جيولوجيا
Geology
Geology
كلمة معرَّبة مكونة من مقطعين يونانيين هما «جيو Geo» وتعنى الأرض، و«لوجيا» من Logos بمعنى علم، فكلمة جيولوجيا تعنى علم الأرض. وتضم الأفرع الكلاسيكية لعلم الجيولوجيا أربع مجاميع من العلوم الاختصاصية، تعالج كل مجموعة منها جانباً خاصاً من الأرض: علوم خاصة بمكونات القشرة الأرضية هي علم البلورات Crystallography وعلم المعادن Mineralogy وعلم الصخور Petrology وعلم الجيوكيمياء Geochemistry. وعلوم تختص بدراسة التراكيب الجيولوجية، وهي: الجيولوجيا البنائية Structural geology، وعلم الحركات الأرضية (جيوتكتونيك) Geotectonics. وهناك علوم خاصة بتاريخ تطور القشرة الأرضية، هي: علم الحفريات Paleontology، وعلم الطبقات (استراتجرافيا) Stratigraphy، وعلم البيئة القديمة Paleoecology، وعلم الجغرافيا القديمة Paleogeography، والجيولوجيا التاريخية Historical geology. وتختص المجموعة الرابعة من الأفرع الكلاسيكية لعلم الجيولوجيا بدراسة تضاريس سطح الأرض، وتشمل علم الجيومورفولوجيا Geomorphology، وعلم المساحة Surveying، والجيولوجيا الفيزيائية Physical geology.
بعد التطور الكبير في العلوم عامة، وفي الجيولوجيا بفروعها الكلاسيكية، ظهرت مجموعة من العلوم الجيولوجية التطبيقية، تعتمد على الأسس النظرية لفروع الجيولوجيا الكلاسيكية، وجيولوجيا النفط Petroleum geology، وجيولوجيا المياه Hydrogeology، وجيولوجيا المناجم Mining geology، والجيولوجيا الهندسية Engineering geology، وعلم الزلازل Seismology، وعلم البراكين Volcanology، وعلم المحيطات Oceanography، وجيولوجيا البحار Marine geology، وعلم المناخ Climatology، وعلم التربة Pedology، والجيولوجيا الكونية Cosmic geology، وعلم الكواكب Planetology، وعلم الفك Astronomy، وجيولوجيا الفضاء Space geology، والاستشعار من البعد Remote sensing، والجيولوجيا البيئية Environmental geology، والجيولوجيا الشرعية Forensic geology، والجيولوجيا الطبية Medical geology.
الجيولوجيا عند العرب:
كانت جماعة إخوان الصفا (941 ـ 982 م)، في البصرة أول جمعية علمية معروفة في التاريخ، وكانوا رواداً في إشارتهم إلى السطح التحااتي erosional surface فهم الذين أطلقوا عليه اسم «صفصف»، ونسبت هذه الفكرة بعد ذلك بعدة قرون إلى العالم الأمريكي دافيز (Davis 1909م). وقد تناول إخوان الصفا في رسائلهم ظاهرة تطور البحيرات وعمليات النقل بفعل عوامل الرياح والأنهار، وتطرقوا إلى التجوية وعواملها ومما جاء في رسائلهم «الأودية والأنهار كلها تجرى من الجبال والتلال وتمر في مسيلها وجريانها نحو البحار والآجام والغدران» وجاء أيضاً في رسائلهم أن «الجبال من شدة إشراق الشمس والقمر والكواكب عليها بطول الزمن والدهور تنشف رطوبتها وتزداد جفافاً ويبساً وتتقطع وتتكسر وتصير أحجاراً أو صخوراً أو حصى ورمالاً ثم إن الأمطار والسيول تحط تلك الصخور والرمال إلى بطون الأودية والأنهار، ويحمل ذلك شدة جريانها إلى البحار والغدران والأجسام. ومن أهم إنجازات جماعة إخوان الصفا ما جاء في رسالتهم التاسعة عشرة بشأن أنواع الجبال، ففي هذه الرسالة أول تقسيم للجبال بحسب تكوينها الصخرى، وقد كان لهذا الاتجاه في تقسيم الجبال أهمية كبرى في تحديد مجرى الفكر الجيولوجي في القرن الثامن عشر في أوروبا.
الجيولوجيا في العصر الحديث:
ابتدأ التفكير الجدّي في المسائل الجيولوجية في منتصف القرن السابع عشر حينما قدم الطبيب الدانمركي الذي كان يعيش في مدينة فلورنسا في إيطاليا نيقولا ستينو Nicolaus Steno (1638 ـ 1686 م) أفكاره فيما يتعلق بالجبال وتكونها، وكان هذا العالم يعتبر أن هناك ثلاثة أنواع من الجبال هي الجبال البركانية والجبال المتكونة عن عوامل التعرية والجبال التي تكونت نتيجة لحركات رفع وانهيار للطبقات الأرضية أي الجبال التي تكونت نتيجة للتصدع.
أما العالم الإيطالي جيوفاني أردوينو Giovanni Arduino (1714 ـ 1795 م) فكان يقسم الجبال إلى ثلاثة مجاميع، والصخور المكونة للأرض إلى أربعة أنواع بما فيها المجاميع الثلاثة من الجبال، وكان أردوينو يميز الجبال بحسب الصخور التي تكونها وتعتبر النتائج التي توصل إليها أردوينوهي الأساس في التسمية المستعملة حتى الآن عند بعض الجيولوجيين في تقسيم الزمن الجيولوجي إلى الحق الأول Primary Era والحقب الثاني Secondary Era والحقب الثالث Tertiary Era والحقب الرابع Quaternary Era. وتعتبر دراسات أردوينو نقطة انتقال مهمة في تطوير علم الجيولوجيا.
أما العالم الإيطالي جيوفاني أردوينو Giovanni Arduino (1714 ـ 1795 م) فكان يقسم الجبال إلى ثلاثة مجاميع، والصخور المكونة للأرض إلى أربعة أنواع بما فيها المجاميع الثلاثة من الجبال، وكان أردوينو يميز الجبال بحسب الصخور التي تكونها وتعتبر النتائج التي توصل إليها أردوينوهي الأساس في التسمية المستعملة حتى الآن عند بعض الجيولوجيين في تقسيم الزمن الجيولوجي إلى الحق الأول Primary Era والحقب الثاني Secondary Era والحقب الثالث Tertiary Era والحقب الرابع Quaternary Era. وتعتبر دراسات أردوينو نقطة انتقال مهمة في تطوير علم الجيولوجيا.
ثم انتقل مركز ثقل الأبحاث الجيولوجية من إيطاليا إلى ألمانيا وانجلترا، وكان في ألمانيا عدد من الجيولوجيين البارزين مثل يوهان جوتلوب لهمان Johann Gottlob Lehmann (1719 ـ 1767) وبيترسيمون بالاس Peter Simon Pallas (1741 ـ 1811) الفرنسي الأصل الألماني الجنسية، وجورج كريستيان فوكسيل George Christian Fuchsel (1722 ـ 1776) وقد أضافوا ملاحظات هامة لتقسيم الصخور الذي كان يتبعه العالم أردوينو. وبرز أيضاً العالم الألماني إبراهام جوتلوب فيرنر Abraham Gottlob Werner (1750 ـ 1817)، وقد حوِّر فيرنر تقسيم أردوينو وأتباعه للصخور وكشف عن خمسة أنواع من الجبال المنقولة والجبال البركانية. وقد اشتهر فيرنر وأتباعه في تاريخ علم الجيولوجيا باسم النيتونيين Neptunists إشارة إلى نبتيون إله البحر عند الإغريق، لأنهم كانوا يعتقدون أن معظم الصخور أصلها من البحر. وكان العالم الاستكتلندي جيمس هاتون James Hutton (1726 ـ 1797) من أبرز الشخصيات الجيولوجية، وكانت ملاحظاته هي الأساس التي تمكن بواسطتها من وضعه لنظرية الوتيرة الواحدة Uniformitarianism التي تنص على أن الحاضر مفتاح الماضي، وهذه النظرية هي الشرارة التي فتحت وعى العلماء لوضع الأسس الحديثة لفهم تاريخ الأرض.
ويعتبر العالم الفرنسي البارون جورج ليوبولدكوفييه Baron Georges Cuvier (1769 ـ 1832) مؤسس علم تصنيف الفقاريات والحفريات الفقارية، وشيفالييه جان باتست دو لامارك Chevalier Jean Baptiste De Lamarck (1744 ـ 1829 م) مؤسس علم الحفريات اللافقارية.
ويعتبر المساح البريطاني وليم سميث William Smith (1769 ـ 1839 م)، أول من فكر في استخدام الحفريات لمعرفة طبقات الأرض وقد نتج عن ذلك تقسيم صخور القشرة الأرضية إلى نظم أو مجموعات، كل نظام يمثل صخوراً تكونت في فترة زمنية محددة من تاريخ الأرض. وتمكن الجيولوجيون الأوروبيون في الفترة من 1822 إلى 1879 م من ترتيب معظم صخور القشرة الأرضية الحاوية للحفريات في عمود جيولوجي Geologic Column.
ويعتبر حسن صادق (1891 ـ 1949 م) رائد الجيولوجيا في مصر في العصر الحديث. وكان إماماً وحجة في الجيولوجيا المصرية وله فيها مؤلفات وبحوث وخرائط لا تزال من أثمن المراجع للمؤلفين والباحثين.
الأحجار الكريمة وشبه الكريمة
FGemstones Semi-precious
FGemstones Semi-precious
هي المعادن والصخور النادرة الوجود التي تتميز بقوة الاحتمال والخمول الكيميائي، والجمال اللافت للنظر، ومعظمها له درجات صلادة تقع بين 7 و10 حسب مقياس «موه» لقياس الصلاة. وتتميز الأحجار الكريمة بخاصية مهمة هي اللون Colour وعرض الألوان Play of colours. وبهذه الخاصية يصدر المعدن ألواناً مختلفة في تتابع سريع عندما يدار المعدن ببطء أو عندما نحرك العين بالنسبة إلى المعدن ذات اليمين أو ذات اليسار، مثال ذلك معدن الألماس الذي يعطى عرضاً للألوان نتيجة لقوة التشتت الضوئي dispersion في معدن الألماس. وتتميز الأحجار الكريمة كذلك بخاصية الأوبالية Opalescence التي يظهرها معدن الأوبال، وتنتج الألوان المتلألئة من الانعكاس الداخلي للمعدن، وكذلك خاصية عين الهر Chatoyancy التي تظهر في معدن الأجيت agate، وهي ظهور بريق متموج يتغير لونه وتتغير شدته باختلاف اتجاه النظر. وبعض الأحجار الكريمة لها خاصية التضوء Luminscence أي أن المعدن يصدر عنه ضوء، وخاصية التفلور Fluorite الذي تبدى بعض أنواعه هذه الخاصية. أما إذا استمرت ألوان الضوء عقب زوال المؤثر فإنها تعرف باسم التفسفر Phosphorescence. وقد لوحظت خاصية التفسفر عندما تعرضت بعض المعادن لضوء الشمس، فلما نقلت إلى حجرة مظلمة أظهرت ألواناً ساطعة جذابة. ومعظم الأحجار الكريمة، الذي يترتب عليه انعكاس كمية من الضوء الساقط على أوجه البلورة أكثر من تلك التي تنعكس على أوجه البلورات ذات معامل الانكسار المنخفض، وتعد صناعة قطع الأحجار الكريمة من الفنون العلمية الراقية التي تتطلب ذوقاً رفيعاً. وهناك أحجار شبه كريمة Semi- precious، ليست لها القيمة التي للألماس، ومنها الياقوت الأصفر (التوباز) Topaz. ومعظم التوباز الذي يبيعه تجار المجوهرات ليس توبازا حقيقيا لكنه ضرب من الكوارتز الأصفر، ويميز بينه وبين التوباز الحقيقي: أن الأخير له خاصية التكهرب بالاحتكاك، كما أنه أعلى صلادة من الكوارتز وأكبر كثافة كذلك. وأشهر مواطن استخراج التواباز البرازيل وجبال الأورال في روسيا.
وهناك أيضاً التورمالين Tourmaline، ودرجة صلادته 5ر7 تقريباً وتوجد منه ثلاثة ضروب هي: الزبرجد السيلونى وهو التورمالين الأصفر Cylonese peridot، والزمرد البرازيلي ولونه أخضر Brazilian emerald، وهناك ضرب لونه بني. وأهم مواطن استخراج التورمالين البرازيل ومدغشقر وسيلان. ومن أهم الأحجار شبه الكريمة العقيق الأحمر (الجارنت Garnet)، وصلادته حوالي سبعة، ومعامل انكسار الضوء فيه 75ر1، والبلورات الكاملة لها قيمة كبيرة، وقد تتخذ البلورات ألواناً عديدة، منها الأخضر والأصفر والأحمر، لكن أشهرها على الإطلاق الجارنت الأحمر. ومن الأحجار شبه الكريمة الزبرجد Peridot وتركيبه الكيميائي سليكات المغنسيوم والحديد، وصلادته حوالي 7، ومعامل انكسار الضوء فيه 7ر1، وهو ضرب من معدن الأوليفين المعروف، لكن لونه صاف جميل نتيجة لوجود الحديد به في حالة الحديدوز، ويوجد الزبرجد في جزيرة سان جونز أو جزيرة الزبرجد بالبحر الأحمر، كذلك يوجد في منطقة جبل زبارا جنوب مدينة القصر بالصحراء الشرقية المصرية.
وهناك أيضاً التورمالين Tourmaline، ودرجة صلادته 5ر7 تقريباً وتوجد منه ثلاثة ضروب هي: الزبرجد السيلونى وهو التورمالين الأصفر Cylonese peridot، والزمرد البرازيلي ولونه أخضر Brazilian emerald، وهناك ضرب لونه بني. وأهم مواطن استخراج التورمالين البرازيل ومدغشقر وسيلان. ومن أهم الأحجار شبه الكريمة العقيق الأحمر (الجارنت Garnet)، وصلادته حوالي سبعة، ومعامل انكسار الضوء فيه 75ر1، والبلورات الكاملة لها قيمة كبيرة، وقد تتخذ البلورات ألواناً عديدة، منها الأخضر والأصفر والأحمر، لكن أشهرها على الإطلاق الجارنت الأحمر. ومن الأحجار شبه الكريمة الزبرجد Peridot وتركيبه الكيميائي سليكات المغنسيوم والحديد، وصلادته حوالي 7، ومعامل انكسار الضوء فيه 7ر1، وهو ضرب من معدن الأوليفين المعروف، لكن لونه صاف جميل نتيجة لوجود الحديد به في حالة الحديدوز، ويوجد الزبرجد في جزيرة سان جونز أو جزيرة الزبرجد بالبحر الأحمر، كذلك يوجد في منطقة جبل زبارا جنوب مدينة القصر بالصحراء الشرقية المصرية.
أما الفيروز Turquoise الذي تبلغ صلادته 6، فيوجد في نيسابور بإيران كما يوجد بالمكسيك وأريزونا وروسيا. ويوجد في مصر في بعض صخور الحجر الرملي من العصر الكربوني في عدة أماكن من وسط سيناء، حتى أن شبه جزيرة سيناء كانت تسمى قديماً أرض الفيروز.
هناك أيضاً حجر القمر Moonstone الذي يعتبر ضرباً من معدن الميكروكلين، وحجر اللازورد Lapis-lazuli الذي يوجد على هيئة حبيبات دقيقة منتشرة في بعض الأحجار الجيرية المتبلورة المتحولة، وأحسن عيناته تأتي من أفغانستان ومن سيبريا.
