سرشت علم(۴۱): کُره ی زمین

چهارشنبه, ۲۹ام اسفند, ۱۳۹۷
اندازه قلم متن

 

دکتر ریموند رخشانی

مقاله و فایل صوتی چهل و یکم:

سال نو ۱۳۹۸ پیروز و با آرزوی تندرستی و راستی‌ و آرامش

با سلام، من ریموند رخشانی هستم و حوزه کارشناسی من مهندسی‌ سیستم‌ هاست، و تخصص من در بکارگیری اندیشه سیستمی‌ برای انتقال فن آوری و اجرا و پیاده سازی تولید فراورده‌ های نوین می‌‌ باشد.
در این سلسله از مقالات و فایل‌ های صوتی، کوشش می کنم که علم مدرن را (به زبان فارسی) از پایه به دوستانی که علاقمند هستند، در حد توان، ارائه کنم. از اساتید، پژوهشگران و اندیشمندان عزیز، خواهشمندم که لینک‌ ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ما (که اغلب دسترسی نظام مند برای آشنایی با علم مدرن – به زبان فارسی – ندارند) ارسال فرمایند.

لینک همه مقالات و فایل‌های صوتی پیشین در پایان مقاله گذاشته شده است.

دوستانی هم که در شبکه‌ های اجتماعی حضور دارند، می توانند این مجموعه فایل‌ های صوتی و مقالات “سرشت علم” را از ابتدا از طریق لینک تلگرام زیر با دوستان دیگر شریک شوند. با احترام، ر. رخشانی

https://t.me/natureofscience

 ****

 ****

کُره­ی زمین

تقاضایی بزرگ از شما دوست  عزیز و  اندیشمند محترم (خارج از ایران)

اگر سلسله فایل‌ های صوتی و مقالات علمی “سرشت علم”  برای شما سودمند بوده ا‌ند و هستند، خواهشمندم با شنیدن هر فایل صوتی با ارسال هر مبلغی که برای شما مقدور است) شاید بعنوان شهریه نام نویسی برای کلاس های دروسی علمی به زبان فارسی ، (به حساب بانکی زیر، مرا یاری دهید.

    PayPal    نام موسسه مالی 

www.paypal.me/rrakhshani    شناسه حساب در موسسه مالی

من به کار و آموزش مدنی (غیر انتفاعی، غیر دولتی و غیر خصوصی) باور دارم و مطمئن هستم که شما، اندیشمند محترم و پژوهشگر و کارشناس و استاد و پزشک عزیز خارج از ایران (که بنحوی مستمر این پروژه علمی را در سایت ملیون و در تلگرام و در لینکدین دنبال می کنید،) می توانید با ارسال مبلغی (شاید حتی یک دلار یا بیشتر برای هر فایل صوتی و مقاله علمی، به آدرس بانکی بالا،) من را برای ادامه این کار سنگین یاری داده تا قادر باشم این فایل‌ها و مقالات را، که تا امروز حاصل بیش از ۲۵ سال کار سیستماتیک و پژوهش علمی من بوده اند، بنحوی نظام مند در اختیار جوانان دانش پژوه ما که چنین امکانی را برای دسترسی به چنین پروژه ای لازم و امروزی و مدرن در ایران ندارند، امکانپذیر نمایم. با پشتیبانی شما، می توانم این کار سنگین و پروژه علمی – پژوهشی را، هرچه دقیق تر و جامع تر،  با دغدغه کاری و نگرانی مالی کمتری ادامه دهم.

پیشاپیش از یاری و یاوری شما اندیشمندان برای پیشبرد پروژه “سرشت علم” صمیمانه سپاسگزارم. همچنین از پشتیبانی مالی دوستان عزیزم آقایان دکتر بهرخ خوشنویس، دکتر منصور رحیمی، دکتر همایون مهمنش، آقای مرتضی رحیمی و آقای سعید مجیدی و همچنین فرد محترمی ناشناس بسیار سپاسگزارممسلما پیشبرد این پروژه، تا امروز، بدون حمایت مالی شما عزیزان برای من میسر نمی بود. با احترام، ر. رخشانی

                                ******

آنسوتر از پلوتو کماکان اجسامِ مَنظومه­ ی خورشیدی موجود اند[۱]. کمَربندِ کوییپر اجسامِ فضایی بی‌­ شُماری دارد که بَرخی‌ از آنها چندین صدکیلومتر قطر دارند. از تیرگیِ آنها چنین بَرآورد می‌‌ شود که به نظر اغلب سنگی‌ هستند.

  • دو گروهِ اصلی‌ اجسامِ کمربندِ کوییپر اجسامِ “آبی” و اجسامِ “سرخ” خوانده می ­شوند که برگرفته از رنگِ نور مُنعکس­ شده از آنها می­ باشد.
  • برخی‌ دانشمندان بر این باورند که پلوتو باید جزوِ اجسامِ کمربند کوییپر، طبقه ­بندی شود.

دنباله­ دارها یا ستاره‌ های دنباله ­دار اجسامی در فواصلی دور هستند که به گرانش یا جاذبه­ ی خورشیدی متصل ­اند و مدار‌هایی‌ بیضوی شاید ۵۰۰۰۰ برابر فاصله­ ی زمین تا خورشید (یعنی‌ حدودا سه ­چهارمِ یک سالِ نوری) دارند.

  • دانشمندِ هلندی یان اورت[۲]  منشأ و خاستگاهِ دنباله ­دارها را در توده‌ های مُتراکم گردوغبار‌هایی دوردست مطرح کرد که امروزه “ابر‌های اورت”  خوانده می ­شوند[۳].
  • چندین دنباله­ دارِ معروف در دهه‌ های اخیر به زمین نزدیک شده ­اند از قبیل (ستاره‌ های دنباله ­دار) هالی ، شومیکر–لوی و هیل– باپ و غیره[۴].

یکی‌ از جذاب‌ ترین حوزه‌ های پژوهشیِ ستارگان  جُستار برای سیارگان فرا‌خورشیدی است.[۵]

  • تلسکوپ ‌های بسیار قدرتمندِ امروزی[۶] برای نخستین بار امکان ردیابیِ سیارگانی را که بدور ستارگانی دیگر شاید در حدود فاصله ­ی صد سالِ نوری در چرخش هستند (از طریقِ ردیابیِ لنگش یا تاب ­وتکان ­لرزش ­شان[۷] ) فراهم آورده است[۸].
  • بیش از ۳۰ ستاره به اندازه ­ی مشتری و بزرگ ­تر تاکنون از این طریق کشف شده­ اند.
  • تلسکوپ‌ هایِ مدرن ­ترِ تداخل ­سنج فضایی[۹] هر روزه دانشِ ما را پیرامونِ ستارگانِ فراخورشیدی افزون­ تر می ‌‌کنند.

کره­ ی زمین در بسیاری وُجوهِ خود مانندِ بقیه­ ی کراتِ منظومه­ ی شمسی‌ است[۱۰]. این سیاره در همان جهت و بر همان صفحه­ ای در گردش است که دیگر کراتِ منظومه هستند[۱۱]، همان قوانینِ فیزیکی‌ را دارد، قدمت ­‌اش مانندِ دیگر سیارات منظومه­ ی شمسی‌ است و از بسیاری از همان عناصُرِ شیمیایی‌ تشکیل شده­ است. اما در عین حال بدلیلِ داشتن ذخایرِ آبِ سطحی، یگانه است و امکان بوجودآمدن زندگی‌ را داشته است.[۱۲]

  • زمین در حدود ۱۵۰۰۰۰۰۰۰ کیلومتر از خورشید فاصله دارد که به اندازه ­ای به خورشید نزدیک است که آب را بشکلِ مایع نگه دارد و آن را بخار نکند.
  • چرخش ۲۴ ساعته به اندازه­ ی کافی‌ کوتاه است که ارتعاشاتِ گرمایی بر روی زمین موجود نباشد و به اندازه­ ی کافی‌ هم آهسته است که از جریاناتِ شدید آب و هوا جلوگیری نماید.
  • شعاعِ ۷۰۰۰ کیلومتری زمین هم به اندازه­ ی کافی‌ بزرگ است که از فرارِ ملکول‌ های آب (آنگونه که بر مریخ شده است) جلوگیری شود.

زمین به گفته­ ی دانشمندان در “عصرِ بمبارانِ بزرگ” شکل گرفته شد[۱۳]. در فاز‌های پایانیِ همفشردگی گاز‌ها و گردوغبارها سطحِ زمین تماماً مواد مذاب بود و این سیاره مدام با شهاب ‌ها و سنگ‌ های آسمانی بمباران می ‌‌شد.[۱۴]

  • با سردترشدنِ موادِ مذاب و پایانِ بمباران‌ های شهابی، سطحِ زمین به پوسته ­ای از سنگ‌ هایِ آذرین یا آتشفشانی تبدیل شد.
  • فعل ­و­انفعالاتِ شدیدِ آتشفشانی، نیتروژن، دی ­اکسید کربن، آب و دیگر گاز‌ها را به آتمسفرِ نوین این سیاره فرستاد.
  • مُتعاقبا با تقلیلِ دما یا درجه­ ی حرارتِ سطحِ زمین به کمتر از صد درجه، بارندگیِ شدید باعث بوجودآمدنِ دریا‌ها شد.
  • در فاز‌های پایانی­ تر برخوردِ شهاب­ سنگ‌ ها (از جمله آن که ماه را از زمین جدا نمود) دریا‌ها و جوّ یا آتمسفر را دیگربار شدیدا تغییر داد و از بین بُرد و فرآیندِ شکل ­گیری زمین، دیگربار تکرار شد.

در اعماقِ مُذاب کره­ ی زمین با سردترشدنِ لایه به لایه (از سطح به عمق) انواعِ مختلفِ موادها از یکدیگر جدا و متمایز شدند. این فرآیند، ساختِ لایه ­ای کره­ ی زمین را (شبیه به پوسته‌ هایِ پیاز) باعث شده است.

  • بدین­ ترتیب فشرده‌ ترین و مُتراکم‌ ترینِ فلزات (آهن و نیکل) در عمیق ­ترین لایه‌ ها و در مرکز زمین شکل گرفتند. اندازه ­ی این توده­ ی انبوه در مرکزِ زمین، کُره­ای به شعاع ۳۴۷۰ کیلومتر است.
  • بسیاری فلزات و موادِ سبک ­تر نزدیک­ تر به سطحِ زمین شکل گرفته ­اند و پوسته­ ی نسبتا نازکی را تشکیل می‌‌ دهند که معمولا چند ده کیلومتر بیشتر عمق ندارد.
  • بقیه­ ی مواد که تقریبا ۸۰% حجم و دو سومِ (۲/۳) جرمِ زمین را تشکیل داده ­اند در لایه ­ا­ی زیرینه قرار دارند که جبه یا طاقچه[۱۵]  نامیده­ شده و عمدتاً اکسیژن، سیلیکن، منگنز و آهن است.

زمین ­لرزه شناسی[۱۶]‌  که علمِ مطالعه ­ی ساخت ‌های درونی‌ زمین از طریق امواجِ صوتی است[۱۷] تصویرِ واضحی از اعماقِ زمین را فراهم کرده است.[۱۸]

  • امواجِ صدا اغلب با سُرعتی معادلِ چندکیلومتر در ثانیه از لایه‌ ها گُذر می ‌‌کنند. سرعت در لایه‌ هایِ سردتر و انبوه­ تر سریع­ تر است و در لایه‌ های کمترفشرده و داغ ­تر، کندتر می ‌‌شود[۱۹].
  • امواج در مناطقی عمیق ­تر که تراکُمِ مواد تغییر می ‌‌کند خم می ‌‌شوند . در اعماقی هم که تغییرِ ناگهانی هست (از قبیل مرزِ بین پوسته [۲۰] و جبه یا طاقچه­ ی زمین) بخشی از امواج منعکس می ‌‌شوند.
  • دو نوع حرکت و سویه­ گیریِ موج که اولیه یا تراکمی[۲۱]، و ثانوی یا برشی خوانده می‌‌ شوند، موجود هستند. با مطالعه­ ی حرکاتِ اولیه و ثانوی موج‌ ها و سویه ­گیری آنها لایه‌ های زمین و نقصان‌ های آنها اندازه­ گیری می‌‌ شوند. این امواج شاخصه‌ های تراگسیلی یا انتقالی خود را دارند.
  • زمین ­لرزه‌ ها امواجِ خود را بدلیلِ حرکتِ سنگ‌ ها یا لایه­ ها تولید می ‌‌کنند و همیشه مورد مطالعه هستند.

زمین ­لرزه ­شناسی‌ همچنین اعماقِ دُرونی‌ زمین را نیز آشکار کرده است[۲۲].

  • در مغزه یا مرکزِ زمین کره ­ای دو لایه است که عُمقِ درونی‌ آن جامد و به شعاع ۱۲۰۰ کیلومتر است و روی آن لایه ­ای از مایعِ گداخته است[۲۳].
  • جبه یا طاقچه­ ی زمین سه لایه دارد که هر کدام موادِ معدنی خود را دارند[۲۴].
  • زمین ­لرزه­ شناسی‌ همراه با مُطالعاتِ زمین­ شناسی‌ و حفرِ چاه‌ های عمیق نشان داده ­اند که پوسته­ ی بیرونی زمین بسیار متنوع و با لایه ­ها و ساخت‌ هایی‌ پیچیده است

————————————–

[۱]

Brush, Stephen, G. A History of Modern Planetary Physics: Volume 1, The Origin of the Solar System and the Core of the Earth from LaPlace to Jeffreys: Nebulous Earth. Cambridge University Press, 2009.

[۲]

Jan Oort – Oort Clouds

[۳]

Hawking, Stephen. Brief Answers to the Big Questions. Bantam, 2018.

[۴]

Halley’s Comet and Shoemaker- Levy and Hale-Bopp

[۵]

Rakhshani, Raymond. Origins of Modernity. Even Development in the Evolution of Science and Technology. South Carolina: CreateSpace, A Division of Amazon Publishing, 2011.

[۶]

برای دریافت نیاز‌های ابزاری و شناخت ابعاد و مقیاس‌ هایی‌ که در کتاب بالا بدان ‌ها پرداخته شده، نگاه کنید به:

http://htwins.net

[۷]

wobble

[۸]

Dickinson, Terence. Hubble’s Universe: Greatest Discoveries and Latest Images. Firefly Books, 2017.

[۹]

interferometric space telescopes

[۱۰]

McBride, N. and Gilmour, I. An Introduction to the Solar System. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.

[۱۱]

Woolfson, M. The Formation of the Solar System: Theories. London: Imperial College Press, 2007.

[۱۲]

Boss, A. Searching for Earths: The Race to Find New Solar Systems. New York: Wiley, 1998.

[۱۳]

Hawking, Stephen, and Mlodinow, Leonard. The Grand Design. Bantam, 2012.

[۱۴]

Zeilik, M. Astronomy: The Evolving Universe, 6th Edition. New York: Wiley, 1991.

[۱۵]

mantle

[۱۶]

seismology

[۱۷]

Stein, Seth, and Wysession, Michael. An Introduction to Seismology, Earthquakes and Earth Structure. Wiley- Blackwell, 2002.

[۱۸]

Press, F. and Siever, R. Understanding Earth, 2nd Edition. New York: Freeman, 1997.

[۱۹]

Igel, Heiner. Computational Seismology. Oxford University Press, 2017.

[۲۰]

crust

[۲۱]

Primary or compressional and secondary or shear

[۲۲]

Udias, Augustin, and Buforn, Elisa. Principles of Seismology. Cambridge University Press, 2018.

[۲۳]

Molten outer core on top of a solid inner core

[۲۴]

Dr. Tkalcic, Hrvoje. The Earth’s Inner Core: Revealed by Observational Seismology. Cambridge University Press, 2017.

————————

بخش ۴۰ این نوشته


به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید

هنوز نظری اضافه نشده است. شما اولین نظر را بدهید.