ملخص الأحياء تالتة ثانوي الأحياء وعلوم الأرض

المصطلحات والتعريفات العلمية

• الجيولوجيا (علم الأرض): العلم الذي يختص بكل ما يتعلق بالأرض ومكوناتها وحركتها وتاريخها وظواهرها وثرواتها.
• التراكيب الجيولوجية: الأشكال والأوضاع الجديدة التي تتخذها صخور القشرة (وخاصة الرسوبية) تحت تأثير القوى الداخلية والخارجية.
• المعدن: الوحدة الطبيعية الأساسية التي تتكون منها الصخور؛ مادة صلبة غير عضوية طبيعية لها تركيب كيميائي محدد وشكل بلوري مميز.
• الصخر: جسم صلب طبيعي يتكون من معدن واحد أو أكثر متحدة معًا.
• البلورة: جسم هندسي صلب له أسطح خارجية مستوية تسمى أوجه البلورة.
• عدم التوافق: سطح تعرية أو عدم ترسيب يفصل بين مجموعتين من الصخور.

أولًا: فروع علم الجيولوجيا

فوائد الجيولوجيا: البحث عن الخامات المعدنية (ذهب وحديد وفضة)، واكتشاف مصادر الطاقة (فحم، نفط، غاز طبيعي، معادن مشعة)، والبحث عن مواد البناء (الحجر الجيري والطفل والرخام والجبس والحجر الرملي والجرانيت)، والتخطيط للمدن والسدود والأنفاق ومناطق آمنة من الكوارث، والمواد الخام للصناعات الكيميائية (صوديوم وكبريت وكلور للأسمدة والمبيدات والأدوية)، والبحث عن المياه الجوفية للأراضي المستصلحة، والمشاركة في العمليات العسكرية.

ثانيًا: مكونات كوكب الأرض

• اللب الخارجي: سمكه نحو 2100 كم، حديد ونيكل منصهر، كثافته نحو 10 جم/سم³.
• اللب الداخلي: صخور شديدة الكثافة (نحو 14 جم/سم³) ونصف قطره 1386 كم، صلب. وجود اللب الخارجي المنصهر الذي يدور حول اللب الداخلي الصلب يفسر المجال المغناطيسي للأرض.

ثالثًا: التراكيب الجيولوجية

1) الطيات

• الطية: انحناء أو تجعد يصيب صخور القشرة بسبب قوى الضغط، وقد تكون مفردة أو متصلة.
• أهميتها: تمثل مصائد ومخازن للنفط والمياه الجوفية والخامات؛ وتحدد تتابع العمر الجيولوجي (أقدم أم أحدث)؛ دليل على النشاط التكتوني؛ مهمة في تصميم المشروعات الهندسية.
• عناصر الطية: المستوى المحوري (يقسم الطية إلى جزأين متماثلين)، جناحا الطية (كتلتا الصخور على جانبي المستوى المحوري)، محور الطية (خط تقاطع المستوى المحوري مع أي سطح للطبقات). | الطية المحدبة | الطية المقعرة | |---|---| | طبقاتها تنحني لأعلى وأقدم الطبقات في المركز | طبقاتها تنحني لأسفل وأحدث الطبقات في المركز |

2) الفوالق

• الفالق: كسر أو صدع في كتل الصخور يصاحبه حركة نسبية (إزاحة) على جانبي سطح الفالق.
• عناصره: سطح الفالق، الجدار المعلق (الكتلة فوق سطح الفالق)، الجدار القاعدي (الكتلة تحته). | النوع | سبب التكوين | الحركة | |---|---|---| | عادي | شد (توتر) | الجدار المعلق يتحرك لأسفل | | معكوس | ضغط (انضغاط) | الجدار المعلق يتحرك لأعلى | | الدفع (زاحف) | نوع من المعكوس، سطحه أفقي تقريبًا (زاوية ميل صغيرة) | تزحف الصخور مسافة شبه أفقية | | مضربي الانزلاق | — | حركة أفقية على نفس المستوى دون إزاحة رأسية |
• الأفاريز (Horsts): فالقان عاديان يلتقيان عند الجدار القاعدي (ارتفاع).
• الأحواض الانهدامية (Grabens): فالقان عاديان يلتقيان عند الجدار المعلق. أهمية الفوالق: مصائد للبترول والغاز والمياه الجوفية؛ أماكن خروج المياه الساخنة والينابيع (حلوان وعين السخنة وحمام فرعون) للسياحة والعلاج؛ ترسيب الخامات الاقتصادية (كالسيت ومنجنيز ونحاس وقصدير) بصعود المياه المعدنية خلال شقوق الفالق.

3) الفواصل (الشقوق)

تراكيب تكتونية، كسور في الصخور النارية والرسوبية والمتحولة بدون دليل على حركة، وتتراوح المسافة بينها من سنتيمترات إلى عشرات الأمتار حسب نوع الصخر وسمكه وطريقة استجابته للقوى. استفاد منها المصريون القدماء في بناء المعابد والمقابر وقطع المسلات.

4) عدم التوافق

سطح تعرية أو عدم ترسيب يفصل بين مجموعتين من الصخور ويدل على غياب الترسيب فترات قد تصل لعشرات الملايين من السنين. أدلة وجوده: حصى مستدير (كونجلوميرات) فوق السطح مباشرة؛ تغير مفاجئ في تتابع الحفريات؛ اختلاف في ميل الطبقات على جانبي السطح؛ وجود تراكيب أو اقتحامات نارية في مجموعة ولا توجد في الأحدث.

رابعًا: المعادن

أهميتها: استخدمها الإنسان قديمًا (أكاسيد حديد لتلوين الكهوف، والطين في الفخار)، وفي الصناعات الآن: الكالسيت في الأسمنت، الكوارتز في الزجاج، المجنتيت والهيماتيت في الصلب، الفلسبار في السيراميك. كيف تتكون؟ بعض المعادن من عنصر واحد (الذهب والكبريت والنحاس والجرافيت والماس من الكربون)، وأغلبها من عنصرين أو أكثر (الكوارتز SiO₂ والكالسيت CaCO₃). ثمانية عناصر فقط تكوّن أكثر من 98.5% من وزن صخور القشرة.

العناصر الأساسية لدراسة البلورات

1. المحور البلوري: خط يمر بمركز البلورة تدور حوله فتتكرر الأوجه أو الحروف أو الزوايا مرتين أو ثلاثًا، ويرمز له a, b, c عند اختلاف الأطوال أو a₁, a₂, a₃ عند تساويها.
2. الزوايا بين المحاور: α, β, γ.
3. مستوى التماثل: يقسم البلورة إلى نصفين متماثلين.

الأنظمة البلورية

الخواص الفيزيائية للمعادن

أ) الخواص الضوئية:

• البريق: قدرة المعدن على عكس الضوء. فلزي (بيريت، جالينا، ذهب) ولا فلزي: زجاجي (كوارتز وكالسيت)، لؤلؤي (فلسبار)، ترابي (كاولين).
• اللون: يتوقف على طول موجة الضوء المنعكس، لكنه قد لا يفيد في التعرف لأنه يتغير بالشوائب. الكوارتز: وردي (شوائب منجنيز)، بنفسجي الأميثيست (أكاسيد حديد)، لبني (فقاعات غاز)، شفاف (البلور الصخري). الاسفاليريت أصفر يتحول بني بإحلال الحديد محل الزنك. ومن المعادن ما له لون ثابت أصلي كالكبريت الأصفر والملاكيت الأخضر.
• المخدش: لون مسحوق المعدن عند حكّه على لوح من الصيني غير المصقول، ثابت لا يتأثر بالشوائب فيعتمد عليه: الهيماتيت لونه رمادي غامق أو أحمر ومخدشه أحمر، البيريت ذهبي ومخدشه أسود، الكوارتز مخدشه أبيض.
• التلون (اللعب اللوني): تغير اللون عند تحريكه أمام العين كما في الأحجار الكريمة (الماس يفرق الضوء إلى أحمر وبنفسجي، والأوبال يتلألأ).

ب) الخواص التماسكية:

• الصلادة: قدرة المعدن على مقاومة الخدش، وتقاس بمقياس موس (1 تلك، 2 جبس، 3 كالسيت، 4 فلوريت، 5 أباتيت، 6 أورثوكلاز، 7 كوارتز، 8 توباز، 9 كورندم، 10 ماس)؛ ظفر الإصبع نحو 2.5، عملة نحاسية 3.5، زجاج النافذة 5.5، لوح المخدش 6.5.
• الانفصام: قدرة المعدن على الانشطار عبر سطوح مستوية ملساء تمثل مستويات ضعف: في اتجاه واحد (الميكا والجرافيت)، في أكثر من اتجاه (الهاليت والجالينا انفصام مكعب، الكالسيت معيني الأوجه)، وبعضها بلا انفصام (الكوارتز والصوان) ويكسر محاريًا.
• الطرق والسحب: سهولة تشكيله رقائق أو أسلاكًا (ذهب، فضة، نحاس).
• أخرى: الوزن النوعي (الجالينا 7.5 والذهب 19.3) والخواص المغناطيسية (المجنتيت).

خامسًا: الصخور

أنواع الصخور حسب الأصل: نارية، رسوبية، متحولة.

الصخور النارية (أم الصخور أو الأولية)

• أول نوع تكوّن في القشرة، تتكون من تبرد وتبلور الصهارة (ماجما تحت الأرض أو لافا على السطح)؛ والصهارة سائل لزج يحوي العناصر الثمانية ببعض الغازات (أهمها بخار الماء) تحت ضغط عال في الغلاف اللدن.
• سلسلة بوين للتفاعل: عند انخفاض الحرارة يبدأ التبلور بالمعادن الغنية بالحديد والمغنيسيوم والكالسيوم، ثم تقل هذه الأيونات وتغتني الصهارة بالصوديوم والبوتاسيوم ويزداد السيليكون في النهاية. ترتيب التبلور: الأوليفين (الأول) ← البيروكسين ← الأمفيبول ← الفلسبار (بلاجيوكلاز وأورثوكلاز) ← الميكا (بيوتيت ومسكوفيت) ← الكوارتز (الأخير). التصنيف حسب التركيب المعدني: | النوع | السيليكا | الخصائص | أمثلة | |---|---|---|---| | فوق قاعدية | أقل من 45% | أولى المتبلورة، سوداء غنية بالأوليفين والبيروكسين | بريدوتيت (جوفي)، كوماتيت (بركاني) | | قاعدية | 45–55% | تتبلور فوق 1100 °م، غنية بالحديد والمغنيسيوم والكالسيوم | جابرو، دوليريت، بازلت (رصف الطرق) | | متوسطة | 55–66% | ألوانها بين الفاتح والغامق | ديوريت، ميكرو ديوريت، أنديزيت | | حامضية | أكثر من 68% | فاتحة وردية، تتبلور تحت 800 °م | جرانيت، ميكروجرانيت، ريوليت، أوبسيديان، خفاف (بيميس) | التصنيف حسب مكان التبلور والنسيج:
• جوفية: تبرد بطيء في العمق → بلورات كبيرة قليلة العدد ترى بالعين المجردة (جرانيت، ديوريت، جابرو، بريدوتيت).
• متداخلة (اقتحامية): نسيجها بورفيري (بلورات كبيرة محاطة ببلورات صغيرة) كالدوليريت والميكروديوريت والميكروجرانيت.
• بركانية (طفحية): تبرد سريع فنسيجها زجاجي (أوبسيديان) أو دقيق التبلور (ريوليت) أو رغوي (خفاف). صخور متكافئة: لها نفس التركيب الكيميائي والمعدني لكنها تختلف في مكان التكوين والنسيج وحجم الحبيبات: جرانيت (جوفي خشن) ، ميكروجرانيت (متداخل بورفيري)، ريوليت (بركاني دقيق). أشكال الأجسام النارية:
• المتداخلة الجوفية: الباثوليث (أكبرها، يمتد مئات الكيلومترات)، القباب (اللاكوليث: قبة محدبة لصهارة لزجة ترفع الطبقات فتكوّن طية محدبة؛ اللوبوليث: قبة مقعرة لصهارة قليلة اللزوجة تثني الطبقات لأسفل فتكوّن طية مقعرة)، القواطع (Dykes) تقطع الصخور المحيطة، الجدد (Sills) توازي مستويات الطبقات ولا تقطعها.
• البركانية: تدفقات اللافا (حبلية أو وسادية)، المقذوفات البركانية (بريشيا بركانية بحواف حادة، رماد بركاني ناعم تحمله الرياح)، القنابل البركانية (بيضاوية من اللافا المتجمدة).

الصخور الرسوبية

• تتكوّن من تفتت صخور قديمة بعوامل التجوية، وتنقلها عوامل النقل إلى أحواض الترسيب فتترسب في طبقات متوازية.
• خصائصها: تغطي ثلاثة أرباع سطح القشرة في طبقات رقيقة لكنها تمثل نحو 5% فقط من حجم صخورها؛ أغلبها ذو قيمة اقتصادية (حجر جيري، فوسفات، فحم، حديد، حجر رملي)؛ تضم الطينية (تتكون فيها المواد البترولية) والمسامية (تختزن النفط والغاز والمياه الجوفية)؛ الطين والحجر الرملي والحجر الجيري نحو 90% منها. | النوع | الفكرة | أمثلة | |---|---|---| | فتاتية | تصنف بحجم الفتات: أكبر من 2 مم (حصى)، 2 مم–62 ميكرون (رمل)، 62–4 ميكرون (غرين)، أقل من 4 ميكرون (طين) | كونجلوميرات، حجر رملي، طفل | | كيميائية | ترسب أملاح ذائبة بتبخر الماء أو تفاعلات كيميائية | جيرية (حجر جيري ودولوميت)، سيليكاتية (صوان)، متبخرات (جبس، أنهيدريت، ملح الصخور) | | عضوية (حيوية) | بقايا كائنات | حجر جيري حفري (من أصداف كربونات الكالسيوم)، صخور الفوسفات | مصادر الطاقة في الرسوبية العضوية:
• الفحم: دفن النباتات بعيدًا عن الأكسجين مدة طويلة في المستنقعات خلف الدلتا فتفقد المواد المتطايرة ويتركز الكربون.
• النفط والغاز: هيدروكربونات (هيدروجين وكربون) من تحلل بقايا كائنات بحرية دقيقة مدفونة مع رواسب طينية بعيدًا عن الهواء في صخور المصدر على عمق 2–4 كم وحرارة 70–100 °م ثم تهاجر وتتجمع في صخور المكمن المسامية (الرمل والحجر الرملي وأحيانًا الجيري).
• الطفل الزيتي: صخر طيني غني بالهيدروكربونات من أصل نباتي (مادة شمعية الكيروجين) تتحول إلى زيت عند تسخينه إلى نحو 480 °م، احتياطي للطاقة.

الصخور المتحولة

• التحول: تغير الصخر إلى حالة جديدة عند ارتفاع الحرارة والضغط، فيتغير معدنيًا ونسيجيًا ويترتب بمعدن عمودي على اتجاه الضغط. | النوع | الظروف | أمثلة | |---|---|---| | كتلية | تأثير حرارة عالية قرب الصهارة، يقل التأثير مع البعد؛ نسيج حبيبي كتلي | الكوارتزيت (من الحجر الرملي)، الرخام (من الحجر الجيري: بلورات الكالسيت تتماسك) | | متورقة | حرارة وضغط معًا فتنمو البلورات صفائح عمودية على الضغط | الأردواز (من الطفل بضغط عال وحرارة أقل من 200 °م)، الشست (الشست الميكائي)، النيس (من الجرانيت) |

دورة الصخور

وضع هذه العلاقة جيمس هاتون (اسكتلندي، 1785): التجوية ← النقل ← الترسيب ← التحجر (التصخر) فتتكون الرسوبية ← التحول (بحرارة وضغط) فتتكون المتحولة ← الانصهار فيتكون الصهارة ← التبرد والتبلور فتتكون النارية.

جدول مقارنة: الفالق العادي والمعكوس

تنبيهات الامتحان

1. المحدبة: الأقدم في المركز، والمقعرة: الأحدث في المركز.
2. الفالق العادي سببه الشد، والمعكوس الضغط.
3. الفواصل لا تصاحبها حركة بخلاف الفوالق.
4. المخدش أدق من اللون في التعرف على المعدن لأنه ثابت.
5. الأوليفين أول المعادن تبلورًا والكوارتز آخرها.
6. اللاكوليث (قبة محدبة) تتكون من صهارة لزجة، واللوبوليث (مقعرة) من صهارة قليلة اللزوجة.
7. الرخام من الحجر الجيري، والكوارتزيت من الحجر الرملي، والأردواز من الطفل، والنيس من الجرانيت.

قائمة المراجعة

• فروع الجيولوجيا وفوائدها.
• القشرة المحيطية (سيما) والقارية (سيال).
• الوشاح 84% وسمك الغلاف الصخري واللدن.
• اللب الخارجي المنصهر واللب الداخلي الصلب وسبب المجال المغناطيسي.
• التراكيب الأولية والثانوية.
• عناصر الطية وأنواعها وأهميتها.
• أنواع الفوالق والأفاريز والأحواض الانهدامية.
• الفواصل وأدلة عدم التوافق وأنواعه.
• تعريف المعدن وأهم المجموعات المعدنية.
• الأنظمة البلورية السبعة.
• الخواص الضوئية (بريق، لون، مخدش) والتماسكية (صلادة، انفصام).
• تصنيف الصخور النارية وسلسلة بوين.
• أشكال الأجسام النارية.
• أقسام الصخور الرسوبية ومصادر الطاقة.
• أنواع الصخور المتحولة ودورة الصخور.