند مرجان ها، حلزون ها و خرچنگ ها می باشند. ماهی ها، نخستین جانوران مهره دار بر روی زمین، حدود ۴۵۰ میلیون سال پیش به عرصه پیوستند. نخستین گیاهان بزرگ در خشکی نیز ۴۴۰ میلیون سال پیش به وجود آمدند و دوزیستان ۳۸۰ میلیون سال پیش به دنیا آمدند.
فسیلهای به دست آمده پدیدار گشتن جنگلها و مرداب ها بر روی زمین در حدود ۳۰۰ میلیون سال پیش را به اثبات رسانده اند. امروزه توده های رسوبی زغال سنگ در ایالات متحده، کانادا، انگلستان و دیگر نقاط دنیا بازمانده همان جنگلها به شمار می روند. به دلیل این حجم فراوان رسوب زغال سنگ، به این دوره زمانی دوره زغال زایی می گویند.
اولین فسیلهای به دست آمده از خزندگان در دوره زغال زایی به وجود آمده اند. بر خلاف دوزیستان، خزندگان از ب*دن فلس دار که باعث حفظ رطوبت و جلوگیری از خشک شدن ب*دن می شوند، برخوردار و تخم گذار بودند. این خصوصیات به آنها کمک کرد تا بتوانند همه عمر خود را در خشکی و خارج از آب بگذرانند. در اواخر دوره پالئوزوئیک و در دوران پرمیان (Permian) فسیلهای خزندگان نشانه ها و خصوصیاتی از پستانداران را نیز در خود داشت.
چندین بار در تاریخ زمین انقراض های بزرگ گونه های حیاتی پدید آمده است. شدیدترین نوع این پدیده که انقراض پرمیان نام دارد حدود ۲۵۰میلیون سال پیش رخ داد. تقریبا ۹۰ درصد از گونه های حیاتی در مدت نسبتا کوتاهی منقرض شدند. دلیل این انقراض همچنان به صورت یک راز باقی مانده است. البته بعضی از دانشمندان گمان می کنند که ممکن است فوران های عظیم آتشفشانی در محل سیبری کنونی سبب تغییر آب و هوا و در نتیجه از بین رفتن ارگانیزم ها شود.
