גיאולוגיה
מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית
(הבדלים בין גרסאות)
גרסה נוכחית (12:10, 6 בדצמבר 2009) (הצגת מקור) |
|||
| שורה 86: | שורה 86: | ||
[[קטגוריה:מדעי כדור הארץ]] | [[קטגוריה:מדעי כדור הארץ]] | ||
| + | |||
| + | '''נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il''' | ||
גרסה נוכחית
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.
- גאולוגיה ימית - תחום זה עוסק בקרקעית האוקיינוס - חלק קרום כדור הארץ הנמצא מתחת לאוקיינוס, בתהליכים המתרחשים בו – כגון תנועת לוחות טקטוניים ורעידות אדמה, וכן במשקעים ובסלעים המרכיבים אותו. גאולוגיה ימית משלבת גאופיזיקה, גאוכימיה ופליאונטולוגיה על מנת לקבל תמונה שלמה של הקרקעית.
- 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 ארכאולוגית – תחום משותף לגאולוגיה ולארכאולוגיה אשר מסייע להגדיר את גילם של אתרים ארכאולוגיים בעזרת קביעת גילן של תצורות, סלעים וקרקעות באותם אתרים, כמו גם לקבוע איזה תהליכים גאולוגיים התרחשו באתר בעבר, כגון רעידות אדמה או התפרצויות געשיות.
- גאולוגיה היסטורית – תחום זה עוסק בהיסטוריה של כדור הארץ מאז היווצרותו ובשלבים השונים של התהוותו. המחקר ההיסטורי של כדור הארץ עושה שימוש בתחומים גאולוגיים שונים, בעיקר: סטרטיגרפיה, גאוכרונולוגיה, טקטוניקה ופליאונטולוגיה על מנת לבנות רצף של אירועים בעברו של כדור הארץ.
- 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.
- גאולוגיה כללית – ענף יסוד בגאולוגיה הנעזר בתחומי המחקר הגאולוגיים האחרים לצורך חיפוש מי תהום ומחצבים שונים והפקתם. בתחום זה נעשה שימוש בסקרים גאולוגיים המפרטים את מבנה קרום כדור הארץ באזורים הנחקרים.
- גאולוגיה סטרוקטורלית - תחום העוסק ביחסי המבנה הגאומטריים בין סלעים ותצורות גאולוגיות בקנה מידה רחב – מפגמים מיקרוסקופיים בגבישים ועד רכסי הרים וגבול בין לוחות טקטוניים, כמו למשל סדקים בסלעים והעתקים בין לוחות.
- גאולוגיה פלנטרית - עוסקת בגאולוגיה של גופים במערכת השמש: כוכבי לכת, ירחים ואף גופים קטנים יותר כאסטרואידים, מחקר התורם להבנה של התפתחות כדור הארץ בתוך מערכת השמש.
- גאולוגיה קרחונית – עוסקת בשני תחומים עיקריים:
- 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.
- גאומורפולוגיה – עוסקת בתהליכים המעצבים את נוף כדור הארץ, כמו למשל בליה, סחף, קארסט ושחיקה. דוגמאות לתוצרים של תהליכים אלה הם הרים, עמקים, מכתשים, לגונות, נהרות ודלתות.
- גאופיזיקה – עוסקת בתכונות הפיזיקליות של כדור הארץ:
- מבנה כדור הארץ – באמצעות גלים סייסמיים ניתן ללמוד על מבנה כדור הארץ, על חלקיו השונים וצפיפותם ועל תחומי אי רציפות ביניהם
- תכונות פיזיקליות – כמו למשל הכבידה וחקר השדה המגנטי של כדור הארץ והיפוך קטביו
- תהליכים – דוגמת זרמי הערבול, טקטוניקה ורעידות אדמה
- וולקנולוגיה - מחקר של תופעות געשיות כגייזרים ומעיינות חמים וחקר הרי געש הכולל איסוף דגימות של חומרים פירוקלסטיים ונסיונות לחיזוי התפרצויות געשיות
- טקטוניקה - תחום זה עוסק בגופים בקנה מידה גדול: יבשות ולוחות טקטוניים, ובתופעות הנובעות מתזוזתם כרכסים מרכז אוקייניים והעתקים
- מינרלוגיה - עוסקת בזיהוי וסיווג מינרלים על פי הרכבם הכימי, המבנה הגבישי שלהם ומאפיינים פיזיקליים ואופטיים.
- במינרלוגיה שני תחומי משנה עיקריים:
- קריסטלוגרפיה – תחום העוסק בקביעת סידור האטומים במוצקים, אשר על פי ההגדרה הקודמת שלו עסק במחקר המדעי של גבישים
- גמולוגיה – מחקר אבני חן שברובן הגדול הן מינרלים אך יש בהן גם חומרים אורגניים וסינתטיים
- סדימנטולוגיה - חקר סלעי משקע מסביבות היווצרות שונות:
- סטרטיגרפיה - עוסקת בתיאור רציפותן של שכבות סלע ומועד היווצרותן לפי לוח הזמנים הגאולוגי. בסטרטיגרפיה מתקיימת הבחנה במיון השכבות לפי אמות מידה שונות:
- 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
- סייסמולוגיה – חקר רעידות אדמה, השלכותיהן על גלי צונמי ומקורותיהן, כמו למשל גורמים געשיים, טקטוניים, אוקייניים, אטמוספיריים ומעשי ידי אדם
- ספלאולוגיה - חקר מערות ותופעות קארסטיות ובחינת היבטים שונים שלהן מבחינה הגאולוגית, הכימית, הביולוגית וההיסטורית
- 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
- המכון הגאולוגי, ירושלים
- אתר החברה הגיאולוגית הישראלית
- [ http://stwww.weizmann.ac.il/g-earth/geo-israel/makteshim/flash/stages502.swf מצגת של מכון ויצמן על הגאולוגיה של ישראל]
נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il
