چرخه های زمین

تور کوالالامپور

زمین را می توان مانند یک سیستم غول پیکر از چرخه های فعال تصور کرد. در هر چرخه، ماده و انرژی از جایی به جایی دیگر منتقل می شود و ممکن است که تغییر شکل دهد. در نهایت ماده و انرژی به جای نخستین خود بازگشته و چرخه از اول آغاز می شود. چرخه ها بر همه چیز در این سیاره تاثیر می گذارند از وضعیت آب و هوا تا شکل مناظر.

چرخه های گوناگونی روی زمین و درون آن وجود دارند تعدادی از مهم ترین آن ها عبارتند از:

١) گردش جوی

٢) جریان اقیانوس ها

٣) انتقال حرارت سراسری

٤) چرخه آب

٥) چرخه سنگ ها

حیات در زمین

اولین موجودات زنده حدود 8/3 میلیارد سال پیش و اولین دایناسورها حدود ١٥٠ میلیون سال پیش در زمین ظاهر شدند. حدود ٦٥ میلیون سال پیش نسل دایناسورها از بین رفت (انقراض دایناسورها). یکی از عوامل انقراض دایناسورها برخورد یک شهاب سنگ به زمین و پر شدن جو زمین از غبار بود. در چنین شرایطی نور و گرما به زمین نرسیده و یک دوره کوتاه یخبندان باعث مرگ دایناسورها بر اثر سرما و گرسنگی شده است. اگر همه تار یخچه زمین را در ٢٤ ساعت خلاصه کنیم، نخستین انسان ها در٢ ثانیه مانده به نیمه شب ظهور خواهند کرد.

1. گردش جوی

هوای گرم شده توسط خورشید نزدیک استوا بالا آمده و به سمت قطب های زمین حرکت می کند و دوباره به سطح زمین برگشته و به سمت استوا جریان پیدا می کند. این حرکت به همراه حرکت وضعی زمین، گرما و رطوبت را در سرتاسر سیاره به حرکت در آورده و منجر به ایجاد بادها و الگوهای وضعیت آب و هوا می شود.

در برخی مناطق جهت وزش بادها در فصول تغییر می کند. این الگوها را بادهای موسمی می نامند. در تابستان هوا بر فراز آسیا توسط خورشید گرم شده بالا می رود و هوای مرطوب را از اقیانوس هند با خود می کشد و منجر به بارندگی های روزانه در اغلب کشورهای جنوب آسیا می گردد. در زمستان هوا بر فراز آسیا سرد می شود و بیشتر رطوبت موجود را دور کرده در نتیجه هوا خشک می شود.

مشابه این الگو در اقیانوس آرام نزدیک مکزیک نیز رخ داده و هوای مرطوب و طوفان را در تابستان به جنوب غربی ایالات متحده می برد.

2. جریان اقیانوس ها

جریان اقیانوس ها با وزش بادها حرکت نموده و الگوی مشابهی را پیش می گیرد. قاره ها مسیر حرکت اقیانوس ها را سد می کنند. جریان اقیانوس ها در نزدیک استوا در جهت غرب است و سپس به سمت قطب ها می روند، هنگامی که به یک قاره برخورد کنند به سمت شرق می روند و سپس به استوا باز می گردند.

3. انتقال حرارت سراسری

انتقال حرارت سراسری چرخه بزرگ آب اقیانوس هاست که گرما را در همه زمین توزیع می کند. آب در نواحی قطبی بسیار سرد، شور و سنگین است . این آب به زمین فرو می رود و با حرکت در مسیر کف دریا به استوا می رسد. در نهایت آب در قسمت های مرزی قاره ها بالا آمده و با آب های جاری در سطح زمین ترکیب می شود. وقتی که این آب به مناصق قطبی می رسد، دوباره فرو می رود . این حرکت سه بعدی آب گرما را در اقیانوس ها مخلوط می کند و آب های قطبی را گرم می کند. این چرخه همچنین منجر به بالا آمدن مواد مغذی از عمق اقیانوس ها به سطح زمین می گردد که در اختیار گیاهان دریایی و جانوران قرار می گیرند.

4. چرخه آب

آب اقیانوس ها تبخیر شده و به جو می روند و نهایتا به شکل برف یا باران به زمین می ریزند. آبی که به زمین می رسد باعث تجزیه سنگ ها، تغذیه گیاهان و پوشش دادن مناظر می شود. سرانجام این آب ها به دریاها رفته و چرخه از اول آغاز می گردد.

5. چرخه سنگ ها

تنوع سنگ ها در زمین به دلیل وجود فرآیندهای فعال، نسبت به سایر سیارات بسیار بیشتر است. زمین شناسان برای توضیح نسبت های گونه های مختلف سنگ ها با یکدیگر از چرخه سنگ ها صحبت می کنند .

این چرخه می تواند از جریان مواد مذاب آتشفشانی و سرد شدن آن ها برای تشکیل سنگ های آذرین آغاز شود. هنگامی که ا ین سنگ ها در معرض آب قرار می گیرند تجزیه شده در نتیجه مواد معدنی با رسوب تبدیل به سنگ های رسوبی می شوند. این سنگ ها در نهایت به اعماق زمین می رسند و در اثر گرما و فشار به سنگ های دگردیس تبدیل شده و در نهایت مذاب گشته و به موادی برای تشکیل سنگ های آذرین تبدیل می شوند. سنگ ها به ندرت در یک چرخه کامل قرار می گیرند. در عوض بعضی از مراحل حذف و بعضی تکرار می شوند.

درون زمین

زمین شناسان قادر به مطالعه مستقیم اعماق زمین می باشند. عمیق ترین چاه حفر شده ١٣ کیلومتر است. زمین شناسان می دانند که قسمت های زمین با لایه نازك پوسته آن متفاوتند. در اعماق زمین فشار به قدری زیاد است که مواد معدنی با فشرده شدن به موادی با چگالی بسیار زیاد که در سطح زمین یافت نمی شوند، تبدیل می گردند.

یکی از راه های شناخت ترکیب بندی زمین، آنالیزهای شیمیایی سنگ های آسمانی است.

گونه های خاصی از این سنگ ها که کندریت (chondrite) نامیده می شوند، پیش از برخورد با زمین در منظومه شمسی بدون هیچ تغییری از قرن ها پیش باقی مانده اند. زمین شناسان می توانند با استفاده ا ز کندریت ها، منشا ترکیب بندی های شیمیایی زمین را تخمین زنند.

علیرغم کندریت ها، زمین با لایه ها یی که مشتمل از مواد گوناگون شیمیایی می باشند، شکل گرفته است. زمین شناسان با مطالعه لرزش های ناشی از زمین لرزه ها، به کمک تجهیزاتی که لرزه نگار نامیده می شوند، در مورد عمق زمین پی به نکات جدیدی می برند. سرعت و حرکت لرزش های درون زمین به ترکیب بندی و چگالی موادی که لرزه ها در میان آن قرار گرفته اند بستگی دارد . زمین شناسان با آنالیز کردن این لرزش ها به جزئیات فراوانی از عمق زمین پی می برند.