גיאולוגיה

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש

גאולוגיה (מיוונית: [גֵאָה (γη) פירושו אדמה ולוגוס (λογος) פירושו תורה) היא ענף בתחום מדעי כדור הארץ. הגאולוגיה חוקרת את כדור הארץ המוצק: תכונותיו, תהליך וזמן היווצרותו, מרכיביו השונים, התהליכים הדינמיים המתרחשים בו (כגון רעידות אדמה, נדידת היבשות ותצורות נוף) ואוצרות הטבע הטמונים בו.

גאולוגיה חוקרת באמצעות מינרלים, סלעים, קרקעות ומאובנים את התפתחות כדור הארץ, התהליכים השותפים ליצירתו ולשינויים המתרחשים בו, והשפעתם על יצירת הנוף המגוון שאנו רואים. גאולוגיה מורכבת מתחומי מחקר רבים ומגוונים המפרקים את כדור הארץ ותכונותיו למרכיבים השונים, מספקים הסברים לתופעות ותצפיות, ושבים ומאחדים את המידע לתמונה שלמה.

  • הידרולוגיה - מדע העוסק בחקר המים (שאינם באטמוספירה ובאוקינוסים) בכדור הארץ.
  • גאודזיה - מדע העוסק במדידה של פני כדור הארץ, מיפוי והתוויה. מקורה של המילה יווני ומשמעותה המילולית היא: אני מחלק את האדמה. הגאודזיה מציגה כמותית את צורתו ומידותיו של כדור הארץ, עוקבת אחרי תנועותיו ופותרת בעיות הנדסיות. הגאודזיה מספקת תיאור של כדור הארץ, מהירות תנועותיו ונתוני כוח המשיכה על גבי הארץ ומחוצה לה.
הגאודזיה נחלקת לשני תחומי משנה:
  • גאודזיה נמוכה - עוסקת במיפוי פרטני של שטח קטן או בהתוויה של נקודות בשטח לצורך בנייה
  • גאודזיה גבוהה - עוסקת במיפוי של שטחים גדולים בעזרת שיטות מתקדמות, כגון פוטוגרמטריה וחישה מרחוק, וכוללת גם את הגאודזיה הלווינית
  • גאוכימיה - תחום המשותף לגאולוגיה ולכימיה העוסק במחקר ההרכב הכימי של כדור הארץ ושל גופים אחרים במערכת השמש, תגובות ותהליכים כימיים המשפיעים על הרכבם של סלעים וקרקעות וגלגולי אנרגיה וחומר.
  • גאוכרונולוגיה – המדע העוסק בגילו של כדור הארץ ובגילן של שכבות הסלעים שעל פניו. גאוכרונולוגיה משתמשת בלוח הזמנים הגאולוגי על מנת לקבוע את תקופת היווצרותם של סלעים תוך שימוש בשיטות תיארוך שונות:
  • שיטת המאובנים – מבוססת על תורת האבולוציה בעולם החי והצומח, תורה שהגה החוקר והמדען צ'ארלס דרווין. תורה זו טוענת שבעולם הביולוגי חלה התפתחות מבעלי חיים וצמחים פשוטים וראשוניים (אמבות, בקטריות וכו') לבעלי חיים וצמחים מורכבים ומתקדמים יותר (יונקים, צמחי סחלב - הצמחים המתקדמים ביותר וכו'). מחקר השוואתי של מאובנים של בעלי חיים וצמחים שהשתמרו בסלע מאפשר לקבוע את גילו היחסי - הסלע שיכיל מאובנים פרימיטיביים יהיה קדום לסלע שיכיל מאובנים של בעלי חיים וצמחים מתקדמים.
  • השיטה הרדיואקטיבית - מבוססת על העובדה שאיזוטופים מסוימים הם בלתי יציבים ומתפרקים בצורה ספונטנית ליסודות אחרים (תוך שחרור אנרגיה).
  • קביעת גיל בעזרת טבעות עצים - גזעי עצים גדלים מן המרכז והחוצה, בטבעות. עובי הטבעת משתנה בהתאם לתנאי האקלים. ספירת הטבעות מעידה על הגיל.
  • קביעת גיל הסלע בעזרת פליאומגנטיזם - כלומר בעזרת התכונות המגנטיות ש"התאבנו" בסלע. בסלעים מסוימים ישנם מינרלים ברזליים שמצביעים לכיוון צפון בדומה למצפן. מסתבר שהיו תקופות בהם הצפון היה דווקא בדרום כלומר תקופות בהם המצפן היה מצביע דרומה. בסלעים מסוימים אכן המינרלים מצביעים דרומה וזה עוזר בתארוך הסלע לאותן התקופות.
  • קביעת גיל הסלע בעזרת משקעים אגמיים (ורוות - בתחתית כל אגם מצטברים משקעים: בעונה גשומה יהיה צבעם כהה בגלל סחף ובעונה יבשה יהיה צבע המשקעים בהיר. כשהאגם נעלם נשארות רק אותן שכבות דקות של משקעים אותן ניתן לספור: שכבה בהירה + שכבה כהה = שנה אחת. גאולוגים ישראלים השתמשו בשיטה זו כדי לחשב את גילה של ימת הלשון – אגם קדום שהשתרע בין הכנרת לבין חצבה שבערבה וים המלח הוא שריד שלו.
  • גאולוגיה הנדסית – יישום של הגאולוגיה המסייע לקבוע את תכונותיו הגאולוגיות של אזור בו מתוכננות להתבצע עבודות הנדסיות לצורך בנייה, למשל של סכרים וגשרים, ולתת מענה לבעיות המתעוררות במהלך העבודה.
  • גאולוגיה כלכלית - העולם המודרני צורך כמויות גדולות של אנרגיה המופקת בעיקר מנפט ופחם. אלה – יחד עם חומרים מסחריים אחרים – נכרים או נשאבים מקרום כדור הארץ. תפקידם של הגאולוגים בענף זה הוא לאתר את מרבצי החומרים, לאמוד את כמותם ולסייע בתכנון של שאיבה וכרייה שלהם.
  • תכונותיהם של קרחונים והקשר ההדדי בינם לבין תופעות אקלימיות, תוך יצירת מרחב מחקר משותף לגאולוגיה ולקלימטולוגיה – שני תחומים מרכזיים במדעי כדור הארץ
  • השפעתם של קרחונים על עיצוב הסביבה בתהליכים של בליה והובלת משקעים
תחום זה הוא אמנם ענף בגאומורפולוגיה, אך הוא מקיף ורחב מספיק כדי להוות שטח מחקר עצמאי.
  • גאופיזיקה – עוסקת בתכונות הפיזיקליות של כדור הארץ:
במינרלוגיה שני תחומי משנה עיקריים:
  • סביבה יבשתית – ביצות, נחלים ואגמים
  • סביבה חופית – לאורך חופי הים
  • סביבה ימית – אזורים שונים של קרקעית ים או אוקיינוס
  • סביבה אוופוריטית - סביבה של התאדות-יתר המתקיימת בלגונות ימיות ובאגמים יבשתיים
  • מיון ליתוסטרטיגרפי (lithostratigraphy) - מיון לפי סוגי הסלעים המרכיבים את השכבה, במטרה למיין את הסלעים לפי קבוצות בעלות משמעות כחבורות ותצורות
  • מיון ביוסטרטיגרפי (biostratigraphy) - מיון לפי המאובנים שנמצאו בשכבות, במטרה למצוא את לוח הזמנים שלפיו נוצרו השכבות, כאשר המאובנים שנמצאו בשכבה משמשים כמנחים להגדרת השכבות
  • פדולוגיה - חקר קרקעות בסביבתן הטבעית, הבנת תהליכי היווצרותן והבנת הקשר בינן ובין גורמים אחרים, כמו הסלעים עליהן נוצרו והאקלים השורר באזור הימצאותן
  • פטרולוגיה – תחום העוסק היווצרות ובסיווג סלעים, מבנם, הרכבם, מרקמם, תפוצתם, מיונם והתהליכים הכימיים והגאולוגים שהביאו להיווצרותם. קיימים שלושה ענפים של פטרולוגיה בהתאם לשלושת סוגי הסלעים: סלעי יסוד, סלעי משקע וסלעים מותמרים. תחום משנה של פטרולוגיה נקרא פֶּטרוֹגרַפיָה, והוא עוסק במיון שיטתי והגדרה מדויקת של סלעים באמצעות בדיקה מיקרוסקופית באור מקוטב של פרוסת סלע בעובי של כ-0.03 מ"מ הקרויה שקף. השקף מתקבל מניסור הסלע, ליטושו והדבקת הפרוסה על גבי זכוכית.
  • פליאונטולוגיה – ענף החוקר שרידים או עקבות של בעלי חיים, צמחים וחומרים אורגניים שהשתמרו בסלעים כמאובנים. חשיבותם של המאובנים רבה והם משמשים לקביעת זמן היווצרותם של הסלעים ולקביעת תנאי הסביבה שבה נוצרו.

קישורים חיצוניים

נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

כלים אישיים