-
زمین و دانستنی های آن
زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است.
فاصله متوسط از خورشید 60.149 کیلومتر
قطر استوا 12756 کیلومتر
مدت حرکت وضعی 93.23 ساعت
مدت حرکت انتقالی 26.365 روز
سرعت حرکت انتقالی 79.29 کیلومتر در ثانیه
دمای سطحی 55 تا 70 درجه سانتیگراد
جرم (زمین = 1) 00.1
چگالی متوسط (آب = 1) 52.5
جاذبه (زمین = 1) 1
تعداد قمر 1
زمین شرایط بسیار منحصر بفردی دارد. هیچکدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آنها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که 4.5 میلیارد سال طول کشیده است، همچنان بطور طبیعی و نیز بر اثر فعالیتهای انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.
زمین در آغاز شکل گیری
در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.
4.5 میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.
پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.
زمین در آغاز شکل گیری
با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برایپیدایش حیات در آن فراهم شدند.
نحوه پیدایش و تکامل زمین
زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به تدریج عناصر سنگین‌تر ته‌نشین شده و هسته فلزی را به وجود آوردند ، و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوسها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است. مشخصات زمین
زمین سیاره‌ای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن می‌سازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.
زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش می‌چرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی میکند (مدار زمین).
کره مغناطیسی
با چرخش زمین به دور خودش ، چرخه‌هایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید می‌کنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد می‌کنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده میشود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت میکند.
بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور میکند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.
آینده زمین
از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود 5 میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل میشود و افزایش حجم میدهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس میشود. سپس جو زمین شروع به تبخیر میکند و گیاهان خشک آتش میگیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین میرود.
انتظار نجومی
شاید انسان در آینده بتواند قبل از وقوع فاجعه‌های فوق زمین را به جایی دورتر از خورشید منتقل کند.
شاید امکانات آینده ، انسانهای آن زمان به سیاره قابل سکونت دیگری کوچ کنند.
شاید بشر بتواند مانع از وقوع فاجعه‌های فوق در خورشید و زمین شود.
باید پنج میلیارد سال انتظار کشید.
تاریخ پیدایش جهان
تئوری بیگ بنگ(مهبانگ) برجسته ترین تئوری علمی است که تاکنون در مورد پیدایش جهان ارائه شده است. به طور تخمینی انفجار بزرگ در حدود 15 میلیارد سال گذشته رخ داد. با اینکه بشر سالیان سال است که در جستجوی درک پیداش جهان است اما تنها در طی 50 سال گذشته توانسته است که به پاسخ برخی از سوالات در باره پیدایش جهان و عالم گیتی دست یابد.
در طول این سالیان تمدنهای مختلف با به وجود اوردن گونه های مختلف کیهان شناسی سعی بر ان داشته اند که فلسفه هستی و پدیده های که در طبیعت و اسمان تاریک رخ میدهد را روشن سازند. به طور قابل ملاحظه بعضی از عقاید مطرح شده از بعضی جهات به واقعیات نزدیک بودهاند.
نظریه انفجار بزرگ در ابتدا توسط کشیش بلژیکی به نام Georgs Lemaitre در سال1927 بیان شد.فرضیه او بعد از مشاهده ی تغییر red shift (خطوط طیف قرمز که برای اندازه گیری فاصله ستارگان از زمین به کار میرود) در سحابی های دور دست ( توده های عظیم گازی) توسط ستاره شناسان ،به عنوان مدل مبنی بر فرضیه ی نسبیت برای جهان مطرح شد. اما فرضیه بیگ بنگ زمانی قاطعانه مورد تایید قرار گرفت که این تشعشعات در سال 1964 توسط Arno Penzias وRobert Wilson کشف شد. که بعدها این 2 نفربه علت همین کشف خود برنده جایزه نوبل شدند.
به طور تخمینی 15 بیلیون سال پیش تمامی مواد و همچنین فضا در یک حجم کوچک و بسیار داغ فشرده شدند
ودر کمتر از یک ثانیه شروع به انبساط کردند که همچنان ادامه دارد.
قبل از انفجار بزرگ چه اتفاقی افتاد؟ تا به حال کسی جواب این سوال را نمی داند اما نظریات گوناگونی در این باره وجود دارد.به عقیده برخی لکه اولیه به وسیله نوسانات کوانتوم در خلاء به وجود امد برخی دیگر بر این باورند که لکه اولیه در اثر اتفاقاتی که در کیهانی دیگر روی داده به وجود امده.عده ای دیگر بر این باورند که کیهان خودش را در طول تریلیونها سال بازسازی می کند و هر بار که دو تا از ابعاد با هم برخورد می کنند انفجار بزرگ رخ می دهد و البته نظریات دیگری هم وجود دارد.
سعی ما در اینجا این است که تا جایی که علم امروزی قادر به ان است وقایعی را که منجر به پیدایش هستی شد توضیح بدهیم.
اولین 3 دقیقه
در ثانیه 0 : در حال حاضر قبل از انفجار بزرگ کیهان خیلی داغ و غلیظ است. قوانین فیزیک هنوز قابل کاربرد نیستند. در لحظه ایجاد حداقل 10 بعد برای شکل دادن به کیهان به وجود می ایند. از این ابعاد تنها 4 بعد به وجود خود ادامه می دهند که ما انها را می شناسیم: 3 تا از ابعاد فضا و یک بعد زمان.
در نتیجه روی دادن انفجار بزرگ فضا منبسط شده و سپس خنک می گردد در این حین نطفه حوادث مهم بسته می شود که به اختصار انها را مرور می کنیم....
0.0000000000000000000000000000000000000000001 (10-43) ثانیه :
گرانش یا جاذبه که یکی از 4 نیروی بنیادیست پدیدار می گردد.
0.0000000000000000000000000000000001 (10-34) ثانیه :
ماده تشکیل می شود قطعات ساختاری مانند ذرات کوارک لپتون فوتون و نوترون به کیهان سرازیر می شوند. قابل یاد اوریست که در این لحظه کیهان به اندازه یک هندوانه می باشد.
0.000006 (10-6) ثانیه :
کوارک ها به همدیگر می پیوندند در نتیجه پروتون و نوترون به وجود می ایند. پروتون و نوترون که هر کدام از 3 کوارک تشکیل شده اند ذرات اصلی در هسته تمامی اتمها می باشند.
در دقیقه 3: در ابتدا به دلیلی که هنوز هم برای دانشمندان معلوم نیست یک الکترون به وجود آمد این الکترون با جذب انرژی با یک الکترون دیگر ترکیب شد و یک پروتون به وجود آورد این الکترون و پروتون با هم دیگر سایر اجزای اتم از قبیل پوزیترون میون و ... را پدید آوردند و بدین ترتیب اولین عنصر ( هیدروژن) تشکیل شد.
هیدروژن های تشکیل شده با پدیده های هم جوشی باعث به وجود آمدن عناصر سنگین تر از قبیل هلیم و لیتیم (که سبکترین عناصر می باشند) شدند. از با هم بودن این عناصر جرمی تشکیل شد که به تدریج با آزاد کردن انرژی به اجرام کوچک تر تجزیه میشد ( این فرآیندها چند صد میلیارد سال طول کشیده است) اما یکی از این اجرام بسیار سنگین به علت فراوانی انرژری درونی حاصل از هم جوشی و شکافت هسته ای به یک باره منفجر شد و اجزای کوچک تری با ثبات اتمی بیشتر نسبت به جرم اولیه پدید آمدند.
بعد از 300 هزار سال:
میانگین دما به 3000 درجه کاهش یافته است (برابر با 5000 درجه فارنهایت). الکترونها قادر به ماندن در مدار هسته هستند . اتمهای هیدروژن و هلیوم سر انجام سوخت ستارگان را به وجود می آورند.
بعد از یک ملیون سال:
تا این زمان کیهان کدر و مات بوده است وغیر قابل رویت و این به دلیل فزونی الکترونهای رها شده است هنگامی که بیشتر الکترونها در مدار هسته قرار میگیرند کیهان شفافتر شده و دیدن آنسوی کیهان ممکن می شود . زمان زیادی طول خواهد کشید تا کسی برای دیدن در پیرامون باشد......
نزدیک شدن به یک میلیارد سال
در این زمان کیهان که هنوز در مراحل اولیه گسترش است از ابرهای غول پیکر هیدروژن و هلیوم که به طور نا برابری در فضا هستند تشکیل شده است .اما رخداد شگرفی در شرف وقوع است. چیزی بهت انگیز و با عظمت در هر دو پیچیدگی و سادگیش....
000 400 سال بعد از انفجار بزرگ کیهان شفاف می شود. ذرات بوجود امده از انفجار بزرگ ( الکترون پروتون و نوترون) با همدیگر ترکیب شده و اتمها را بوجود می اورند ( بیشتر هیدروژن و مقداری هلیوم و مقدار کمتری لتیوم).
به این دلیل که اتمها از نظر بار خنثی می باشند
( بر خلاف الکترون که بار منفی و پروتون که بار مثبت دارد) انها در حرکت ذرات نور ( فو تونها ) که حالا می تواند مسافت طولانی را طی کند دخالت نمی کنند. امروزه اولین فوتونها از ان زمان را هنوز می توان به عنوان ارتعاشات امواج ریز کیهانی مشاهده نمود.
چند بیلیون سال بعد:
به وجود امدن خوشه های کهکشانی:
نوسانات کوانتوم بسیار کوچک و مادون اتمی در.00000000000000000000000000000001 ثانیه به وجود امده در انفجار بزرگ باعث به وجود آوردم امواجی ناهموارمی شود که با انبساط کیهان بزرگتر می شود. این امواج ناهموار به طور تخمینی کوچکترین انها جرمی برابر با 500 ترلیون خورشید را دارا بود. این امواج ناهموار منشاء خوشه های کهکشانی هستند که ما امروزه می بینیم.
به وجود امدن کهکشانها:
جاذبه گرانشی به تدریج بی نظمی هایی را در تراکم ( چگالی ) مواد تشدید می کند. در نتیجه نواحی از فضا با تراکم بیشتر به وجود امده امروزه ما این نواحی از فضا را کهکشان می نامیم.
|پیدایش اولین ستارگان:
اتمهای هیدروژن و هلیم در مناطق موضعی با تراکم بیشتر متمرکز شده اند این جاذبه گرانشی است که سرانجام منجر به وجود امدن مناطقی با تراکم شدید فشار زیاد و درجه حرارت بسیار زیاد می شود در نتیجه هسته اتمهای هیدروژن با همدیگر ترکیب می شوند. این باعث می شود که هیدروژن به هلیوم تبدیل شده و بخشی از جرم اولیه به انرژی تبدیل گردد. منظور از انرژی در اینجا گرما و نور می باشد. بدین گونه اولین ستارگان بوجود امدند.
پیدایش ارکانی از حیات:
اولین ستارگان هزاران مرتبه از خورشید ما سنگین تر هستند. طول عمر آنها نیز از خورشید کمتر می باشد زیرا هیدروژن خود را تنها در طی چندین میلیون سال مصرف می کنند. موقعی که ذخیره هیدروژن انها تمام شود این اولین ستارگان در فرایند فروپاشی قرار می گیرند در نتیجه این فروپاشی واکنشهای هسته ای دیگری روی می دهد که باعث به وجود امدن عناصر سنگین تر مانند کربن نیتروژن اکسیژن و ... می شود. لازم به یاداوری است که وجود این عناصر برای ادامه حیات لازم است و بدون انها حیات موجودات زنده ممکن نیست. وجود این عناصر باعث انفجار ستارگان شده و سوپر نوا یا ابر نواختر به وجود می اورد. انفجار ستارگان همچنین ذرات سنگینی را که نامبرده شد به فضای کهکشانی پراکنده می کند.
پیدایش دومین نسل از ستارگان:
امواج شوکی از سوپر نوا منجر به فروپاشی ابرهای مجاور که از گاز تشکیل شده اند می شود. ستارگانی مانند خورشید که از دومین نسل به وجود امده ستارگان می باشد بدین ترتیب به پدید آمده اند. ستارگان به وجود امده در مقایسه با نسل اول جرم کمتر و عمر بیشتری دارند ( عمر انها بیلیونها سال است در مقایسه با نسل اول که میلیونها سال عمر کردند ) ستارگانی که امروز می بینیم همگی از این نسل هستند.
کهکشان ما راه شیری می باشد که احتمالا" از 400 بیلیون ستاره تشکیل شده است که به طور تقریبی 100هزاز سال نوری قطر دارد ( 1 سال نوری تقریبا" برابر با 6 تریلیون مایل است ) عقیده برخی بر ان است که کهکشان راه شیری در حدود 8 بیلیون سال پیش به وجود امد در حالی که برخی دیگر تاریخ پیدایش ان را 14 بیلیون سال پیش می دانند. این کهکشان از مجموعه ای از کهکشانهای کوچکتر تشکیل شد.
خورشید: (یکی از ستارگان) 2 میلیون بار بزرگتر از زمین است و تقریبا" در وسط کهکشان قرار دارد. خورشید هر 250 میلیون سال یک بار بدور مرکز کهکشان دور می زند.
کهکشانها شامل چند بیلیون تا چند تریلیون ستاره می باشد. ساختار مارپیچی که در کهکشانهای زیادی یافت می شود به وسیله جاذبه گرانشی که مناطقی با تراکم زیاد را می سازند به وجود می اید. ستارگان به دور مرکز کهکشان می گردند اما این چرخش سریعتر از چرخش قسمتهای مارپیچی می باشد در نتیجه به داخل یا بیرون این مناطق که غلظت و تراکم بیشتری دارند متناوب عبور می کنند.
چرا کهکشانها همانند یک ورقه یا بشقاب هستند؟ شکل کهکشانها که همانند دیسک یا بشقاب هستند به وسیله فعل و انفعال ( کنش و واکنش ) 2 نیرو به وجود می آیند:
1) جاذبه گرانشی مواد را در مرکز متمرکز می کند.
2) انرژی چرخشی ( نیروی حرکتی ) باعث می شود که ماده از محور حرکت دور شود.
خوشه های کهکشانی شامل چندین دو هزار جین کهکشان می باشد. این سوال مطرح می شود که ایا در سیاره های دیگر حیات وجود دارد؟ تا کنون علم به شواهدی در این زمینه دست نیافته است. برای جستجوی حیات در ماورای زمین در دهه های اینده علم به وسیله اسپتروسکوپی به دنبال اثری از حیات که همانا موادی مانند اکسیژن می باشد در اتمسفر سیارگان دیگر خواهد بود. بعضی از محققین بر این باورند که وجود حیات در ستارگان نزدیک به مرکز پر ازدحام کهکشان به دلیل تشعشعات بسیار زیاد و برخورد های ستاره های دنباله دار غیر محتمل است. همچنین محققین بر این باورند که حیات در ستارگان بسیار دور به دلیل کمیابی مواد سنگین ( کربن نیتروژن و اکسیژن ) غیر ممکن است.
4.5 بیلیون سال پیش:
پیدایش سیستم خورشیدی: محتمل این است که امواج شوکی از سوپر نواهای مجاور محرک اغاز فرایند فروپاشی گرانشی (بعضی از آن به عنوان چگالش یا تغلیظ نام می برند ) باشند این فرایند باعث ایجاد سیستم خورشیدی از ابرهای گاز هیدروژن به نام نبولا ( توده های عظیم گاز و گرما بین فواصل ستارگان ) می شود. نبولا متشکل از عناصر سنگین که به جا مانده از انفجار سوپر نواها می باشد است. با انقباض این نبولا ها, چرخشی به شکل دیسکی چرخشی به نظر می رسید. ( دلایل همانند دلایلی است که برای توضیح دیسک مانند بودن کهکشانها اورده شدند). بیشترین تراکم جرم در مرکز بود که به خورشید تبدیل گشت. خرده های باقی مانده هم به زمین و سایر سیاره ها تبدیل گشتند.
پیدایش ماه: زمانی که ریزه های باقی مانده به سیارگان تبدیل می شدند شیئی به اندازه مریخ به زمین برخورد کرد.این شیء خودش در زمین فرو رفت اما بخشهایی از لایه های بیرونی زمین بخار شد و به فضا پس زده شد . قسمتی از این مواد پس زده شده بعدا" به زمین برگشت در حالیکه باقی مانده با همدیگر ترکیب شده و ماه را به وجود اورند. سطح زمین سرد می گردد ذرات زمین ( مقدمتا" اهن و مگنزیوم )متمایل به فرو رفتن به لایه های عمیق بودند در حالیکه ذرات سبکتر ( مقدمتا" اکسیژن و سیلیکون ) به سوی سطح شناور گشتند. جایی که انها یکپارچه و سفت شده و به پوسته زمین تبدیل شدند. این پوسته در مناطق اقیانوس به اندازه نصف دوجین و در مناطق قاره ای یک دو جین ضخامت دارد.
حرکت لایه های زیرین صخره های گداخته باعث راندگی مناطق شناور در بالا در طی چندین بیلیون سال اینده می شود. اینها با همدیگر برخورد کرده و به طرف زیرین یکدیگر رانده می شوند.
پیدایش رشته کوهها :
قسمت نازک پوسته زمین (بستر اقیانوس)به زیر پایین قاره ها رانده می شود ذوب شده مانند حبابی بالا امده و به سمت قسمت بالایی پوسته با فشار رانده می شود ( پیدایش رشته اتشفشانهای ساحلی ) و 2) بخشهای قاره ایی پوسته با همدیگر برخورد می کنند ( پیدایش رشته کوههای هیمالیا)
تراکم سنگهای معدنی فلزی در رگ سنگها:
مواد معدنی یا الی داغ که به شکافهای سرد پوسته نفوذ می کنند باعث جدایی ذرات از همدیگر بر اساس درجه حرارتی که در آن کریستالیزه می شوند می گردد. این منجر به تغلیظ سنگهای معدنی در رگ سنگها می شود.
پیدایش حیات در زمین
ميليون ها سال پيش زمين فاقد هر گونه حيات بود. بسياري از زيست شناسان اعتقاد دارند حيات نخستين بار در اقيانوسها تشکيل شده است. براي توجيه اين مطلب نظريه الگوي سوپ بنيادين ارایه شده است. بر اساس اين نظريه به يک باره در اقيانوسهاي زمين مقدار زيادي مواد آلي پدید آمدهان. به عنوان مثال آمونياک ( NH3 ) متان ( CH4 ) و گازهاي نيتروژن, هيدروژن و بخار آب که اين گازها و مواد با هم در واکنش هاي شيميايي ساده شرکت ميکرده اند و مواد پيچيده تري به وجود مي آورده اند. این واکنش های ساده شیمییای به کمک انرژي رعد وبرق و يا اشعه ي کيهاني انجام می شده است زيرا زمين در آن زمان لايه ي محافظ اوزون را نداشت و همه ي اشعه هاي فرابنفش و کيهاني مستقيما به سطح زمين ميرسيد. موادی مانند سيانيد ها و آلدئيدها تشکیل شدند. این مواد که در مراحل بعد اين واکنش ها منجر به توليد اسيد هاي آمينه ايزومر ( هم خانواده از نظر شيميايي) ميشدند واين اسيد هاي امينه زمينه را براي ساخته شدن پروتئين ها فراهم مي کردند. برای آزمایش درستی الگوی سوپ بنیادین دانشمندی به نام استانلي ميلر در نيمه ي قرن بيستم این الگو را آزمايش نمود. او براي اين منظور محيطي بسته به وجود آورد و از مواد اوليه اي مانند گازهاي هيدروژن نيتروژن آمونياک متان و بخار اب استفاده کرد. وي براي شبيه سازي رعد و برق از جرقه اکتريکي استفاده کرد و پس از چند روز ترکيبات متعددي را در اين دستگاه پيدا کرد که مشتمل بر اسيد هاي آمينه ساده مانند گليسين و... بودند. استانی میلر نتیجه گرفت که الگوي سوپ بنيادين مي تواند چگونگي تشکيل حيات را در زمين توضيح بدهد. اما ایراداتی بر اين نظريه وارد است که منجر به اصلاح آن و تغيير نام آن به مدل حباب شد.
در این مدل گفته می شود که مواد تشکیل شده (اسیدهای آمینه) با هم واکنش کرده و پروتئین ها را به وجود آورده اند اما در آن زمان زمین فاقد لایه ی محافظتی اوزون بود و بنابراین اشعه ی ماورای بنفش می توانست همه ی مواد تولید شده و همچنین همه ی متان و آمونیاک موجود در جو را نابود کند.
نظریه ی حباب برای توجیه حیات
مواد آلی به وجود آمده در حبابهای زیر دریا که حاصل فوران های آتش فشانی بود محبوس می شدند. سپس جریان آب این حبابها را به سطح اب می آورد و این حبابها ضمن ترکیدن و آزاد شدن از رعد وبرق انرژی کافی برای سایر واکنش ها می گرفتند. این مواد پر انرژی با هم دیگر ترکیب شده و به زیر آب دریا می رفتند. به این ترتیب می توان گفت که بعد از پیدایش آمینو اسید ها حیات به واقع تشکیل شد.
استفاده از انرژی خورشید
قدم بزرگ به پیش برای حیات اولیه ظهور کلروفیل مولکولی که انرژی نور را از خورشید در پروسه فتوسنتز گرفته و برای تولید مواد الی استفاده می کند بود. سیستم کلروفیل می تواند انرژی نور را به مولکولهای غنی از انرژی که سلولها می توانند به راحتی از ان استفاده کنند تبدیل کند.
نور مرئی کمتر از نور ماورای بنفش به ساختار مولکولها صدمه وارد می کند. از این طریق امکان این ایجاد شد که سلولهای اولیه بتوانند منبع غذائی برای خود باشد.
اولین میکرو ارگانیسم
اولین میکرو ارگانیسم که به یک سلول تبدیل شده است به نظر می رسد زنجیره ای از آمینو اسید ها باشند که اگر در آب و در یک جا جمع شده باشند مایل به تشکیل ارگانیسم مانندی به نام کواسروات می باشند. کواسروات ها می توانند به یک دیگر بپیوندد و افزایش حجم داشته باشند. همچنین زنجیره های کوچک امینو اسید تمایل به تشکیل ریز کیسه هایی به نام میکروسفر دارند که میکروسفر ها می توانند جوانه بزنند و یا به ۲ میکروسفر تقسیم شوند و یا حتی با جذب میکروسفر های بزرگتر افزایش بیش از اندازه ی حجم داشته باشند.
بر اساس اصل تکامل هر گونه تغییر ضد سازشی با محیط محکوم به فنا می باشد پس این ریز کیسه ها باید هر چه بیشتر با شرایط سازگار باشند تا بتوانند بقای خود را حفظ کنند.
اما چگونه یک میکروسفر می تواند به یک میکرو ارگانیسم هوشمند که سطح بالایی از نظم و سازمان یافتگی و تمایز را داراست تبدیل شود!؟ احتیاج به ادامه ی بقا عامل اصلی تکامل است.
نخستین سلول ها
میکروسفر ها با به هم پیوستن و بزرگ شدن و جذب امینو اسید های دیگر نقش مهمی در ایجاد و تولد متابولیسم داشتند یعنی این میکروسفر ها که به هم می پیوستند نیاز به موادی برای ادامه ی حیات داشتند بعد از مدتی این ماد ه که من ان را X می نامم در محیط کمیاب شد و میکروسفر مجبور شد ان را از ماده ی دیگری به نام Y بسازد. برای کاتالیز این مواد لازم شد اجزایی در داخل میکروسفر برای این کار تخصص پیدا کنند چینین به نظر می رسد که RNA نخستین مولکول خود همانند ساز بوده است که از واحد های مساوی شامل بازهای آلی فسفات و قند پنج کربنی تشکیل شده است این مولکول ضمن کاتالیز واکنش های داخل سلول اطلاعات سلول (وراثت) را به نسل بعد انتقال میداده است و باعث تخصصی شدن و تقسیم کار داخل سلول شده است که این تقسیم کار باعث شد تا میکروسفر به یک سلول تبدیل شود.
نخستین سلول های هوازی
سلول های هوازی که آنها را سیانو باکتری می نامند از تکامل میکروسفر ها به وجود آمده اند. دقیقا نمی دانیم که چگونه این کار صورت گرفته ولی بر طبق اصل تکامل و علم ژنتیک جمعیت این باکتری ها به دلیل تطابق با محیط بیشتر توانستند زنده بمانند و با فتوسنتز اکسیژن را به جو زمین افزودند و بعد از سالها این گاز در جو زمین متراکم شد و لایه ی اوزون را پدید اورد. و بدین ترتیب شرایط زندگی بر روی زمین فراهم شد ( امنیت زمین از نظر اشعه ی فرا بنفش) و بعد از آن نخستین سلول های یوکاریوت ( با هسته ی مشخص) پدید آمدند
اولین گیاه خواران
مدتی بعد از اینکه سلولهای اولیه قادر شدند که از انرژی خورشید برای تولید غذا برای خود استفاده کنند سلولهای دیگری تکامل یافتند که انرژی خود را از طریق خوردن از سلولهای انرژی زا به دست می اورند.
4 بلیون تا 3 بلیون سال پیش
انتشار اکسیژن در اتمسفر: واکنش دریافت انرژی خورشید توسط کلروفیل با ترکیب دی اکسید کربن و هیدروژن از آب (فتوسنتز) همراه است. مولکولهای باقیمانده از این پروسه به مرور زمان انباشته شدند و در انمسفر انتشار یافتند. در طول بلینون ها سال دی اکسید کربن در اتمسفر به طور چشمگیری کاهش یافت و مقدار اکسیژن افزایش یافت. این مقدمه ای برای مرحله بعدی بود.
سوخت و ساز اکسیژن: وجود مقادیر زیادی از اکسیژن در اتمسفر منجر به بسط و توسعه مکانیسم های شیمیایی که از اکسیژن برای استخراج انرژی از مولکولهای به دست آمده از فتوسنتز استفاده می کردند شد. استفاده از اکسیژن در سوخت و ساز مقدار انرژی به دست آمده ره تقریبا تا 20 برابر افزایش داد. از اینرو متابولیسم اکسیژنی قدم بزرگ دیگری به جلو بود که منجر شد که سلولهای اولیه توسعه یابند و از حالت تک سلولی خارج شوند.
وجود سلول درون سلول: با وجود انرژی فراوان سلولها می توانستد که بیشتر بسط و توسعه بیابند و این پیشتر ممکن نبود. در بعضی موارد موقعی سلولی سلول دیگر را می بلعید سلول بلعیده شده در داخل سلول شکارچی به حیات خود ادامه می داد و این به این دلیل بود که سلول میزبان تکامل یافته بود (این منشا به وجود آمدن میتوکندری می باشد). از سلولهای تکامل یافته که در درون سلولهای دیگر توانستند به کاری به خصوص تخصیص یابند می توان از سلوهای متخصص در در پردازش و تولید مثل (هسته) متابولیسم تولید پروتیین (ریبوزوم) حرکت (سیلیا) و غیره نام برد.
نخستین یوکاریوت ها
نخستین یوکاریوت ها از تکامل سلول های هوازی به وجود آمده اند. تقریبا همه ی دانشمندان نظریه ی بحث انگیز درون همزیستی را پذیرفته اند نظریه ای که بیان می دارد سلول های یوکاریوت ( سلول هایی با هسته ی مشخص شامل آغازیان قارچ ها جانوران و گیاهان) از سلول های هوازی و پروکاریوت پدید آمدند. این سلول ها( پیش یوکاریوت ها) که اندازه ای بزرگتر از پرو کاریوت های هوازی داشتند این سلول ها را به (پروکاریوت ها) را به صورت شکار هضم نشده وارد غشای سلولی خود کردند ( روش شکار آمیب ها). اما این پروکاریوت ها به جای گوارش یافتن داخل سلول باقی ماندند و وظایف اساسی سلول از قبیل تنفس سلولی و فتوسنتز را به عهده گرفتند به این ترتیب آغازیان پدید آمدند.
برای اثبات نظریه درون همزیستی می توان دلایل زیادی آورد از قبیل اینکه اندازه ی میتو کندری سلول های جانوری و کلروپلاست سلول های گیاهی دقیقا اندازه ای مشابه باکتری های هتروتروف (مصرف کننده- انگل) و اتو تروف ( فتوسنتز کننده - سیانو باکتری) است. همچنین تعداد و اندازه ی ریبوزوم های میتو کندری و کلروپلاست دقیقا مشابه اندازه ی ریبوزوم های باکتری هاست ( اندامی که پروتئین سازی میکند.). دلایل دیگر عبارتند از: تقسیم باکتری ها با تقسیم دوتایی می باشد که روش تقسیم میتو کندری و کلرو پلاست ها تقسیم دوتایی و کاملا مستقل از چرخه ی تقسیم سلولی یوکاریوت میباشد باکتری ها DNA حلقوی دارند همچنین میتو کندری ها و کلروپلاست ها نیز حاوی DNA حلقوی می باشند. میتو کندری ها و کلروپلاست ها ۲ غشا دارند که غشای داخلی چین خوردگی فراوان دارد و بسیار شبیه غشای سلولی باکتری هاست و غشای خارجی دقیقا شبیه (از لحاظ بیو شیمیایی و ظاهری) غشای سلولی یوکاریوت هاست و به نظر می رسد که یوکاریوت این غشا را برای این عضو ساخته باشد.
سلولهای مرکب با اندامهای درونی و تخصص یافته یوکاریت نامیده می شوند. سلولهای انسانها از این قبیل می باشند. قدمت سلولهای یوکاریوت به 2.7 ملیون سال قبل باز می گردد. سلولهای ابتدایی بدون ساختار منظم درونی پروکاریوت نامیده می شوند. باکتریها مثالی از پروکاریت ها می باشد.
2 تا 3 بلیون سال پیش
حیات چند سلولی: سلولهایی که با همدیگر باقی ماندند و وکلونی ها را تشکیل دادند مزیتی در رقابت برای بقا داشتند زیرا آنها می توانستند سلولهای متنوعی را توسعه دهند که عملکردشان از تک سلولها بهتر بود.
اولین جانور چند سلولی به وجود آمده اسفنج می باشد. اسفنجها جد تمام موجودات مرکب دیگر می باشند. اسفنجها شکل به خصوص ندارند و نمی توانند به اطراف حرکت کنند. اسفنجها برای دریافت یک اونس غذا باید یک تن آب را فیلتر کنند.
پیشرفت بعدی ظهور جانورانی به مانند ستاره دریایی بود. ستاره های دریایی می توانستند به اطراف هر چند ابتدایی حرکت کنند.
بالاخره کرمهای پهن به وجود آمدند. کرمهای پهن اولین شکارچی ها هستند. آنها بخشهایی حساس سیستم اولیه عصبی دارند. علاوه بر این کرمهای پهن اولین جانورانی بودند که از دو طرف متقارن بودند. حرکت کرمهای پهن توسعه یافته تر از ستاره های دریایی می باشد.
کرمهای پهن در مقابل جانوران بعدی به وجود آمده نسبتا اولیه باقی مانده اند. آنها سیستم گردش خون ندارند و دهان و مقعدشان یکی می باشد. اما برای ملیونها سال آنها پیشرفته ترین موجود زنده بوده اند.
520 نا 540 ملیون سال قبل
انفجار حیات. در مدت زمان نسبتا کوتاهی (15 تا 20 ملیون سال قبل) جانوران متعدد و فراوانی به وجود آمدند. این پدیده انفجار کامبرین نام دارد. بعضی از جانوران موجود در انفجار کامبرین به وجود آمده اند. نظرات متنوعی در توضیح این پدیده وجود دارد اما معتبر ترین آنها افزایش گوناگونی ژنتیکی جانوران می باشد. این افزایش ظهور جانوران پیشرفته تر را سهل می نمود.
250 تا 450 ملیون سال پیش
به طور تقریبی 100 ملیون سال بعد از انفجار کامبرین خشکی هنوز جایی برای زیست جانوران نبود. خشکی محیطی سخت تر از دریا برای زیست بود. مشکلاتی در استفاده و ذخیره آب گرانش زمین استفاده از اکسیژن و توانایی تطابق با گرما در خشکی برای جانوران آبزی وجود داشت. اما رقابت برای مکان و جا در اکوسیستم سرانجام بر این مشکلات غالب گردید.
گسترش حیات به خشکی و تحولات زمین شناختی
همان طوری که در تاریخ حوادث مهم را مبنای شروع یک دوره و یا پایان یک دوره می دانند در علم زمین شناسی نیز تحولات عظیم نظیر پیدایش تغییرات چشم گیر در فسیل ها تغییر در ضخامت و جنس سنگ ها وتغییرات آب و هوایی را مبنای شروع و پایان یک دوره می دانند.
۴و نیم میلیارد سال پیش در دورانی که در زمین شناسی به پر کامبرین معروف است و آثار حیاتی چندان مشخصی ندارد حیات فقط در دریاها و آن هم به صورت جانداران تک سلولی وجود داشت اما به تدریج این جانداران تک سلولی کنار هم جمع شدند و تشکیل کلونی دادند و سپس با همکاری با هم توانستند جانداران چند سلولی را پدید آورند که راهی به سوی جانداران پر سلولی بود. در این دوران همیاری بین یک گونه قارچ و یک جانور آغازی فتوسنتز کننده باعث تشکیل جاندار جدیدی به نام گلسنگ شد که گلسنگ اولین جانداری بود که به خشکی آمد (جز قارچی می توانست ضمن حفاظت از فتوسنتز کننده مواد معدنی لازم را از خاک به صورت تثبیت نشده و حتی از تخته سنگ های برهنه نیز جذب کند و جز فتوسنتز کننده کربوهیدرات مورد نیاز خود و قارچ را فراهم می آورد)
بعد از رفتن گلسنگ ها به خشکی همزمان یک دوران جدید زمین شناختی به نام پالئوزوئیک که به نام دوران بی مهرگان مشهور است در راه بود این دوران شامل ۳ دوره ی مهم کامبرین و اردوویسن و سیلورین بود.
همزمان با گسترش حیات در خشکی نخستین بی مهرگان پر سلولی به نام تریلوبیت ها در دریاها پدید آمدند که جد بند پایان امروزی به شمار می روند. این جانوران از نظر شکل و اندازه اقسام بسیار گوناگونی دارند و معمولا به عنوان سنگواره ی راهنما به کار می روند. تریلوبیت ها بیشتر در اب های کم عمق ساکن بوده اند و بر بستر دریاها زندگی می کردند.
شواهد فسیلی نشان می دهد که در دوران پالئوزوئیک بی مهرگان فراوانی وجود داشته اند در همین زمان و در زمین گیاهان ابتدایی مانند سرخس و خزه فراوان شده بودند به خاطر داشته باشیم که تغییر و تحول آغازیان فتوسنتز کننده گیاهان را به وجود آورد.
۵۰۵ میلیون سال پیش زمین وارد دوره ی دیگری میشد که اردوویسن نام داشت و همزمان وبا آمدن حشرت از دریا به خشکی (نخستین حشره آمده به زمین نوعی عقرب بوده است) و همکاری آنها با گیاهان در هنگام گرده افشانی که منجر به تشکیل گیاهان گلدار شد (۱۲۷ میلیون سال پیش) در دریاها نخستین مهره داران که نوعی ماهی دارای صفحات سخت روی بدن خود بودند و به همین خاطر به ماهی های زره دار معروف شدند در ردیاها پدید آمدند مزیت این ماهی ها این بود که به جای مکیدن غذا به شیوه ی لامپری (نخستین ماهی دریاها و انگل خارجی کوسه ماهی) می توانستند غذا را در دهان نگه دارند و ببلعند. ماهی ها جزو موفق ترین مهره داران زنده اند و نیمی از گونه های شناخته شده ی آنها را به خود اختصاص می دهند.
بعد از دوره ی اردوویسن که منجر به پیدایش نخستین مهره داران شد دوره ی دیگری در حال اغاز بود که زمین شناسان آن را سیلورین می نامند در این دوران دوزیستان اولیه از تحول ماهی های مهره دار پدید آمدند. اما برای این تغییر لازم بود تا ساختار دستگاه تنفسی آنها و هم چنین سیستم تغذیه و متابولیسم خود را دگرگون کنند این تغییرات حاصل کار 2 عامل بزرگ تغییر یعنی ژن ها و محیط بوده اند و در طول چندین هزار سال توانستند جاندار را با شرایط محیط که دائما در حال دگرگونی بود وفق دهند و جاندارانی پدید آیند که می توانستند در کنار آب و ساحل زندگی کنند اما همچنان وابسته به آب بودند. این جانداران در طول سال ها با کمبود غذا مجبور می شدند که از ساحل دور شوند و خود را با خوردنی هایی که قبل از آن هرگز به فکر خوردنشان نبودند سیر کنند بدین ترتیب باز هم زمینه برای تغییر این انداران فراهم میشد.
شواهد فسیلی نشان می دهد نخستین جانداری که از اب دریا پا به خشکی نهاد جانداری بود به نام اکتیوستکا Ectios Teca که منحصرا از ماهی ها تکامل یافته بود. البته تکامل از ماهی ها برای زیستن در خشکی مستلزم تغییرات اساسی در استخوان بندی و ابشش ها بود زیرا در آب دریا استخوان ها بیشتر برای حفظ تعادل ماهی به کار می روند در حالی که در خشکی استخوان علاوه بر حفاظت از اجزای مهم داخلی مانند قلب و مغزو ریه باید منبع کلسیم لازم برای انقباض ماهیچه ها و هم چنین محل آماده سازی و تولید پروتئین های دفاعی را فراهم کند. اما با توجه به اصل انتخاب طبیعی داروین که به بقای اصلح نیز مشهور است در طبیعت فقط موجوداتی می توانند به بقا ادامه دهند که از هر نظر با محیط سازگار باشند و افراد ناسازگار معمولا پیش از رسیدن به سن تولید مثل می میرند و بنابراین نمی توانند ژن های خود را به نسل بعد انتقال دهند و در نتیجه ژن های آنها در نسل های بعدی بسیار کاهش می یابد و در نهایت از خزانه ی ژنی جمعیت اولیه( مجموع همه ی ژن های موجود در سلول های زایشی(گامت) همه ی افراد جمعیت) حذف می شوند و بنابراین سیمای گونه میتواند در طی چندین هزار سال به کلی تغییر یابد.
دوره ی زمین شناختی سیلورین که 438 میلیون سال پیش باعث به وجود آمدن دوزیستان و گسترش حیات در خشکی شده بود جای خود را با تغییرات عظیم آب و هوایی به دوره های دونین (408 میلیون سال پیش) و سپس کربونیفر که شامل دو دور می سی سی پین و پنسیلوانین (360 و 330 میلیون سال پیش)بود داد. دراین دوره ها گرم شدن تدریجی زمین براثر افزایش تابش خورشید به زمین و گسترش بیش از حد گیاهان گلدار و تکامل بیشتر آنها شرایط مساعدی را در روی زمین برای گسترش حیات پدید آورد.
در دوره ی کربونیفر نخستین خزندگان از تکامل دوزیستان به وجود آمدند. این جانوران کوچک بسیار شبیه دوزیستان بودند و باله های حرکتی ضعیفی داشتند که به آنها امکان حرکت بیشتر از دوزیستان را می داد خزندگان بر خلاف دوزیستان هیچ نیازی به زیسات در کنار آب نداشتند زیرا پوست غیر قابل نفوذ آنهازیستن در خشکی را برای آنها امکان پذیر کرده بود هم چنین تخم های آنها را پوسته ی سختی از کلیسم می پوشاند و آنها می توانستند در خشکی نیز تخم گذاری کنند. این مزیت های برتر امکان افزایش جثه آنها برای تکافوی بهتر غذا را میداد.
در بین دوره های زمین شناسی حادثه ای بس عظیم تر از انفجار های آتشفشانی , زلزله های عظیم و حتی تغییرات آب و هوایی روی میداد و آن انقراض های گروهی بود که باعث می شد چندین گونه از جانداران به طور کلی منقرض شوند ( به دلیل عدم مطابقت با محیط) و جانداران جدیدی که سازگارتر بودند به وجود آیند. از جمله ی این انقراض ها انقراض نسل دایناسور ها بود.
پس از دوران زمین شناسی پالئوزوئیک که دوران بی مهرگان نامیده می شد افزایش فسیل های خزندگان عظیم الجثه در رسوبات حفاری شده و هم چنین فسیل های گیاهان عالی که بسیار متفاوت تر از اجداد خود بودند دیرین شناسان را بر آن داشت که دوران جدیدی را به نام دوران مزوزوییک که به نام دوران خزندگان مشهور است به ثبت برسانند.
این دوران شامل 3 دوره ی تریاس - ژوراسیک و کرتاسه بود که از 245 میلیون سال پیش آغاز شد و در 65 میلیون سال پیش با انقراض دایناسورها به پایان رسید.
شرایط زمین شناسی که دوران پالئوزوئیک را به پایان برد شامل چین خوردگی های عظیم پوسته ی زمین و به وجود آمدن مرداب های عظیمی بود که باعث دفن گیاهان در این مرداب ها و انباشت آنها و در نهایت به وجود آمدن منابع بسیار عظیم ذغال سنگ است که هنوز هم از آنها استفاده می کنیم
450 ملیون سال گذشته. در این زمان گیاهان به تدریج به سوی خشکی هجوم آوردند. و این به این مفهوم است که گیاهان جهت جذب آب و نور خورشید و استفاده از ریشه ها به عنوان تکیه گاه ریشه هایی در خشکی به وجود آوردند.
370 ملیون سال گذشته. در این دوره جانوران دیگر به سوی خشکی هجوم آوردند. زمانی که به اندازه کافی گیاه در خشکی وجود داشت جانوران دیگر در جستجوی منبه غذایی به سوی خشکی آمدند. اولین جانورانی که بعد از گیاهان وارد خشکی شدند از گروه حشرات بودند. منجمله می توان از عنکبوت و حشرات ابتدایی دیگر نام برد. جانوران بزرگتر در جستجوی حشرات و گیاهان وارد خشکی شدند. در این زمان ماهی ها جانوران غالب در دریاها بودند. ماهی ها برای حرکت از بال ماهی استفاده می کردند . در این دوره بال ماهی و مثانه هوا منشا ایجاد پا و شش برای ماهی ها گشتند. دوزیستان و خزندگان در این دوره پیشرفته تر گردیدند. به عنوان نمونه تخم خزندگان به وسیله لایه محافظی پوشیده شد. این لایه محافظ در مقابل هوا نفوذ پذیر بود و درمقابل آب نفوذ ناپذیر. این تخم ها خزندگان را قادر ساخت که بتوانند در خشکی تولید مثل کنند و وابستگی خزندگان را به آب جهت محافظ از تخم هایشان از دست بدهند.
250 ملیون سال پیش. بزگترین انقراض جانوران تا کنون
زمین از زمان انفجار کامبرین 5 اقراض حیات را پشت سر نهاده است. بزرگترین انقراض پرمیان نامیده می شود که 250 ملیو سال قبل روی داده است. 95 درصد از موجودات دریایی و 70 درصد از موجودات خشکی در این دوره منقرض گردیدند. دلایل قطعی این انقراض تاکنون کشف نگردیده است. تئوری های مختلفی جهت توضیح این پدیده ارائه گردیده است از قبیل:
(1) تصادم کهکشانی از فضا با زمین که ابری از غبار پدید آورده و جلوی تابش نور خورشید به کره زمین را گرفته است. بر اساس این نظریه زمین به سردی گرائیده است.
(2)انفجارهای آتشفشانی
(3)تغیرات شیمیایی در دریاها
250 نا 65 ملیون سال پیش
حکمرانی دایناسورها در زمین. دایناسورها بعد از انقراض پرمیان توانستند به جانوران حاکم در زمین مبدل گشتند. دایناسورها خود اما در انقراض کی-تی از بین رفتند.
65 ملیون سال پیش. انقراض کی-تی
در حالی که دلیل واضح برای توضیح انقراض دایناسورها وجود ندارد اما شواهد مستحکمی وجود دارد که تصادم کهکشانی از فضا به نواحی جزیره یوکاتان در مکزیم امروزی باعث انقراض دایناسورها گردیده است.
65 ملیون تا 7 ملیون سال پیش
گسترش و پیشرفت پستانداران. پستانداران به مدت 150 ملیون سال قبل زندگی می کردند. اما در طی این مدت پستانداران با محیط اطراف خود تطابق پیدا می کردند اکرچه بسیاری از آنها منقرض گردیدند. 7ملیون سال قبل. جانورانی شبیه به انسان آغاز به را رفتن با 2 پا نمودند. در مابین 5 تا 8 ملیون سال پیش انسانها از شمپانزه ها گریل ها و بقیه موجودات اولیه منشعب گردیدند. مهمترین پدیده در این زمان دستیابی به قابلیت راه رفتنتوسط 2 پا می باشد. فسیلهای به دسا آمده در کشور آفریقایی چاد ثابت می کند که بعضی از پستانداران اولیه حداقل در بخشی از حیات خویش با استفاده از 2 پا راه می رفتند. حیوانات دیگر شامل شمپانزه ها می توانستند به مدت کوتاهی از زندگی روزمره خود با 2 پا راه بروند. اما توانایی راه رفتن و استفاده از پا به طور دائمی مستلزم تغییراتی در استخوان و اسکلت در انسان نما ها بود.
2 ملیون سال پیش. استفاده پستادارهای اولیه از ابزارهای سنگی. 2 اتفاق بسیار مهم باعث ظهور انسانها از جهان جانوران گردید: 1) ایجاد و استفاده از ابزراهای سنگی. 2) کشف آتش
پستانداران دیگر نیز از سنگ ها به عنوان ابزار استفاهد می کردند. اما استفاده از سنگ برای فرم دادن به سنگی دیگر انقلابی بزرگ و سر آغاز تمام تکنولوژی ها بود. انسانهای اولیه از سنگ ها برای فرم دادن به سنگهای دیگر و یا برای قطعه قطعه کردن استفاده می کردند. انسانهای اولیه استفاده از ابزارهای سنگی را به طور تقریبی 2 ملیون سال پیش انجام داده اند.
آتش: زمانی بعد از آغاز استفاده از ابزارهای سنگی آتش کشف گردید. اجداد ما یاد گرفتند که چگونه با استفاده از وسایل طبیعی آتش به وجود بیاورند. استفاده از آتش استفاده از گرما و نور آن بود. انسانهای اولیه از آتش برای پختن غذای خود استفاده می کردند. بدین ترتیب مواد بیشتری قابل خوردن گردیدند. در نتیجه کشف آتش و استفاده از ابزارهای سنگی و گسترش زنجیره غذایی برای انسانهای نخستین حجم مغز و وزن آنها افزایش یافت. و این به توسعه انسان اولیه به انسان امروزی بسیار یاری رسانده است.
پژوهشی درباره تاثیر کوهها بر آب و هوا و جانوران و گیاهان منطقه
از میان حیرت انگیزترین مسائل درباره کوهها موجودیت کوههاست. همیشه این سئوال مطرح می شود چرا کوهها وجود دارند؟ آیا در زمان جوانی زمین وجود داشته اند یا نه؟ آیا زمانی که زمین نیز پیر می شود باز کوهها وجود خواهند داشت؟ زمانی که مواد مذاب درون زمین سرد و اقیانوس های اطراف کره خاکی سرد و یخ بسته شوند، ممکن است کوهها از بین رفته باشند و اگر وجود داشته باشند چگونه خواهند بود؟ تپه هایی بزرگ و فرسوده یا . . .؟ این ها پرسش هایی است که گاه و بیگاه در ذهن زمین شناسان، جغرافی دانان و علاقمندان به مسائل زمین شناسی مطرح می شوند.
چیزی که تقریبا به عنوان نظریه قابل قبول به اثبات رسیده این است که کوهها تحت تاثیر نیروهای داخلی زمین به طور پیوسته از حدود 3 میلیارد سال پیش به وجود آمدند و بدون شک این به وجود آمدن کوهها تا مدتهای مدید ادامه داشته و خواهد داشت.
تولد کوهها
زندگی کوه و تولد آن مانند زندگی یک شخصیت بزرگ در میان بشر است. متولد میشود. دوران جوانی شکوهمندی دارد. سپس دوران رشد طولانی و در انتها دوران کهولت و فرسودگی و ناپدید شدن آن فرا می رسد.
این پروسه، زمان بسیار طولانی را به خود اختصاص میدهد. زمان چیزی نیست که جهان در قبال عمر کوهها از آن دریغ کند. یک میلیون سال در زندگی زمین چند روزی در زندگی بشر است. یک کوه در روی زمین مانند یک جوش کوچک در روی گونه یک انسان است.
حفاری ها و مقایسه های بسیاری که در مورد کوهها در روی زمین انجام شده این حقیقت را روشن می سازد که کوهها خود اطلاعات زیادی را درباره منشأ خود به ما می دهند. زمانی بسیار مرتفع بوده اند و دارای چندین لایه سنگی که وجود انواع سنگواره ها مطالعه کوهها را ساده تر می کنند، گرچه در ظاهر امر وضع و شکل کوهها، دره ها و رودها و ساحل دریاها در همه جا ثابت به نظر می رسند، ولی اگر به آنچه که می بینیم بیشتر دقت نماییم و به تغییرات نامحسوسی که پیوسته در رویه زمین پدید می آید توجه کنیم این مسئله روشن می شود که پوسته زمین در حال تغییرات همیشگی است.
عوامل مهم تغییر دهنده پوسته زمین به ده ها مورد کلی تقسیم می شوند.
1ـ آب
یکی از عوامل مهم تغییر دهنده پوسته زمین آب است، زیرا از طرفی به صورت باران و سیل مقداری از سنگ های کوهها را کنده و به دره ها و جاهای پست می برد و در آنجا بر جای می گذارد، و از طرفی به صورت رودخانه های دائمی مرتبا به نسبت زیادی و کمی شیب ها مقداری از مواد بستر خود را کنده به همراه می برد، قسمتی از این مواد را در مسیر خود ته نشین می کند و بخشی را نیز به دریا می ریزد و بر جا می گذارد. مقداری آب به درون زمین فرو می رود و در گذر از لایه های زمین مواد بسیاری را در خود حل می کند، و در این پروسه نمادهای بزرگ و کوچک را پدید آورده و مواد حل شونده را دوباره بر روی زمین آورده و سرانجام به دریا می ریزد. موجهای سنگین دریا ساحل ها را رفته رفته متلاشی می کند و مواد شکسته شده را به تناسب درشتی و ریزی در نزدیکی ساحل یا در ژرفای دریا می نشاند.
2ـ یخچالها
یخچالها از دیگر مقوله های تغییر دهنده پوسته زمین هستند. آنها ضمن حرکت خود بخش مهمی از رویه بستر خود را کنده همراه می برند.
3ـ آتشفشانها
آتشفشانها مقدار زیادی مواد مذاب از درون زمین به بیرون آورده و به صورت سنگ های آتشفشانی بر روی زمین می گسترانند وگاهگاهی به صورت جزیره یا قله کوهی از دریا یا در خشکی قد می افرازند.
4ـ زلزله
زمین با حرکات درونی خود (زلزله) موجب پیدایش شکافها و تغییر وضع طبقات زمین و حرکت لایه های زمین می شود.
5ـ هوا
هوا با جریان خود سنگها را سائیده، تپه های شنی و ساحلی در کنار دریاها و کویرها را پدید می آورد.
6ـ اکسیژن
وجود اکسیژن در هوا باعث اکسیداسیون فلزات روی زمین و تغییر عمده ای در وضع خاک و سنگ می شود.
7ـ بخار آب
بخار آب موجود در هوا نیز در شکاف کوهها و سنگها نفوذ کرده، پس از یخ بستن، سبب ترکاندن آنها و متلاشی شدن سنگهای پوسته زمین می شود.
8ـ جانداران
جانداران نیز به نوبه خود تغییرات چشمگیری در پوسته زمین می دهند که بیشتر این تغییرات را انسان باعث می شود، البته تغییرات در جهت تخریب کره خاکی.
9ـ گیاهان
رویش گیاهان در قسمت های سنگی موجب متلاشی شدن آنها می شود و در جایی دیگر موجب ثابت شدن خاک و جلوگیری از فرسایش.
10 ـ انسان
در حال حاضر انسان یکی از مقوله های مهم و تغییر دهنده در پوسته زمین است، او با کندن تونل ها، معدن ها، ساختن پل و کانال، انفجارات اتمی، ساختن سدها، انحراف مسیر رودخانه ها، خشکاندن بعضی از آبها و به وجود آوردن دریاچه های دیگر ، تغییرات محسوسی را در پوسته زمین به وجود می آورد. با توجه به موارد ذکر شده وضع کنونی زمین با مشخصات کنونی آن نمی تواند نموداری از صورت همیشگی آن باشد، بلکه تغییرات به ظاهر نامحسوس گفته شده در بالا، پس از گذشت زمانی دراز دگرگونیهای بزرگی در پوسته زمین پدید می آورند. زمین شناسی ثابت کرده است که رویه زمین چند بار دارای سلسله کوههای بزرگ و کوچک شده است. اقیانوس ها و دریاهایی به وجود آمده اند و چندی بعد بر اثر خراب شدن و ریزش تدریجی کوهها و ته نشین شدن مواد آنها در اقیانوس ها، کم کم رویه زمین هموار شده است. پس تاریخ زمین تکرار دو مرحله عمده است:
1ـ متلاشی شدن و ریزش کوهها و حرکت آنها به سوی دریاها و اقیانوس ها، که نتیجه آن هموار شدن زمین بوده است.
2ـ پر شدن دریاها از مواد ته نشستی و پیدایش فشارهای جانبی و چین خوردن ته نشین ها که نتیجه آنها پیدایش کوهها و دریاها و اقیانوسها است.
گرچه مواد ته نشستی در ژرفای دریاها عموما به صورت افقی روی هم قرار می گیرند و به هنگام ته نشین شدن نرم هستند، ولی به علت قرار گرفتن زیر ته نشین های بالایی و بر اثر فشاری که از بالا و اطراف بر آنها وارد می شود چین خورده، از آب بیرون آمده، خشک می شوند و به سنگ های رسوبی تبدیل می شوند و در طول تاریخ زمین چند بار طبقات رسوبی ژرفای اقیانوس ها به سبب فشارهای جانبی چین خورده و به صورت کوههای بلند قد برافراشته اند. وجود انواع فسیل های (گیاهی، جانوری) در بلندای قله های کوهها بهترین دلیل منشأ رسوبی و دریایی آنهاست.
در این بخش نگاهی اجمالی به مبحث فسیل شناسی خواهیم داشت :
فسیل شناسی بحث درباره گیاهان و جانورانی است که سابقا در سطح زمین زندگانی کرده‌اند. بقایا و اثراتی را که از گیاهان و جانورانی در رسوبات مختلف زمین دیده میشود، فسیل می‌نامند و فسیل شدن عبارت از مجموع پدیده‌هایی است که در نتیجه آن آثار و بقایای گیاهان و جانوران در رسوبات مختلف زمین حفظ می‌شوند. نخستین شرط لازم برای اینکه جانور یا گیاهی فسیل شود این است که گیاه یا جانور در هوای آزاد نماند و بواسطه خاک یا عوامل دیگر محفوظ گردد و در میان رسوبات جای گیرد. بنابراین هر چه جانور یا گیاه کوچکتر باشد، بهتر باقی خواهد ماند. در صورتی که جانوران بزرگ به ندرت باقی می‌مانند و بصورت فسیل دیده می‌شوند.
تاریخچه
فسیل شناسی از زمانهای قدیم مورد بحث و توجه انسان واقع شده ، حتی انسانهای دوره پارینه سنگی اکثرا در صدد تجسس و تحقیق فسیل بر آمده و آنها را کلکسیون می‌نموده‌اند. عده‌ای دیگر ، از این فسیلها به عنوان زینت استفاده می‌کردند (گردنبند و گلوبند و غیره ). این فسیلها که به توسط انسان جمع آوری شده در اکثر غارهای فرانسه و بلژیک و مصر دیده می‌شوند.
سیر تحولی و رشد
• آناکسیماندر ( 6 قرن قبل از میلاد ) عقیده داشته است که زمین در اثر تغییراتی به حالت کنونی در آمده ، البته عقاید او متکی به اطلاعات فسیل شناسی و زمین شناسی بوده است.
• فیثاغورث که پیشوای پیتاگوریسینها بوده چنین می‌نویسد: قبول کنید که هیچ چیز در این دنیا از بین نمی‌رود بلکه تغییر صورت میدهد و به اشکال دیگری در می‌آید. کوههای مرتفع امروزی قعر دریاهای قدیمی می‌باشند و یافتن صدفهای دریایی در این کوهها دال بر این امر است.
• ارسطو ( 400 سال قبل از میلاد ) تحقیقاتی در جانور شناسی و تشریح مقایسه‌ای و رویان شناسی کرده است نامبرده عقیده دارد که طغیان دریا در روی خشکیها باعث میشود که فسیلها به وجود آیند.
• فالوپ معتقد بود که فسیلها در نتیجه تخمیر زیرزمینی تشکیل گردیده‌اند.
• ابو علی سینا پزشک و طبیعیدان معروف ایرانی معتقد بود که فسیلها حیوانات زنده‌ای بودهاند که سابقا در سطح زمین می‌زیسته‌اند.
• اردان در سال 1552 اعلام کرد صدفهایی که در نواحی دور از دریا پیدا می‌شوند معلوم می‌دارند که آن نواحی سابقا به واسطه دریا احاطه شده‌اند.
• لامارک ( 1832 ـ 1744 ) کتابی به نام فلسفه جانور شناسی فراهم آورده و در این کتاب طریقه اشتقاق جانوران را از یکدیگر بیان کرده است.
• داروین ( 1882 ـ 1809 ) برای مطالعه شعب علوم طبیعی در سن بیست و دو سالگی عازم آمریکا می‌گردد و در همین آزمایشگاه طبیعت است که علوم طبیعی را فرا می‌گیرد و تئوری تکامل و تغییرات تدریجی برای او آشکار می‌گردد. به عقیده وی اشکال مختلف جانوران از یکدیگر منشعب می‌گردند.
انواع فسیل شناسی
• فسیل شناسی گیاهان
• فسیل شناسی جانوران
انواع فسیلها
فسیلهای شاخص
این فسیلها دارای گسترش جغرافیایی وسیع بوده ولی در زمان کوتاه زمین شناسان می‌زیسته‌اند. مانند فسیل آمونیت که منحصرا در کرتاسه میانی وجود داشته است.
فسیلهای غیر شاخص
این فسیلها تقریبا در تمام دوره‌ها و یا دورانهای زمین شناسی وجود داشته‌اند و شاخص زمان معین و کوتاه زمین شناسی نیستند. مانند برخی دوکفه‌ای‌ها ، شکم پایان ، مرجانها و غیره.
فسیلهای رخساره
فسیلهایی هستند که ارزش پالئوژئوگرافی آنها بیش از اهمیت بیوستراتیگرافی آنهاست. این فسیلها می‌توانند معرف وضعیت جغرافیایی زمان زیست خود از نظر آب و هوا و سایر شرایط محیط زیستی باشند. مثلا فسیل کلنیه‌ای مرجانی حاکی از محیط ساحلی دریا و آب و هوای استوایی تا نیمه استوایی است.
کاربرد فسیلها در زمین شناسی
• مهمترین کاربرد فسیلها در تعیین سن طبقات زمین میباشد.
• فسیلها معرف شرایط محیطی جغرافیای دیرینه بوده و در این مورد اطلاعات با ارزشی را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند.
منابع :
تاریخچه پیدایش زمین
کد:
www.erfanrad.blogfa.com
زمین
کد:
www.poshtibani-yek.blogfa.com
تولد و مرگ کوهها سرگذشت دیرینه شناسی دیرینه شناسی
کد:
www.daneshnameh.roshd.ir
