زمين (قسمت دوم-پاياني)

زمين (قسمت دوم-پاياني)

ادامه قسمت اول>

• درون زمين

زمين شناسان قادر به مطالعه مستقيم اعماق زمين نمي باشند. عميق ترين چاه حفر شده 13 کيلومتر است. زمين شناسان مي دانند که قسمتهاي زمين با لايه نازک پوسته آن متفاوتند. در اعماق زمين فشار به قدري زياد است که مواد معدني با فشرده شدن به موادي با چگالي بسيار زياد، که در سطح زمين يافت نمي شوند، تبديل مي گردند.

يکي از راه هاي شناخت ترکيب بندي زمين، آناليزهاي شيميايي سنگهاي آسماني است. گونه هاي خاصي از اين سنگها که کندريت ( chondrite ) ناميده مي شوند، پيش از برخورد با زمين در منظومه شمسي بدون هيچ تغييري از قرنها پيش باقي مانده اند. زمين شناسان مي توانند با استفاده از کندريت ها، منشا ترکيب بندي هاي شيميايي زمين را تخمين زنند.

عليرغم کندريت ها، زمين با لايه هايي که مشتمل از مواد گوناگون شيميايي مي باشند، شکل گرفته است. زمين شناسان با مطالعه لرزش هاي ناشي از زمين لرزه ها، به کمک تجهيزاتي که لرزه نگار ناميده مي شوند، در مورد عمق زمين پي به نکات جديدي مي برند. سرعت و حرکت لرزش هاي درون زمين به ترکيب بندي و چگالي موادي که لرزه ها در ميان آن قرار گرفته اند بستگي دارد. زمين شناسان با آناليز کردن اين لرزش ها به جزئيات فراواني از عمق زمين پي مي برند:

1- جبه (گوشته): در زير پوسته، تا عمق 2.900 کيلومتري، لايه اي ضخيم به نام جبه وجود دارد. جبه به طور کامل سفت نيست بلکه مي تواند به آرامي جريانهايي داشته باشد. پوسته زمين بر روي جبه معلق است درست مانند تخته اي بر روي آب. همانگونه که يک تخته ضخيم بيشتر از يک تخته نازک از سطح آب بالا مي ايد، پوسته ضخيم قاره اي بالاتر از پوسته اقيانوسي قرار مي گيرد. حرکت آرام سنگها در جبه باعث حرکت قاره ها و درنتيجه بروز زمين لرزه، آتشفشان و شکل گيري محدوده کوهستانها مي شود.

2- هسته: در مرکز زمين هسته قرار دارد. هسته بيشتر از آهن، نيکل و احتمالا مقدار کمي عناصر سبکتر نظير سولفور و اکسيژن تشکيل شده است. قطر هسته حدودا 7.100 کيلومتر، کمي بيشتر از نصف قطر زمين و تقريبا به اندازه مريخ مي باشد. حدودا 2.250 کيلومتر از قسمت بيروني هسته مايع است. حرکت هسته باعث ايجاد ميدان مغناطيسي زمين مي گردد. زمين شناسان معتقدند که حدود 2.600 کيلومتر از بخش داخلي هسته با همان مواد تشکيل دهنده قسمتهاي بيروني هسته ساخته شده اما به شکل جامد است. بخش داخلي تقريبا چهار پنجم ماه است. زمين به سمت هسته رفته رفته داغ و داغ تر مي شود. در زير پوسته قاره اي دما حدود 1000 درجه سانتيگراد است. در زير پوسته دما تقريبا در هر کيلومتر به سمت عمق 1 درجه سانتيگراد گرمتر مي شود. زمين شناسان بر اين باورند که دماي هسته زمين بين 3700 تا 4300 درجه سانتيگراد مي باشد. قسمت داخلي هسته مي تواند دمايي معادل 7000 درجه سانتيگراد يعني گرمتر از دماي سطح خورشيد داشته باشد که البته اين قسمت به علت فشار بي اندازه زياد همچنان به شکل جامد است.

3- پوسته: سنگهاي داغ در جبه زمين به آهستگي به سمت بالا حرکت مي کنند در حاليکه سنگهاي سردتر نزديک سطح به درون فرو مي روند چرا که مواد داغ سبکتر از مواد سرد مي باشند. به اين بالا آمدن و فرو رفتن در دماهاي مختلف انتقال گرما گفته مي شود. با جريان جبه زمين، پوسته زمين به تکه هايي تقسيم مي شود که به آنها صفحه هاي تکتونيک ( tectonic ) مي گويند. اين صفحه ها مانند شکسته شدن يخ در يک درياچه يخ بسته است. حرکات آهسته جبه منجر به حرکت پوسته و در نتيجه حرکت قاره ها، شکل گيري کوهستانها، آتشفشانها و زلزله ها مي گردد. در بعضي جاها، مخصوصا ته اقيانوسها، تکتونيکها از هم جدا مي شوند. مگما از جبه به بالا مي ايد تا شکافهاي بين صفحه ها را پر کند. به قسمتهايي که تکتونيکها از هم جدا شده اند، مرکز گسترش مي گويند. بسياري از آتشفشانها در اين قسمتها رخ مي دهند. با سرد شدن مواد بيرون آمده از اين آتشفشانها پوسته هاي اقيانوسي ساخته شده از سنگهاي بازالت شکل مي گيرند.

• سابداکشن ( Subduction )

پوسته زمين نمي تواند در هر کجا و هر سمت گسترده شود. در بعضي قسمتها مقداري از پوسته بايد برداشته شود. وقتي دو صفحه يکديگر را هل مي دهند، يکي از آنها به درون جبه فرو مي رود. به اين فرايند سابداکشن مي گويند. صفحه فرو رفته درون زمين نهايتا ذوب مي شود و به شکل ماگما در مي ايد. بيشتر ماگماي ايجاد شده بر اثر سابداکشن به سطح زمين نمي رسد بلکه در پوسته آن سرد شده و سنگهاي پلاتونيک را ايجاد مي نمايد.

پوسته قاره اي به دليل ضخامت و سبک بودن در زمين فرو نمي رود بلکه پوسته سنگين اقيانوسي دچار سابداکشن مي گردد. مرز بين دو صفحه در محل برخورد با شياري بسيار عميق در کف اقيانوس مشخص مي شود. اين شيارها عميق ترين بخشهاي اقيانوس هستند و عمق آنها تا11.000 متر نيز مي رسد.

صفحه بالاتري که در سطح زمين باقي مي ماند ممکن است پوسته قاره اي و يا اقيانوسي باشد. اين صفحه به زير نمي رود ولي تحت تاثير سابداکشن قرار مي گيرد. وقتي دو صفحه به سمت هم حرکت مي کنند، لبه هاي پوسته بلند تر تحت فشار قرار مي گيرد. صفحه ضخيم تر و بلند تر مي شود و مناطق کوهستاني بر سطح آن ايجاد مي گردند. وقتي سنگهاي صفحه فرو رونده به عمق 100 کيلومتري زمين مي رسند، شروع به ذوب شدن و تشکيل ما گما مي نمايند. بخشي از اين ماگما به سطح رسيده و منجر به وقوع فورانهاي آتشفشاني مي گردد. مناطقي با آتشفشانهاي فراوان مانند پرو، ژاپن و شمال غربي ايالات متحده، در نزديکي مناطقي قرار دارند که سابداکشن رخ مي دهد.

ساختمان کوهستانها: گاهي، هنگاميکه يک صفحه به درون جبه فرو مي رود، يک قاره و يا قسمتي کوچک تر را با خود مي کشد. همانطور که گفته شد پوسته قاره اي ضخيم تر و سبک تر از آن است که به درون زمين فرو رود. اما ممکن است با صفحه هاي ديگر برخورد کند. برخورد صفحه ها با يکديگر اغلب رشته کوه هاي عظيمي را در وسط قاره ها ايجاد مي کند. براي مثال هيماليا زماني شکل گرفت که دو صفحه قاره اي با يکديگر برخورد نمودند. مجموعه رويدادهايي که در طي تشکيل يک رشته کوهستان رخ مي دهد را اروژني ( orogeny ) يا تشکيل کوه مي گويند. اروژني شامل بلند شدن و مرتفع شدن کوه ها، تا شدن و چين خوردگي سنگها، فعاليتهاي آتشفشاني و شکل گيري پلاتونيک ها و سنگهاي دگرديس که هنگام برخورد صفحه ها ايجاد مي شوند، مي باشد. سالها پس از اينکه کوهستانها بر اثر فرسايش ناپديد شدند، زمين شناسان همچنان مي توانند تغييراتي را که اروژني در سنگها به وجود مي آورد مشاهده کنند.

زمين لرزه: زمين لرزه هنگامي رخ مي دهد که سنگهاي دو قسمت مقابل هم در يک شکاف، که گسل ناميده مي شود، به يکديگر برخورد کنند يا به هم کشيده شوند. گسلها هم در مرزهاي بين صفحات هستند و هم در ميان صفحات قرار دارند. گاهي نيز نيروهاي موجود در صفحه ها باعث شکسته شدن و لرزيدن سنگهايي مي شود که به گسلها نزديک نيستند. به مرز دو صفحه که به يکديگر کشيده مي شوند گسل انتقالي مي گويند. گسل سن آندراس در کاليفرنيا يک گسل انتقالي است. در منطقه اي به نام صفحه آرام، قسمت کوچکي از شمال غربي کاليفرنيا در حال کشيده شدن توسط بقيه آمريکاي شماليست.

شکل قاره ها: چندين بار در تاريخ زمين، تصادف بين قاره ها منجر به ايجاد قاره هاي بزرگ گرديده است. گرچه پوسته قاره اي ضخيم است اما به مراتب آسان تر از پوسته اقيانوسي شکسته مي شود آنگونه که قاره هاي بزرگ سريعا شکسته شده و به قاره هاي کوچک تبديل شده اند. مواد موجود در جبه قسمتهاي خالي را پر مي کند و پوسته هاي جديد اقيانوسي را به وجود مي آورد. هنگاميکه يک قاره شکسته و قسمتها از هم جدا مي شوند، حوزه هاي جديد اقيانوسي در بين آنها ايجاد مي گردد. حدود يک سوم از سطح زمين را پوسته قاره اي پوشانده است، بنابراين اين تکه ها نمي توانند بدون برخورد حرکت نمايند. وقتي دو قاره به هم برخورد مي کنند، يک حوزه قديمي اقيانوسي از بين مي رود. فرايند جدا شدن قاره ها و پيوستن آنها به يکديگر به نام زمين شناس کانادايي جان ويلسون ( Wilson John ) که براي نخستين بار اين پديده را توضيح داد، چرخه ويلسون نام گرفت. قاره ها احتمالا از حدود 2 ميليارد سال پيش تاکنون در حرکت بوده اند، با اين حال زمين شناسان تنها مدارکي در دست دارند که بيان کننده حرکت قاره ها از 800 ميليون سال پيش است. بيشتر پوسته هاي اقيانوسي قبل از اين تاريخ دچار سابداکشن شده و در جبه زمين فرو رفته اند.

زمين شناسان تعيين نموده اند که حدود 800 ميليون سال پيش، قاره ها به صورت يک قاره بسيار بزرگ به نام ردينيا ( Rodinia ) بوده اند. آنچه ما اکنون به عنوان آمريکاي شمالي مي شناسيم ، زماني مرکز ردينيا بوده است. جريان مواد در جبه باعث شکسته شدن و تقسيم ردينيا به قسمتهاي کوچک شد. اين قسمتها بين 500 ميليون تا 250ميليون سال پيش به يکديگر برخورد کردند. برخورد بين آنچه اکنون آمريکاي شمالي، اروپا و آفريقا ناميده مي شود، منجر به ايجاد کوهستان آپالاچين در آمريکاي شمالي شد. برخورد بين قسمتي از سيبري کنوني و اروپا نيز کوهستان اورال را ايجاد کرد.

در 250 ميليون سال پيش، قاره ها با برخورد با يکديگر ابر قاره ديگري را با نام پانژه آ ( Pangaea ) شکل دادند. در آن هنگام تنها يک اقيانوس که همه زمين پيرامون پانژه آ را احاطه مي نمود به نام پانتالاسا ( Panthalassa ) وجود داشت. حدود 200 ميليون سال پيش، پانژه آ شروع به شکستن و تکه تکه شدن نمود. اين ابر قاره به دو قسمت بزرگ به نامهاي گوندوانالند ( Gondwanaland ) و لوراسيا ( Laurasia ) تقسيم شد. به مرور زمان گوندوانالند تقسيم شده و قاره هاي آفريقا، آنتارکتيکا، استراليا، آمريکاي جنوبي و شبه قاره هند را به وجود آورد. لوراسيا نيز در نهايت تقسيم شد و يوراسيا و آمريکاي شمالي را ايجاد نمود. هنگاميکه صفحه هاي قاره اي از يکديگر جدا مي شوند، پوسته اقيانوسي جديدي در بين آنها ايجاد مي گردد.

• تغييرات آب و هوايي زمين

عصر يخبندان: در خلال تاريخ، آب و هواي زمين بارها دستخوش تغييرات اساسي شده است. بين 800 تا 600 ميليون سال پيش در طي دوره اي به نام پيش کامبريان ( Precambrian )، زمين تغيراتي فراواني را با عنوان عصر يخبندان تجربه کرده است. آب و هوا به شدت سرد شده است و دانشمندان معتقدند که بخش عمده و يا همه زمين چندين بار يخ زده است. زمين شناسان تخمين مي زنند که زمين تا کنون چهار بار يخ زده است.

بيشتر اوقات، زمين بدون يخ بوده است. دو دوره يخبندان جزئي حدود 450 ميليون سال پيش و 250 ميليون سال پيش رخ داده اند. در چند ميليون سال اخير دماي زمين سرد شده است. از حدود 2 ميليون سال پيش، با شروع دوره اي به نام پليستوسن ( Pleistocene ) يا دوره چهارم زمين شناسي، تجمع و انباشته شدن يخ در قاره ها آغاز گرديد.

آخرين دوران کامل يخبندان حدود 70.000 سال پيش آغاز شد و گسترش آن تا 18.000 سال پيش به طول انجاميد. توده ها و لايه هاي عظيم يخ به بيرون از بستر درياچه هاي بزرگ آمده و مسير رودخانه ها بسته شدند. رودخانه هاي مي سي سي پي، ميسوري و اهايو کاملا دگرگون شدند. اين دوران 11.500 سال پيش به پايان رسيد. اغلب دانشمندان معتقدند که زمين هم اکنون در دوران بين دو عصر يخبندان به سر مي برد و عصر جديد يخبندان در راه است.

چرا دوران يخبندان به وقوع مي پيوندد: دانشمندان علت واقعي اين پديده را به طور کامل درنيافته اند. اغلب آنان بر اين باورند که تغييرات جزئي در مدار و زاويه محور طولي زمين در اثر تاثير گرانش سيارات ديگر، باعث مي شود که ميزان انرژي دريافتي از خورشيد تغيير کند و عصر يخبندان آغاز شود.

برخي دانشمندان نيز معتقدند که تغييرات مقدار دي اکسيد کربن در جو زمين عامل وقوع تغييرات طولاني مدت در آب و هواي زمين مي شود. دي اکسيد کربن، يک گاز گلخانه اي، گرماي خورشيد را به دام انداخته و جو زمين را گرم مي کند. بيشتر دي اکسيد کربن موجود در زمين در سنگهاي کربناتي مانند سنگ آهک حبس شده اند. آب و هواي امروز زمين مي توانست بسيار گرم تر باشد اگر دي اکسيد محبوس در سنگهاي آهک در جو زمين آزاد مي شد.وقتي کوهستانهايي با سيليکات فراوان در اثر فرسايش تجزيه مي شوند، کلسيوم و منيزيوم از سنگها آزاد مي شوند. اين عناصر با آب شسته شده و به دريا مي رسند يعني جاييکه ارگانيزم هاي زنده براي ساخت صدف هاي کربنات محافظ، اين مواد شيميايي را جذب مي کنند. اين ارگانيزم در نهايت مرده و به کف دريا مي رود و در آنجا با تجمع و رسوب در تشکيل سنگ هاي آهکي شرکت مي کند. اين فرايند که چرخه کربنات - سيليکات نام دارد، دي اکسيد کربن موجود در هوا را جذب مي کند. با کم شدن دي اکسيد کربن در هوا، گرماي خورشيد در زمين باقي نمي ماند در نتيجه هوا آنقدر سرد مي شود که مي تواند يک دوران يخبندان را آغاز کند.

سنگ آهک پس از فرسايش، دي اکسيد کربن را به هوا پس مي دهد و به اين صورت گرما را در زمين توزيع مي کند. به علاوه قسمتي از اين سنگها بر اثر سابداکشن به درون جبه فرو مي روند. در آنجا به سبب گرما و فشار زياد به ماگما تبديل مي شوند. دي اکسيد کربن موجود در ماگما مي تواند از طريق فوران هاي آتشفشاني به هوا باز پس داده شود.

تئوري پردازان مي گويند در خلال دوران پيش کامبريان آتشفشانها مقادير زيادي دي اکسيد کربن را به جو زمين فرستاده اند. اين گاز به دليل تاثيرات گلخانه اي هواي زمين را گرم و باعث ذوب شدن يخهاي عصر يخبندان شده است.

• تاريخ زمين:

تاريخ زمين در سنگهاي پوسته آن ثبت شده است. اين سنگها از زمان تشکيل زمين تا کنون در حال شکل گيري، فرسايش و شکل گيري مجددند. به محصول فرسايش رسوب مي گويند. رسوب در لايه هايي به نام استراتا تجمع مي کند. استراتا ها حاوي مدارکي مي باشند که به زمين شناسان در شناخت گذشته زمين کمک مي کنند. اين مدارک حاوي ترکيب بندي استراتا، جهت رسوب استراتا و نوع فسيلهاي موجود در استراتا مي باشند.

کاوش هاي فضايي نيز فهم ما را از زمين تا حد زيادي افزايش داده اند. تلسکوپ فضايي هابل نقش ستاره ها را در اجراي فرايند سياره سازي مشاهده کرده است. از اواسط سالهاي 1990، دانشمندان ستاره هاي ديگري را که داراي سياره مي باشند کشف کرده اند. اين اکتشافات به دانشمندان کمک مي کند که تئوري هاي خود درباره تشکيل زمين را گسترش و پيشرفت دهند.

سن زمين: دانشمندان فکر مي کنند که احتمالا زمين همزمان با اجرام ديگر منظومه شمسي شکل گرفته است. آنها متوجه شده اند که سنگ هاي آسماني کندريت، بازمانده هايي از تشکيل منظومه شمسي که دستخوش تغيير نشده اند، سني معادل 6/4 بيليون سال دارند. دانشمندان بر اين باورند که زمين و ديگر سيارات نيز احتمالا چنين سني دارند. آنها سن سنگها را با اندازه گيري مواد راديواکتيو موجود در آنها مانند اورانيوم، تخمين مي زنند. عناصر راديواکتيو با يک سرعت و روال مشخص به عناصر ديگر تبديل مي شوند. براي مثال اورانيوم با از دست دادن تشعشع، به سرب تبديل مي شود. دانشمندان زماني که براي اين تبديل لازم است را مي دانند. آنها مي توانند سن سنگ را با مقايسه نسبت اورانيوم به سرب تشخيص دهند.

• شکل گيري زمين:

سطح زمين در سالهاي نخستين شکل گيري: بيشتر دانشمندان بر اين باورند که منشا منظومه شمسي يک لايه ابر نازک در فضا بوده است. خود خورشيد نيز از همين ابر و قسمتي از آن که ضخيم تر از بقيه بوده است، به دنيا آمده. گرانش اين ابر سبب انقباض آن و کشيده شدن ذرات و غبار به سمت مرکز آن شد. بيشتر اين ابر در مرکز آن براي تشکيل خورشيد جمع گرديد اما حلقه بزرگي از مواد نيز در حال گردش دور آن باقي ماند. ذرات اين حلقه با يکديگر برخورد کرده و منجر به تشکيل اجرام بزرگتر شدند. اين اجرام نيز به نوبه خود باهم برخورد کردند و سيارات منظومه شمسي را طي فرايندي با نام "رشد پيوسته" تشکيل دادند.

پيشرفت هاي زمين: دانشمندان به اين تئوري دست يافته اند که زمين در آغاز جرمي سنگي، بدون آب و احاطه شده با گاز بوده است. مواد راديواکتيو در سنگ ها و فشار افزاينده درون زمين گرماي لازم را براي ذوب شدن داخل آن فراهم نمودند. عناصر سنگين مانند آهن، فرو رفتند. سنگهاي سيليکات سبک نيز به سطح زمين آمده و پوسته اوليه آن را شکل داده اند. گرماي درون زمين باعث گرديد که مواد شيميايي ديگري از اعماق زمين به سطح آن برسند. بعضي از اين مواد شيميايي منجر به تشکيل آب شدند و بقيه گازهاي جو زمين را به وجود آوردند.

در سال 2001، يک تيم بين المللي از دانشمندان، کشف کريستالهاي زيرکن ( zircon ) با قدمت 4/4 بيليون سال را اعلام کردند. زيرکن از عناصر زيرکنيوم، سيليکون و اکسيژن ساخته شده، بسيار سخت است و در برابر عوامل فرسايش بسيار پايدار و با دوام است. با آناليز شيميايي زيرکن، دانشمندان تشخيص دادند که در زمان تشکيل کريستالها، در سطح زمين آب وجود داشته است. آنها نتيجه گرفتند که پوسته زمين و اقيانوسها 200 ميليون سال پس از شکل گيري سياره ايجاد شده اند.

ستاره شناسان معتقدند که خورشيد در اوايل تشکيل زمين حدود 30درصد ضعيف تر از امروز بوده است. قديمي ترين سنگها گواه اين امر مي باشند که زمين به اندازه اي گرم بوده است که آب مايع در سطح آن وجود داشته. دانشمندان همچنين بر اين باورند که اتمسفر زمين براي جذب گرما، ضخيم تر از زمان فعلي بوده است. طي ميليونها سال رفته رفته آب در قسمتهاي گود پوسته زمين جمع شده و اقيانوسها را شکل داده است.

زمين در ابتدا کره اي آتشين بوده که مدام در معرض بمباران سنگهاي آسماني قرار مي گرفته است.پس از دوره اصلي شکل گيري سيارات، بيشتر اجرام باقيمانده در منظومه شمسي به سمت سيارات تازه شکل گرفته متمايل شدند. برخوردهاي پي در پي سيارات با اين اجرام با انفجارهاي زيادي همراه بود. همين برخوردها باعث ايجاد چاله هاي فراوان در سطح ماه، مريخ، ونوس(زهره) و عطارد شده اند. زمين نيز در معرض اين برخوردها قرار گرفته است اما چاله هاي به وجود آمده در اثر برخوردها، در طي مرور زمان و به واسطه فرسايش و صفحات تکتونيک از بين رفته اند. زمين شناسان معتقدند که قسمت زيادي از پوسته قاره اي در 5/3 بيليون سال پيش شکل گرفته است. شواهدي وجود دارد مبني بر اينکه صفحات تکتونيک از 2 بيليون سال پيش فعال شده اند.

بعضي از دانشمندان باور دارند که جو اوليه زمين شامل هيدروژن، هليوم، متان و آمونياک، شبيه به جو کنوني سياره مشتري، بوده است. بعضي ديگر از دانشمندان معتقدند که جو اوليه حاوي مقادير زيادي دي اکسيد کربن، مانند جو فعلي ونوس، بوده است. چيزي که همه دانشمندان آن را باور دارند اين است که در جو اوليه زمين مقدار نا چيزي اکسيژن وجود داشته است. دانشمندان تشخيص داده اند که در حدود 2 بيليون سال پيش، تغيير شديدي در جو زمين پديد آمده است. دليل اين ادعا اين است که تشکيل نوعي خاص از سنگ آهن که در شرايط کمبود اکسيژن ايجاد مي شود، در آن تاريخ متوقف شده است. در عوض مقادير زيادي رسوب سنگ ماسه قرمز شروع به شکل گيري نمود. رنگ قرمز به دليل واکنش آهن با اکسيژن و ايجاد اکسيد آهن يا زنگ آهن ناشي مي شود. وجود سنگ ماسه مدرکي براي وجود مقداري اکسيژن در جو زمين است. هوا در آن موقع قابل استنشاق نبود اما حدود 1 درصد حاوي اکسيژن بود. بيشتر اکسيژن فعلي موجود در هوا توسط گياهان و ارگانيزم هاي ميکروسکوپي تامين مي شود. اين ارگانيزم ها دي اکسيد کربن هوا را استفاده کرده و در روندي به نام فتوسنتز اکسيژن توليد مي کنند. به اين صورت مقدار اکسيژن موجود در هوا افزايش پيدا نموده و با پيشرفت ارگانيزم هاي توليد کننده اکسيژن، اين گاز در هوا به حد وفور رسيده است.

• زندگي در زمين

سنگ هاي زيادي وجود دارند که داراي فسيل مي باشند. فسيلهايي بيانگر تاريخ حيات در زمين. يک فسيل ممکن است بدن يک حيوان يا يک دندان و يا قسمتي از استخوان آن باشد. يا حتي مي تواند اثر برجاي مانده از يک گياه بر روي سنگ، از زمانيکه آن سنگ رسوبي نرم بوده است، باشد. فسيلها به دانشمندان کمک مي کنند تا آنها متوجه شوند که چه نوع جانداراني در زمانهاي گذشته بر روي زمين مي زيسته اند. خيلي از دانشمندان براين باورند که حيات در روي زمين به محض به وجود آمدن شرايط آن، پديد آمده است. مدارکي وجود دارند که در آنها مواد شيميايي ساخته شده توسط موجودات زنده در 8/3 بيليون سال پيش پيدا شده است. همچنين در استراليا و کانادا فسيلهاي بر جاي مانده از جانواران ميکروسکوپي که حدود 5/3 بيليون سال پيش مي زيسته اند کشف شده است.

در بيشتر تاريخ زمين، حيات تنها به شکل موجودات ريز تک سلولي بوده است. قديمي ترين فسيلهاي به دست آمده از موجوداتي که داراي چندين سلولند، مربوط به دوره پيش کامبريان در حدود 600 ميليون سال پيش مي باشند. بيشتر اين موجودات با همه گونه هاي فعلي حيات تفاوت داشته اند.

دوره اول زمين شناسي يا دوره پالئوزوئيک ( Paleozoic ):
از سنگ هاي کامبريان در حدود 544 تا 505 ميليون سال پيش، فسيلهاي فراواني به دست آمده است. به اين افزايش چشمگير گونه هاي زنده در زمين، انقلاب کامبريان مي گويند و آن را آغاز دوره پالئوزوئيک مي دانند. انقلاب کامبريان در واقع طي دهها ميليون سال به وقوع پيوست اما فسيلهاي به دست آمده اين انقلاب را به صورت ناگهاني نشان مي دهند. قديمي ترين انبوه فسيلها تنها مختص به چند نوع ارگانيزم مي باشند. با گذشت صدها ميليون سال، تنوع فسيلها افزايش تدريجي گونه هاي حيات را نشان مي دهد.
بيشتر فسيلهاي دوره پالئوزوئيک مربوط به جانوران بي مهره مانند مرجان ها، حلزون ها و خرچنگ ها مي باشند. ماهي ها، نخستين جانوران مهره دار بر روي زمين، حدود 450 ميليون سال پيش به عرصه پيوستند. نخستين گياهان بزرگ در خشکي نيز 440 ميليون سال پيش به وجود آمدند و دوزيستان 380 ميليون سال پيش به دنيا آمدند.
فسيلهاي به دست آمده پديدار گشتن جنگلها و مرداب ها بر روي زمين در حدود 300 ميليون سال پيش را به اثبات رسانده اند. امروزه توده هاي رسوبي زغال سنگ در ايالات متحده، کانادا، انگلستان و ديگر نقاط دنيا بازمانده همان جنگلها به شمار مي روند. به دليل اين حجم فراوان رسوب زغال سنگ، به اين دوره زماني دوره زغال زايي مي گويند.

اولين فسيلهاي به دست آمده از خزندگان در دوره زغال زايي به وجود آمده اند. بر خلاف دوزيستان، خزندگان از بدن فلس دار که باعث حفظ رطوبت و جلوگيري از خشک شدن بدن مي شوند، برخوردار و تخم گذار بودند. اين خصوصيات به آنها کمک کرد تا بتوانند همه عمر خود را در خشکي و خارج از آب بگذرانند. در اواخر دوره پالئوزوئيک و در دوران پرميان ( Permian ) فسيلهاي خزندگان نشانه ها و خصوصياتي از پستانداران را نيز در خود داشت.

چندين بار در تاريخ زمين انقراض هاي بزرگ گونه هاي حياتي پديد آمده است. شديدترين نوع اين پديده که انقراض پرميان نام دارد حدود 250ميليون سال پيش رخ داد. تقريبا 90 درصد از گونه هاي حياتي در مدت نسبتا کوتاهي منقرض شدند. دليل اين انقراض همچنان به صورت يک راز باقي مانده است. البته بعضي از دانشمندان گمان مي کنند که ممکن است فوران هاي عظيم آتشفشاني در محل سيبري کنوني سبب تغيير آب و هوا و در نتيجه از بين رفتن ارگانيزم ها شود.

دوره مززوئيک ( Mesozoic ):
به دنبال انقراض پرميان، اطلاعات ثبت شده در فسيلها نشان ميدهند که حيوانات خزنده حکمفرمايان روي زمين بوده اند. مهمترين اين خزندگان، دايناسورها بودند. دوره مززوئيک را گاهي عصر دايناسورها نيز مي نامند اما پستانداران و پرندگان نيز در فسيلها و بر سنگهاي 200 تا 140 ميليون سال پيش ثبت شده اند.
فسيلها نشان مي دهند که دو گروه عمده از گياهان در دوره مززوئيک وجود داشته اند. گياهان بازدانه و گياهان نهان دانه. گياهان بازدانه دانه هايي بدون محافظ دارند و بيشتر گياهان مخروطيند. آنها شامل انواع کاجها، شجرالمعبد يا ژنگو ها و سرخس ها بودند. گياهان بازدانه در اواخر دوره پالئوزوئيک نمو نمودند و در اوايل دوران کرتاسه ( Cretaceous ) حکمفرما بودند. گياهان نهان دانه، دانه هاي خود را مي پوشانند و شامل گياهان گلدار مي باشند. اين نوع از گياهان در طي دوران کرتاسه حکفرمايي نموده و نسل خود را تا به امروز ادامه داده اند.

دايناسورها در پي يک انقراض بزرگ حدود 65 ميليون سال پيش از بين رفتند. بيشتر دانشمندان بر اين باورند که برخورد يک سنگ آسماني با زمين منجر به انقراض دايناسورها شده است. اين برخورد احتمالا غبار زيادي را وارد جو کرده است طوري که محيط براي ماه ها تاريک و سرد شده است. در نتيجه گياهان و جانوراني که از آنها تغذيه مي کردند نابود شدند. بسياري از دانشمندان معتقدند چاله منطقه يوکاتان در مکزيک، که چيکشولوب ( Chicxulub ) نام دارد، مکاني است که سنگ آسماني مذکور به آن اصابت نموده. ذرات باقيمانده از اين برخورد همه جاي دنيا يافت شده اند و رسوبات به وجود آمده توسط موجهاي عظيم دريا که بر اثر برخورد به وجود آمده بودند در قسمتهاي مختلفي از خليج مکزيک کشف شده اند.

دوره سنوزوئيک ( Cenozoic ):
بخش عمده اي از گياهان و حيواناتي که ما امروزه مي شناسيم در دوره سنوزوئيک پا به عرصه حيات گذاشته اند. پستانداران از حوادثي که باعث انقراض دايناسورها شد، جان سالن به در برده و تا به امروز حکمفرمايان حيوانات روي زمين بوده اند. تاريخ تکامل پستانداران در فسيلهاي دوره سنوزوئيک ثبت شده است.

ابتدا اجداد اسبها، کرگدن ها و شترها در اروپا و آمريکاي شمالي پا به زندگي گذاشتند. پس از آن سگها و گربه ها در کنار اسبهاي سه انگشتي که هر کدام اندازه يک گوسفند بودند پديدار شدند. جثه پستانداران به تدريج بزرگتر و تنوع آنها بيشتر شد و به همان ميزان نيز دشتها بر روي زمين گسترده تر شدند. بسياري از پستانداران غول پيکر شدند. حيواناتي شبيه به فيل مثل ماموت ها و تنبل هاي عظيم الجثه در دشتهاي پهناور و جنگلهاي انبوه پرسه مي زدند.

فسيل نخستين موجودات شبيه به انسان مربوط به 2 ميليون سال پيش، يافت شده است. نخستين گونه اي که کاملا شبيه به انسان بوده است شايد کمتر از 200.000 سال قدمت داشته باشد. قدمت پيدايش انسان بر روي زمين در مقايسه با بيليونها سال عمر زمين، تنها مانند چند دقيقه کوتاه است.

ويراستاري : مسعود سروري
مديريت وبلاگ علم و فناوري

منبع : ايرانيكا