تحقیق تاریخچه تخمین عمر زمین 18 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..DOC) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 18 صفحه

 قسمتی از متن word (..DOC) : 
 

‏عمر زمین
‏دید کلی
‏از روزی که انسان برای نخستین بار شروع به نوشتن افکار خود کرد، ‏پیوسته نگران موقعیت خود در عالم لایتناهی بوده است. لیکن تا سال 1788 و نوشته‌های «‏جیمز هاتن» ، مفهوم زمان تقریبا نامحدود ، تنها برای انسان دارای معنا بود و زمین ‏صرفا در یک چارچوب موقتی مورد نظر قرار می‌گرفت. در اندیشه انسان قرون وسطی ، زمین ‏از نظام بسته‌ای تشکیل می‌شد که از آغاز آن چندان وقتی نمی‌گذشت و عاقبت آن هم ‏چندان دور نبود.
‏تاریخچه تخمین عمر زمین
‏از آنجایی که ‏زمان ‏غیر قابل لمس است، تصور ابعاد زمان ‏نیاز به بصیرت ذهنی داشت که طبیعت ‌گرایان قرن هفدهم قادر به پذیرش آن نبودند، ‏بنابراین نگرش قرون وسطایی کوتاه بودن زمان دنیوی همچنان باقی ماند. محققین مسیحی ‏آن زمان بطور کلی می‌پنداشتند که سن زمین در حدود 6000 سال است، رقمی که بر اساس ‏قبول نوشته‌های باستانی عبرانی قرار است.
‏سیر تحولی و رشد
‏تخمین عمر زمین از مدتهای بسیار طولانی فکر دانشمندان را ‏به خود مشغول کرده بود. دانشمندان مختلف سعی داشتند با روشهای مختلفی سن ‏کره ‏زمین ‏را تخمین بزنند که از آن جمله می‌توان تخمین عمر زمین را بر اساس شوری آب ‏اقیانوسها و محاسبه میزان ‏رسوبگذاری ‏ذکر کرد. در سال 1897 ، فیزیکدان معروف «لرد کلوین» (Lord Kelvin) ‏قدمت و ‏عمر زمین را به این صورت تعریف نمود که زمین در ابتدا به حالت مذاب بوده و بعد سرد ‏شده است. وی همچنین اظهار نظریه‌هایی را بر اساس فرضیه‌هایی در مورد منشأ و مبدا ‏حرارت خورشید به عمل آورد و ادعا کرد زمین سنی در حدود 20 الی 40 میلیون سال ‏دارد.
‏در اوایل قرن بیستم ، «رادرفورد» (Ruther Ford) ‏و «هولمز» (Holmes) ‏در انگلیس و «بولتوود» (Boltwood) ‏در آمریکا دریافتند که ‏تجزیه عناصر ناپایدار جهت تولید ایزوتوپهای رادیوژنیک می‌توانند برای تعیین سن ‏کانیها ‏و سنگهای پوسته ‏کره زمین مورد استفاده قرار گیرند. ولی روشها و تکنیکهای تحلیلی در آن زمان آنقدر ‏دقیق نبود که بتواند مقدار ایزوتوپهای رادیوژنیک موجود در سنگها را تعیین نماید. در ‏نتیجه منحصرا بعد از سال 1950 که ‏اسپکترومتر (Spectrometer) ‏اختراع ‏گردید، تعیین سن سنگها به طریق ایزوتوپی معمول گردید از این مقاله سعی می‌شود تا ‏روشهایی را که از ابتدا برای برآورد عمر زمین مورد استفاده قرار گرفته، مورد بحث ‏قرار دهیم و در نهایت به روشی که امروزه استفاده می‌شود و دقیقتر است، اشاره کنیم.
‏تخمین عمر زمین بر اساس شوری آب اقیانوسها
‏در سال 1715 «ادموند هالی» (Edmond Halley) ‏، منجم انگلیسی ، این مطلب را پیش کشید که سن زمین را ‏می‌توان از روی مقدار شوری آب اقیانوسها محاسبه کرد. عملا نقشه این بود که مقدار ‏شوری آب دریاها را با دقت تمام محاسبه و سپس عمل را ده سال بعد تکرار کنند، با ‏محاسبه مقدار ازدیاد شوری آب در هر ده سال می‌توان زمان لازم برای تحصیل شوری آب ‏فعلی را از آبهای شیرین اولیه بدست آورد. اگر هم چنین آزمایشی انجام شده باشد، هیچ ‏ازدیادی در شوری آب اقیانوسها دیده نشد.
‏در اواخر قرن نوزدهم بعضی محققان با ‏تجدید نظر در روش فوق و با تجزیه شیمیایی آب رودخانه‌ها ، مقدار ‏سدیم ‏اضافه شده به ‏دریاها در هر سال توسط رودخانه‌های دنیا را محاسبه کردند. با دانستن حجم تقریبی آب ‏اقیانوسهای امروزی و فرض اینکه آب اقیانوسهای اولیه شیرین بوده است و میزان ازدیاد ‏سدیم توسط رودخانه‌های امروزی میانگینی برای تمام ‏زمان زمین شناسی ‏است، آنها زمان لازم برای ‏تحصیل غلظت سدیم و شوری امروزی را محاسبه کردند. سرانجام نتیجه‌گیری کردند که از ‏روز اولی که آب برای نخستین بار بر روی سطح زمین متراکم شد، 90 میلیون سال می‌گذرد. ‏امروزه ما می‌دانیم که تخمین هالی از سن اقیانوسهای زمین به مراتب کمتر سن واقعی ‏آنهاست. دلیل عمده آن هم این است که او تعویض سدیمی را که میان آب دریا و سنگهای ‏پوسته کره زمینی صورت می‌گیرد، بسیار ناچیز می‌پنداشت.
‏تخمین عمر زمین بر اساس میزان رسوبگذاری
‏هر که سنگهای رسوبی را مطالعه ‏کرده باشد، می‌داند که طبقه‌ای ضخیم از ‏ماسه سنگ ‏می‌تواند در عرض یک روز ته‌نشین ‏شود یا لایه نازک گل رسی که روی آن قرار می‌گیرد، ممکن است برای ته‌نشین شدن به 100 ‏سال زمان نیاز داشته باشد و سطح طبقه بندی میان آنها ممکن است نماینده مدت زمانی ‏بیش از مجموع آنها باشد. برای ضخامت معینی از طبقات رسوبی میانگینی برای میزان ‏رسوبگذاری وجود دارد. اگر تغییرات مهمی در شرایط محیط رسوبی رخ ندهد و ‏فرسایش ‏نیز ‏در امر رسوبگذاری وقفه ایجاد نکند، ضخامت طبقات کم و بیش متناسب با زمان سپری شده ‏خواهد بود.
‏زمین شناسان اواخر قرن نوزدهم تصور می‌کردند که می‌توانند در ‏صورت تخمین میزان ته‌نشست در محیطهای رسوبی امروزی ، زمان مشخص شده توسط واحدهای ‏سنگهای قدیمی مشابه را نیز معین کنند. آنها همچنین تصور می‌کردند که در صورت تعیین ‏ضخامت کل طبقات رسوب کرده در گذشته ، خواهند توانست کل زمان زمین شناسی طی شده را ‏تخمین بزنند.
‏تخمین عمر زمین بر اساس سرد شدن کره زمین
‏در بسیاری مناطق درجه حرارت ‏معادن عمیق ازدیاد محسوس و یکنواختی را بر حسب ازدیاد ‏عمق نشان می‌دهد. این افزایش ‏حرارت نشان می‌دهد که دما از درون گرم زمین به طرف قسمت سرد خارجی آن جریان دارد و ‏از ‏پوسته زمین ‏متصاعد می‌شود. این اتلاف گرما ‏قابل اندازه گیری است و منطق « کلوین » (Kelvin) ‏استدلال می‌کرد که اگر زمین با از ‏دست دادن حرارت ، تدریجا در حال خنک شدن است، پس در زمان گذشته می‌بایست گرمتر بوده ‏باشد. کلوین این پدیده را به صورت اتلاف حرارت از یک حالت مذاب اولیه در نظر گرفته ‏بود و با مطالعه میزان جریان حرارت امروزی نشان داد که از نظر زمان زمین شناسی ، ‏مسلما مدت زیادی از زمانی که زمین در حالت مذاب بوده، نگذشته است.
‏این زمان ‏ظاهری تبلور پوسته جامد زمین ، حداکثر قدرت ممکن را برای حیات ، آنگونه که ما ‏می‌شناسیم، مشخص کرد. عدم دسترسی به جزئیات مربوط به نقطه ذوب سنگها و هدایت گرما ‏تحت شرایط حرارت و فشار زیاد ، مانع ارزیابی دقیق زمان تبلور می‌شد، لکن مدت تعیین ‏شده بسیار کم بود. بر این اساس زمانی که کلوین بدست آورده بود، 100 میلیون سال بود.
‏مواد رادیواکتیو
‏بعضی از ‏مواد ‏معدنی ‏دارای خاصیت رادیواکتیو هستند، بدین معنی که از خود سه نوع اشعه خارج ‏می‌سازند. اشعه خارج شده یا دارای بار الکتریکی مثبت است، که در این صورت به نام ‏پرتو آلفا خوانده می‌شود و یا دارای بار اکتریکی منفی است که اشعه بتا خوانده ‏می‌شود. نوع سوم اشعه که نزدیک به ‏اشعه ‏ایکس ‏است، از نظر الکتریکی خنثی است و به نام اشعه گاما خوانده می‌شود. در اثر ‏صدور این ذرات ، به مرور جسم به مواد دیگر تبدیل می‌شود.
‏مدت زمانی را که ‏جهت نصف شدن اتمهای اولیه لازم است، به نام زمان ‏نیم ‏عمر ‏می‌خوانند. زمان نیم عمر اجسام مختلف ، متفاوت است و از چند ثانیه تا ‏چند میلیارد سال تغییر می‌کند. سنگهای تشکیل دهنده زمین معمولا حاوی یک یا چند ماده ‏رادیواکتیو نظیر ‏اورانیوم ‏، ‏رادیوم ‏، ‏توریوم ‏و ‏پتاسیم ‏و... هستند. با در دست داشتن سرعت تجزیه و اندازه گیری مقدار اولیه و ماده تبدیل ‏شده موجود در نمونه ، می‌توان زمانی را که از تجزیه نمونه می‌گذرد، بدست آورد و بر ‏اساس همین روش است که سن زمین تعیین شده است.
‏تخمین سن زمین بر اساس سنگهای آسمانی
‏قسمت اعظم و در ضمن قدیمیترین بخش ‏تاریخ زمین شناسی را بخش ‏پرکامبرین ‏تشکیل می‌دهد که معمولا از نظر ‏سنگ ‏شناسی ‏مشخص است و می‌توان سنگهای متعلق به آن را را تشخیص داد. آزمایشات مختلف ‏بر روی سنگهای این بخش ، اعداد متفاوتی را بدست داده که کمترین آنها 600 میلیون سال ‏و بیشترین آنها 3.5 میلیارد سال است. اگر تصور کنیم که پرکامبرین از 3.5 میلیارد ‏سال پیش شروع شده ، زمان تشکیل زمین مسلما از این عدد بیشتر است و بنابراین برای ‏تعیین سن زمین از عوامل دیگر نیز بایستی کمک گرفت.
‏یکی از این عوامل ، ‏سنگهای ‏آسمانی ‏است. از آنجا که مطابق تمام نظریات موجود ، تشکیل زمین و سایر سیارات ‏منظومه شمسی همزمان بوده است، با تعیین سن این سنگها می‌توان سن واقعی زمین را بدست ‏آورد. حداکثر سنی که تا به حال برای سنگهای آسمانی بدست آمده 4،6 میلیارد سال بوده ‏است. یکی دیگر از عواملی که به تعیین سن زمین کمک می‌کند، نمونه‌هایی است که از ماه ‏گرفته شده و بر اساس تجزیه نمونه‌های مذبور عددی نظیر عدد فوق برای آنها حاصل شده ‏است. بدین ترتیب می‌توان عدد 4،6 میلیارد سال را برای سن زمین در نظر گرفت.
‏نابودی زمین
‏مقدمه
‏عواملی وجود دارند که ممکن است در آینده باعث نابودی و یا تغییر در ‏شرایط اقلیمی و از بین رفتن حیات در ‏کره ‏زمین ‏شوند. بعضی از این عوامل که زائیده دست بشر است تا گذشته‌های ‌خیلی نزدیک ‏اهمیت چندانی نداشت ولی امروزه نمی‌توان از آنها چشم پوشی کرد ، مثلا قطعه درختان ‏جنگلی و افزایش ‏دی‌اکسید ‏کربن ‏اتمسفر و سوراخ شدن ‏لایه ازن. ‏عوامل دیگری نیز وجود دارند که ‏آدمی نمی‌تواند آنها را کنترل کند و این عوامل طبیعی ممکن است که در آینده باعث ‏نابودی کره زمین شوند. در این مقاله سعی می‌شود تا حدودی به شرح این عوامل ‏بپردازد.
‏شکار بی رویه حیوانات ممکن است که باعث نابودی آنها شود مثلا شکار ‏ماموتها‌ توسط انسان با از بین رفتن نسل این حیوان شده است و امروزه فقط اجساد ‏باقیمانده این جانور عظیم الجثه را در میان یخهای سیبری می‌توان پیدا کرد. از میان ‏دیگر قربانیها به پرنده قطبی اوک (Auk) ‏باید اشاره کرد که طی 150 سال اخیر شکار ‏گردیده و کلا نابود شده است و روند شکار پارهای ‌جانوران دیگر نیز بسیار خطرناک و ‏هشدار دهنده است. قطعه درختان جنگلی ، پاکسازی بیشه را رها و گسترش کشتزارها و ‏توسعه روز افزون شهرها را نیز باید از جمله عوامل دانش و گریزاندن جانوران از ‏دادگاه خویش به شمار آورد.
‏آلودگی محیط زیست
‏مساله آلودگی محیط نیز بسیار جدی و سه طور فزآیندهای ‏‌خطرناک و هشدار دهنده است. مقدار دی‌اکسید کربن موجود در جو زمین هماهنگ با پیشرفت ‏صنایع به شدت رو به فزونی است و ارائه آن زیانها‌ی جبران ناپذیری به همراه خواهد ‏داشت. بیشتر افزایش دی‌اکسید کربن در جو ناهید موجب گردیده تا دمای سطحی سیاره ‏مزبور به حدود 540 درجه سانتی گراد بالا رود و ان را به جهنمی سوزان مبدل سازد. ‏پاره‌های ‌فعالیتها‌ی صنعتی نوین موجب می‌گردد که میزان دی‌اکسید کربن کره مسکونی ‏ما نیز فزونی یابد و دگرگونی خطرناکی را در اقلیم زمین باعث گردد. کشور آمریکا ‏بزرگترین کشور آلوده کننده زمین می‌باشد که به تنهایی در حدود 40 در صد از دی‌اکسید ‏کربنی که وارد جو زمین می‌شود را تولید می‌کند.
‏جنگ اتمی
‏تهدید کننده‌ترین خطرات ، احتمال وقوع جنگ جهانی و کاربرد ‏سلاحهای اتمی است. تاثیر جنگ افزارهای اتمی و عدم کنترل صحیح ‏مواد رادیواکتیو ‏نه تنها به نابودی انسان و ‏دیگر موجودات کنونی زمین می‌انجامد بلکه امکان تجدید حیات از سیاره خاکی را نیز ‏برای همیشه از بین خواهد برد.
‏تاثیر خورشید
‏به جز موارد قبلی که زائیده دست انسان است، رویدادهای دیگری ‏نیز وجود دارد که از توان کنترل آدمی به دور است. حیات زمین کاملا به ‏خورشید ‏وابسته است و هر گونه تغییری درباره آن ولو خیلی ناچیز هم که باشد به ضایعات ‏مرگباری مبدل می‌گردد و اثرات ، مطلوبی به جای می‌گذارد. آب و هوای زمین طی ‏عصر یخبندان ‏کوچک یعنی حدود قرن هفدهم ‏میلادی بطور کاملا محسوس سردتر از امروزه بوده است. بین سالهای 1850 تا 1940 دوره ‏نسبتا گرمی جایگزین آن گردید، اما این که دوره سرد احتمالا یخبندان بعدی کی آغاز ‏خواهد شد، معلوم نیست و هیچگونه شواهدی دال بر این که شرایط معتدل کنونی تا چه زمان ‏به درازا خواهد کشید در دست نداریم.
‏گذشته‌ها‌ نشان داده که دورهها‌ی میان ‏دو یخبندان گاه به بیش از ده هزار سال به درازا کشیده است ولی در هر صورت مسلم این ‏است که دوره یخبندان دیگری در پیش خواهیم داشت. بدون تردید انسان با اتکا به نیروی ‏تفکر و اندیشه که از ویژگیهای او به شمار می‌آید از این مهلکه جان سالم به در خواهد ‏برد، ولی در عین حال باید گفت که این مبارزه به قیمت کاهش جمعیت جهان تمام خواهد ‏شد.
‏برخورد سنگهای آسمانی
‏خطر ناشی از برخورد ‏سنگهای آسمانی ‏با زمین را نیز نباید از قطر ‏دور داشت گرچه تصادف سنگهای آسمانی به نابودی زمین نخواهد انجامید ، اما ‏دگرگونیهایی را در شرایط اقلیمی زمین موجب خواهد شد، سرنوشت دایناسورها می‌تواند ‏گواهی بر این ادعا باشد. گفته می‌شود که دایناسورها در اثر برخورد سنگ آسمانی بسیار ‏عظیمی منقرض شده‌اند. سنگهای آسمانی که به زمین برخورد می‌کنند در بدو ‏پیدایش زمین ‏بسیار زیاد بوده است و رفته ‏رفته از تعداد آنها و نیز اندازه آنها کاسته شده است. همچنین این سنگها وقتی به جو ‏زمین برخورد می‌کنند در اثر اصطکاک سوخته می‌شوند و اندازه آنها بسیار کوچک می‌شود ‏و حتی ممکن است به صورت گرد و غبار در آیند و به زمین نرسند.
‏واژگونی قطبها‌ی مغناطیسی زمین
‏واژگونی قطبها‌ی مغناطیسی زمین نیز ضایعه ‏ساز خطرناکی به شمار می‌آید. این دگرگونی در زمانی آغاز خواهد شد که اثرات فعلی ‏میدان مغناطیسی زمین متوقف شود در خاصیت ‏مگنتوسفر (Magnetosphere) ‏که نقش سیر محافظ ‏زمین را به عهده دارد زایل شود و راه را بر روی ‏پرتوهای کیهانی ‏بگشاید و صحنه حیات بخش زمین ‏را میدان تاخت و تاز اشعه مرگبار کیهانی قرار دهد. دانشمندان اثبات کرده‌اند که ‏هسته داخلی زمین که جامد است در حال بزرگ شدن است یعنی به اندازه آن افزوده می‌شود ‏و از اندازه هسته خارجی مایع کاسته می‌شود. در اثر بزرگ شدن هسته جامد زمانی می‌رسد ‏که دیگر هسته مایعی وجود نخواهد داشت و در این هنگام مغناطیس زمین بکلی از بین ‏خواهد رفت. زیرا همانگونه که می‌دانیم هسته خارجی و داخلی به عنوان یک دینام عمل ‏می‌کنند و باعث ایجاد ‏میدان ‏مغناطیسی زمین ‏می‌شوند.
‏وقتی که خورشید بمیرد ...
‏در قانون طبیعت عمر ابدی مفهومی ندارد و طبیعتا ‏برای خورشید هم استثنا قائل نخواهد شد. ‏هیدروژن ‏کره گرم و حیاتبخش خورشید نیز سرانجام روزی به پایان خواهد رسید و دگرگونیهایی در ‏ساختار آن پدید خواهد آمد. توده مرکزی آن جمع و گداخته می‌گردد و توده‌ها‌ی سطحی ‏باد کرده و متورم و سرد می‌شود و خورشید ما را به ‏ستاره سرخ ‏عظیمی مبدل می‌سازد.
‏این ‏فعل انفعالات بازده حرارتی خورشید را برای مدتی لااقل صد بار بیشتر از بازده حرارتی ‏امروزی بالا خواهد برد و حتی اگر کره زمین جان سالم به در برد، خصیصه حیاتی آن برای ‏ابد از میان خواهد رفت. طی این تحولات اقیانوسها‌ به جوش آمده و آب آنها ‏تبخیر ‏خواهد شد. ‏جو آن که نسبت به وضع فعلی به شدت دگرگون گردیده است پراکنده می‌گردد و دنیای ‏پرتلاش و امیدوار کننده انسان را به دیار خاموشان مبدل می‌سازد.
‏پایان عمر زمین چه زمانی است؟