سرشت علم(۵۱): نمونه ی کاربردی – رسوبات اقیانوس‌ ها (اسنادی ۵ میلیون ساله)

جمعه, 10ام خرداد, 1398

اندازه قلم متن

دکتر ریموند رخشانی

مقاله و فایل صوتی پنجاه و یکم

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”

نمونه ی[۱] کاربردی[۲] – رسوبات اقیانوس‌ ها[۳] (اسنادی ۵ میلیون ساله)

کَفِ اقیانوس‌ ها[۴] پوشیده از صد‌ها گونه ‌ی^[۵] میکرُوسکوپی گیاهان و جانورانی است[۶] که هر روزه از اتم‌ هایِ هوا و از آب[۷] اقیانوس ‌ها[۸] بهره می‌‌ گیرند[۹].

آب سَنگ‌ هایِ مرجانی^[۱۰] و کفِ اقیانوس‌ ها (که سه چهارُمِ کره ی زمین را پوشانده اند[۱۱]) نیز اسنادِ گران قیمتی از تاریخِ این کره را نگهداری می‌‌ کنند[۱۲] . از آن گذشته تاریخِ نهفته در دریا‌ها[۱۳] قدمتی بسیار بیشتر از اسنادِ درون یخ‌ ها دارند[۱۴].

یخ‌ هایِ عظیمی‌ که بر روی هم انباشت شده اند[۱۵] تنها از تبخیر آبِ اقیانوس‌ ها می ‌‌توانستند بوجود آمده باشند[۱۶]. آب سنگ ‌هایِ مرجانی[۱۷] نوعی “جزر و مد سنجِ” پیشاتاریخی را فراهم می ‌‌کنند[۱۸] که بر اساس آنها می‌‌ توان تاریخِ کاهش و افزایش سطحِ دریا‌ها را اندازه گیری کرد[۱۹].

آب سنگ‌ ها تنها می ‌‌توانند در عمقی بین ۵ تا ۱۵ متریِ سطح دریاها و در درجه ی حرارتی مشخص و درصد نمک یا شوری مشخصی‌^[۲۰] از آب دوام بیاورند.
اگر سطحِ دریا به نحوی ناگهانی بیش از ۵ متر پایین برود آب سنگ‌ ها از بین می‌‌ روند[۲۱]. اگر برعکس سطح دریا بیش از ۱۵ متر بالا برود، آب سنگ ‌ها بدلیل نرسیدنِ نور از بین می ‌‌روند[۲۲].
گندمه و گزنه ی دریاییِ[۲۳] آب سنگ‌ ها^[۲۴] بر روی جلبک ‌هایی^[۲۵]‌ می ‌‌رویند که به فتوسنتز و نورِ خورشیدی نیازمندند[۲۶]. بدونِ نورِ خورشید جلبک ها[۲۷] از بین رفته و آب سنگ ‌ها نیز می ‌‌میرند[۲۸].
عمرسنجی یا تخمین سنّ رادیوآکتیو با بکارگیری روش کربنِ ۱۴ به کربنِ ۱۲ و همچنین روش توریومِ ۲۳۰ به توریومِ ۲۳۴ ^[۲۹] جزر و مد‌های کهن^[۳۰] را زمان یابی‌ کرده اند[۳۱].
برای نمونه با تاریخ گذاری یا قدمت زنیِ ‌رادیوآکتیو در اطراف آب سنگ‌ هایِ تاهیتی[۳۲] دو افزایشِ سطح آب ۱۵ تا ۲۰ متری در حدود ۱۴۷۰۰ سال پیش شناسایی شده است[۳۳].
آنالیزِ دقیقِ آب سنگ‌ ها در اطراف باربادوس^[۳۴] زمانِ آخرین عصرِ یخِ بزرگ را از از ۲۶۰۰۰ سال پیش به حدود ۱۲۰۰۰ سال پیش نسبت می‌‌ دهد[۳۵] (که سطحِ دریا حدود ۱۳۰ متر کاهش داشته است[۳۶].)
بالا رفتن سطح دریا هم (در حدود ۳ تا ۴ متر) بدلیل آب شدن برخی‌ یخ‌ ها در حدودِ ۱۲۵۰۰۰ سال پیش اتفاق افتاده است[۳۷].
در مطالعات اخیرتر دانشمندان با استفاده از دستگاه‌ های نقشه برداری از کف خلیج فارس ، و نمونه برداری از سنگ‌ ها و ابزار‌های فلزی یافت شده، وجود چندین شهرک با خانه هایی سنگی که متعلق به دوره ای بین ۸۰۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ سال پیش هستند، کشف کرده ا‌ند[۳۸]. پرفسور جفری رز[۳۹] از دانشگاه بیرمنگام در انگلستان می نویسد که با پایان آخرین عصر یخ (حدود ۱۲۰۰۰ سال پیش) ، و بالا آمدن سطح آب در اقیانوس هند، این منطقه که برای هزاران سال، منطقه ای بسیار حاصلخیز کشاورزی برای انسان ‌های نخستین (از حدود ۱۲۵۰۰۰ سال پیش) بوده به تدریج تبدیل به خلیج شده و (از حدود ۸۰۰۰ سال پیش) موجب مهاجرت عظیمی به سرزمین ‌های بالاتر و بویژه به بین النهرین شده است[۴۰]. دانشمندان ریشه ی اسطوره ‌های کهن پیرامون سیل ‌های عظیم (توفان نوح و غیره) در ادیان شروع شده در آن منطقه را، در این کشفیات اخیر می دانند[۴۱].

کفِ اقیانوسِ اطلسِ شمالی حاوی سنگ ریزه‌ هایی^[۴۲]‌ است که آنالیزِ شیمیایی‌ و ترکیبِ ایزوتوپی آنها نشان می ‌‌دهد که از شمال کانادا و گرین لند[۴۳] به آنجا آورده شده اند. ^[۴۴]

دانشمندان بر این باورند که جداشدنِ کلاهک‌ های یخی و کوه‌ های عظیم یخ (از کانادا و گرین لند) که بر روی آب‌ ها در حرکت بوده اند[۴۵] و کم کم و بتدریج آب شده اند آن سنگ ریزه ‌ها را با خود آورد‌ند[۴۶].
وجودِ کلاهک‌ های یخی و کوه‌ های عظیم یخ سبب سردی بیشتر آب ‌ها هم بوده است[۴۷].
تاکنون ۹ لایه ی سنگ ریزه ای (با دوره‌ های ۱۵۰۰ ساله) با قدمتِ ۱۲۰۰۰ سال شناسایی شده اند[۴۸].
پژوهشگران با بکارگیریِ آزمایشاتِ ایزوتوپی ثابت کرده اند که این دوره‌ های ۱۵۰۰ ساله با دوره‌ های ۱۵۰۰ ساله ارتعاشات و فعالیت ‌هایِ خورشیدی (که بر آب وهوای زمین تاثیر دارد) هم زمان‌ و هم خوان‌ بوده اند[۴۹]. (پینوشت ح)

آنالیزِ کفِ اقیانوس در غربِ آفریقا هم همین نتیجه گیری‌ ها را تایید می ‌‌کند[۵۰].

جانورانِ تک سلولی آن منطقه به دما یا درجه ی حرارتِ سطحِ آب بسیار حساس هستند[۵۱]. با نسبتِ ایزوتوپی اکسیژن در صدفِ آنها می‌‌ توان درجه ی حرارت سطحِ دریا‌ها را اندازه گیری کرد[۵۲].
اندازه گیری‌ های ایزوتوپیِ اکسیژن در صدف ها و درجه حرارت ‌های سطح دریاییِ پایین تر، با دوره ی کلاهک ‌های یخی و کوه ‌هایِ بزرگ یخِ غوطه ور بر اقیانوسِ اطلسِ شمالی‌ همخوانی کامل دارد[۵۳].
آنالیزِ ایزوتوپی رسوباتِ دریاییِ سواحلِ غربِ آفریقا[۵۴] همچنین نشان می ‌‌دهد که در دوره‌ های سردترِ زمین، رسوباتِ دریایی گردوغبار صحرایی بیشتری در خود داشته اند (که بیانگر خشک وسرد بودنِ هوا در آن زمان است[۵۵]. )
گرده‌‌ هایِ چربِ روی گیاهان با گردوغبار باد‌ها به دریا‌ها منتقل شده اند، و در رسوباتِ دریایی راه یافته اند. در دوره ‌های سردترِ زمین، وفورِ گیاهان نوعِ C4 بیشتر به چشم می‌‌ خورد و بر عکس در دوره‌ های گرم ترِ زمین گیاهان نوعِ C3 بیشتر هستند. با اندازه گیریِ ایزوتوپی نسبتِ کربنِ – ۱۳ به کربنِ – ۱۲ در رسوباتِ دریایی در صد دو گیاهِ نوع C3 و C4 ، زمان دوره‌ های گرم و سردتر زمین کاملا آشکار می ‌‌شود[۵۶].

رسوباتِ دریاییِ درازمدت تر برای مطالعه ی ارتباطِ بین تغییرات آب وهواییِ زمین و مطالعه ی دوره ی تکاملیِ موجوداتی که بتدریج به انسان[۵۷] تغییر کرده اند، بکارگرفته شده اند[۵۸].

رسوباتِ عمیق ترِ دریا‌های شرق و غربِ آفریقا اسنادی ۵ میلیون ساله در خود دارند[۵۹]. این اسنادِ ایزوتوپی نشان می ‌‌دهند که تا تقریبا ۲.۸ میلیونِ سال پیش چرخه ی غالبِ دَوَرانی زمین چرخه ی ۲۳۰۰۰ ساله ی محورِ چرخشی^[۶۰] بوده است. پس از آن چرخه ی ۴۱۰۰۰ ساله ی تمایلیِ این کره^[۶۱] و چرخه یِ ۱۰۰۰۰۰ ساله ی گردشِ بدور خود^[۶۲] سبب ایجادِ تغییراتِ آب وهوایی شده اند[۶۳].

چهار عصر آشکار و واضحِ ۲.۸، ۱.۷، ۱.۲، و ۰.۶ میلیون ساله تا کنون شناسایی شده است که با دوره بندیِ تکاملِ زیست شناختی^[۶۴]‌ همخوانی دارد.
پدیده ای که در آن در حدود ۲.۸ میلیون سالِ پیش کلاهک‌ های یخی و کوه‌ های عظیمِ یخ پدیدار شده و آب وهوای آفریقا تغییری اساسی‌ دارد، با واقعهی دو شاخه شدن “لوسی^[۶۵]” یعنی‌ قدیمی‌‌ ترین نوع هومونید کشف شده[۶۶]، همخوانی زمانی‌ دارد[۶۷].
تقریبا ۱.۷ میلیون سال پیش هم یعنی‌ دورانی که آب وهوایِ بسیار سرد و خشکِ عصرِ یخ ثبت شده[۶۸]، با ظهور هومو اِرِکتوس^[۶۹] (موجود بر دو پا ایستاده) همخوانی زمانی‌ دارد[۷۰].
در محدوده ی زمانی‌ ۱.۲ تا ۱ میلیون سال پیش با ظهورِ موجود هومو^[۷۱] (که مغز بزرگ تری دارد) هم زمان است.
ارتباط تغییراتِ آب وهوایی با دوره بندیِ تکاملِ زیست شناختی از ۷۰۰۰۰۰ سال پیش تا کنون مشهودتر است.

در ابعادِ زمانیِ‌ طولانی تر رسوباتِ دریایی جابجایی قاره ‌ها را نیز نشان می ‌‌دهند.

در حدود ۳ تا ۴ میلیون سال پیش که تنگه ی پاناما از بین رفت اسنادِ آب وهوایی نشان از تغییری عمده دارند.
با بسته شدنِ تنگه ی پاناما گردشِ آزادِ آب بین دو اقیانوس اطلس و آرام باز ایستاد. در نتیجه ی آن تغییر آب اقیانوسِ اطلس نمکین تر و آب اقیانوس آرام تازه تر شدند.
طرحِ امروزی جریان‌ های آب اقیانوسی^[۷۲] (که تاثیر بر آب و هوا دارند) از آن زمان شروع شده است.
حرکت یا شیفت‌ قاره ‌ها^[۷۳] نیز با تاریخ گذاری یا عمرسنجی رسوباتِ اقیانوس‌ ها به اثبات رسیده است.
همه ی تغییراتِ فوق بسیار تدریجی بوده و ابعادی بمراتب طولانی تر از تاریخِ کوتاه بشری داشته اند.
البته تغییراتِ ناگهانی و فاجعه بار^[۷۴] آب و هوا نیز (بویژه بدلیل برخوردِ شهاب سنگ‌ ها به کره ی زمین) بوقوع پیوسته اند.

[۱]

چاپ و انتشار این مقالات و فایل‌ های صوتی بدون ذکر نام نویسنده و مرجع، و هرگونه استفاده برای مقاصد خصوصی و اهداف انتفاعی بدون گرفتن مجوز از نویسنده اکیدا غیر قانونی است

[۲]

همانگونه که در دیباچه ی کتاب زیر آمده، در میان بخش‌ های به هم مرتبط این کتاب، یاداشت ‌ها و نوشته‌ هایی‌ با عنوان های “نمونه‌ های کاربردی” قرارگرفته اند که در بیشتر موارد به جنبه ‌های اجرایی و به سرمشق ‌های پیاده سازی و به نمونه‌ های کاربردی موضوع‌ های علمی‌ می‌‌ پردازند.

[۳]

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

[۴]

Heezen, Bruce, C. and Ewing, Mary, and Heezen, Maurice. The Floors of the Ocean: The North Atlantic. The Geological Society of America, 2009.

[۵]

species

[۶]

Farndon, John, and Safina, Carl. Atlas of Oceans: An Ecological Survey of Underwater Life. Yale University Press, 2011.

[۷]

Leier, Dr. Manfred. World Atlas of the Oceans: More than 300 Maps and Charts of the Ocean Floor. Firefly Books, 2001.

[۸]

Macken, Joann Early. Ocean Floors, Water Habitats. Weekly Reader, Gareth Stevens Publishing Company, 2005.

[۹]

Prothero, Donald, R. and Buell, Carl. Evolution: What the Fossils Say and Why it Matters. Columbia University Press, 2007.

[۱۰]

آب سنگ ‌های مرجانی coral reefs تپه ی دریایی هم ترجمه شده اند.

[۱۱]

Ignotofsky, Rachel. The Wondrous Workings of Planet Earth: Understanding Our World and its Ecosystems. The Speed Press, 2018.

[۱۲]

Sheppard, Charles, and Davy, Simon, and Pilling, Graham, and Graham, Nicholas. The Biology of Coral Reefs. Oxford University Press, 2018.

[۱۳]

Buschmann, Rainer, F. and Nolde, Nance. The World’s Oceans: Geography, History, and Environment. ABC-CLIO, 2018.

[۱۴]

Rattini, Kristin. National Geographic Reader: Coral Reefs. National Geographic Books, 2015.

[۱۵]

Glassley, William, E. A Wilder Time: Notes from a Geologist at the Edge of the Greenland Ice. Bellevue Library Press, 2018.

[۱۶]

Ignotofsky, Rachel. The Wondrous Workings of Planet Earth: Understanding Our World and its Ecosystems. The Speed Press, 2018.

[۱۷]

Humann, Paul, and Deloach, Ned. The Reef Set: Reef Fish, Reef Creatures and Reef Corals. New World Publications, 2013.

[۱۸]

King, Jeanne. Tide Pools and Coral Reefs Thematic Unit. Teacher Created Resource, 2004.

[۱۹]

Berner, Elizabeth Kay, and Berner, Robert, A. Global Environment: Water, Air and Geochemical Cycles. Princeton University Press, 2012.

[۲۰]

salinity

[۲۱]

Williams, Andy. Oceans: Explore the Natural World of the Atlantic Ocean and the Sea Floor. Crabtree Publishing Company, 2002.

[۲۲]

Roberts, Callum. The Ocean of Life: The Fate of Man and the Sea. Penguin Books, 2013.

[۲۳]

Stefoff, Rebecca. Corals: Secrets of their Reef-Making Colonies. Capstone Press, 2019.

[۲۴]

coral polyps

[۲۵]

algae

[۲۶]

Rosenberg, Eugene, and Loya, Yossi, and et al. Coral Health and Disease. Amazon Digital Services LLC, 2013.

[۲۷]

Gardiner, Stanley, J. Photosynthesis and Solution in Formation of Coral Reefs. An Original Article from the Proceeding of the Linnean Society in London, 1930.

[۲۸]

Jones, Arthur Owen. Biology and Geology of Coral Reefs, Vol. 1. Academic Press, 2012.

[۲۹]

thorium 230 to thorium 234 decay

[۳۰]

Ancient tides

[۳۱]

Lalli, Carol, and Parsons, Timothy, R. Biological Oceanography: An Introduction. Butterworth- Heinemann, 1997.

[۳۲]

Thomson, William. Tides and the Ocean: Water’s Movement around the World, from Waves to Whirlpools. Black Dog & Leventhal, 2018.

[۳۳]

Zhang, Zhuomin, M. and Tsai, Benjamin, K. and Machi, Graham. Radiometric Temperature Measurements: Applications (Book 43, Experimental Methods in Physical Science.) Academic Press, 2009.

[۳۴]

Barbados

[۳۵]

Humann, Paul, and Deloach, Ned. Reef Coral Identification: Florida, Caribbean, Bahamas. New World Publications, 2013.

[۳۶]

Zhang, Zhuomin, M. and Tsai, Benjamin, K. and Machi, Graham. Radiometric Temperature Measurements: Fundamentals (Book 42.) Academic Press, 2009.

[۳۷]

Douglas, Bruce, and Kearney, Michael, S. and Leatherman, Stephen, P. Sea Level Rise, Volume 75: History and Consequences. Academic Press, 2000.

[۳۸]

Biotechnology and Biological Sciences Research Council. Annual Report and Accounts (2016-2017 House of Commons.) H M Government, 2017.

[۳۹]

Professor Jeffrey Rose, Anthropologist at Birmingham University

[۴۰]

مطالعات پرفسور هانس پیتر اورپمان در دانشگاه توبینگن پایه‌ های علمی پژوهش‌ های سنگواره ای در خلیج فارس بوده است.

Professor Hans-Peter Uerpmann of Tubingen University

https://medinapublishing.com/book-author/hans-peter-uerpmann/

https://www.livescience.com/1715-scientist-human-origin-impossible-pinpoint.html

[۴۱]

https://www.livescience.com/10340-lost-civilization-existed-beneath-persian-gulf.html

[۴۲]

rock grains

[۴۳]

Commeau, R. F. and Thompson, Jeffreg, et. al. Mineralogy and Chemistry of Ocean Floor Hydrothermal Precipitates from Kolbeinsey and Reykjanes Ridges near Iceland: Scanning Electron Microscope. BiblioGov, 2013.

[۴۴]

Cox, J. Climate Crash: Climate Change and What It Means for Our Future. Washington DC: Joseph Henry Press, 2005.

[۴۵]

Cone, Marla. Silent Snow: The Slow Poisoning of the Arctic. Grove Press, 2018.

[۴۶]

Leier, Dr. Manfred. World Atlas of the Oceans: More than 300 Maps and Charts of the Ocean Floor. Firefly Books, 2001.

[۴۷]

National Aeronautics and Space Administration (NASA) . Sea Surface Temperature and Salinity Mapping from Remote Microwave Radiometric Measurements of Brightness Temperature. Amazon Digital Services, LLC, 2019.

[۴۸]

Dawkins, Richard. Science in the Soul. Penguin Random House Publishers, 2017.

[۴۹]

Ahrens, Donald, C. and Henson, Robert. Meteorology Today: An Introduction to Weather, Climate and the Environment. Brooks Cole, 2018.

[۵۰]

Green, Jen, and Veres, Laszlo. 3-D Explorers: Oceans. Silver Dolphin Books, 2018.

[۵۱]

Seinfeld, John, H. and Pandis, Spyros, N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. Wiley, 2016.

[۵۲]

Lutgens, Fredrick, K. and Tarbuck, Edward, J. and Tasa, Dennis, G. Foundations of Earth Science. Pearson, 2016.

[۵۳]

Cole, Milton, W. and Lueking, Angela, D. and Goodstein, David, L. Science of the Earth, Climate and Energy. World Scientific Publishing Company, 2018.

[۵۴]

Walton, Alan, G. Formation and Properties of Precipitates. Krieger Publishing Company, UK., 1979.

[۵۵]

Barry, Dr. Roger, G. and Hall-McKim, Dr. Eileen, A. Essentials of the Earth’s Climate System. Cambridge University Press, 2014.

[۵۶]

Edwards, Gerald, and Walker, David. C3, C4: Mechanisms, Cellular and Environmental Regulation of Photosynthesis. University of California Press, 1983.

[۵۷]

Christakis, Nicholas, A. Blueprint: The Evolutionary Origins of a Good Society. Little, Brown Spark, 2019.

[۵۸]

Denecke, Jr. Edward, J. Let’s Review Earth Science: The physical Setting. Barrons Educational Series, 2017.

[۵۹]

Marshak, Stephen, and Rauber, Robert. Earth Sciences: The Earth, The Atmosphere, and Space. W. W. Norton & Company, 2017.

axis of rotation

tilt

shape of orbit

Barry, Dr. Roger, G. and Hall-McKim, Dr. Eileen, A. Essentials of the Earth’s Climate System. Cambridge University Press, 2014.

[۶۴]

biological evolution

[۶۵]

Lucy as the most ancient hominid

[۶۶]

Harari, Yuval Noah. Sapiens: A Brief History of Humankind. Harper Perennial, 2018.

[۶۷]

Berger, Lee, and Hawks, John. Almost Human: The Astonishing Tale of Homo Naledi and the Discovery that Changed our Human Story. National Geographic, 2017.

[۶۸]

River, Charles. Homo Erectus: The History of Archaic Humans Who Left Africa and Formed the First Hunter Gatherer Societies. Charles River Editors, 2018.

[۶۹]

homo erectus

[۷۰]

Odell Smith, C. The Naked Australopiths: Potential Culturally Generated Contributions to Hair Loss in Australopithecus and/ or Habilines. How our Paleolithic Ancestors May Have Helped Themselves to Become Hairless. Createspace Independent Publishing, 2018.

[۷۱]

homo

[۷۲]

great ocean conveyor

[۷۳]

continental position shifts

[۷۴]

sudden and catastrophic changes

__________________________

«این‌ همه[۱]»

ر. رخشانی

این‌ همه سَرو‌هایِ تَبَرخورده

این‌ همه مادران آزرده،

این‌ همه آدمک‌ های جامه‌ سیاه

این‌ همه دل، برون و درون، جمله سیاه

این‌ همه درد، این‌ همه زجر، این‌ همه اشک

این‌ همه رفتارهایِ تباه

این‌ همه نفرین، این‌ همه حِرص، آز و گناه

این‌ همه آشوب در گوهر و ذهن و نگاه،

این‌ همه زخم بر دهان

این‌ همه سین جیم، شکنجه

این‌ همه تیغِ به ما آخته‌ ات یعنی‌ چه؟

این‌ همه مویه، شِکوه، نوحه، عزا

این‌ همه ترس از فنا

این‌ همه بَند بر دست و به پا

این‌ همه دشمنانِ دروغین برای بقا

این‌ همه کمبودِ مِهر،

فقدان عشق،

نبود صفا.

————————————-

پی‌ نوشت ح