كيف تم حساب العمر المطلق للارض؟؟

من طرف Admin* السبت أكتوبر 08, 2011 12:04 am

تمهيد

مند ثلاثمئة سنة حسب الايرلنديون عمر الارض بناءا على دراساتهم وقد حددوا وجود كوكب الارض في العام ثلاث الاف واربعة قبل الميلاد وحددوا ايضا اليوم والوقت الدي اعتقدوا ان الارض تشكلت فيه ومع ان هده الحسابات لقت استحسانا كبيرا من قبل الفلاسفة الا انها لم تؤخد بجدية وبقيت كدالك في العالم الغربي لمدة قرن من الزمن
يعتبر جيمس هوتن اول جيولوجي وضع اساسا لاعادة التفكير العلمي لتاريخ عمر الارض بالاستعانة بالملاحضة الدقيقة والمنطق المبسط

ولم يكن لدى هاتون أية وسيلة لقياس الزمن المطلق في تاريخ الأرض، ولكن استطاع هاتون أن يثبت أن تتابع الأحداث الجيولوجية القديمة في أسكتلندا قد حفظ في السجل الصخري، حيث يمكن استخدام الصخور التي تكونت في الماضي وحفظت من التعرية كذاكرة للأرض لتسجيل الأحداث الجيولوجية الماضية. وقد استطاع تشارلز ليل Charles Lyell ، وهو أسكتلندي الأصل مثل هاتون، استخدام اكتشاف هاتون لتحديد العمر النسبي لكل الأحداث الجيولوجية. وقد أدرك ليل أن بعض العمليات الجيولوجية البطيئة مثل التعرية، تعني أن الزمن الجيولوجي النسبي تقابله فترات زمنية مطلقة ضخمة. ولم يستطيع ليل أن يتخطى هذا التفكير بالنسبة للزمن الجيولوجي، حيث كانت تنقصه وسيلة تقدير العمر المطلق مثل هاتون، نظراً لأن النشاط الإشعاعي (إشعاع ذري)، وهو الطريقة الدقيقة لتقدير الزمن المطلق، لم يكن قد اكتشف بعد. والنشاط الإشعاعي هو ساعة طبيعية تدق باستمرار فتترك سجلا محفوظا لهذه الدقات في الصخور. ولقد أظهر سجل الساعة الإشعاعية أن عمر الأرض يقدر ب4.8 بليون سنة. وهذا العمر الزمني الجيولوجي أكبر بكثير جدا مما تخليه ليل أو أي من رفاقه.
الروائي الساخر مارك ادوين قال يوما
لا شئ يعجل من علم الجيولوجيا وكان يشير الى تباعد الزمن الجيولوجي الكبير
حيث مثل كل الزمن الجيولوجي وهو 4.6 بليون سنة بسنة ميلادية واحدة طولها اثنا عشر شهرا. تمتد من يناير حتى ديسمبر، ويكون ترتيب الأحداث الجيولوجية المهمة، خلال هذه السنة، على النحو التالي:

- الفترة من أول يناير حتى منتصف شهر مارس، فترة مفقودة من تاريخ الأرض.

- يرجع عمر أقدم الصخور على وجه الرض إلي منتصف شهر مارس.

- خلق أقدم كائن على وجه الأرض في البحار في شهر مايو.

- انتقلت النباتات والحيوانات إلي اليابس في نهاية شهر نوفمبر.

- تكونت رواسب الفحم السميكة في أوروبا وأمريكا في بداية شهر ديسمبر.

- وصلت الديناصورات إلي قمة انتشارها في منتصف شهر ديسمبر. اختفت الديناصورات من على وجه الأرض في 26 ديسمبر.

- ظهر ابونا ادم تقريبا في ليلة 31 ديسمبر.

- بدأت أحداث المثالج القارية continental glaciers في التراجع والتقلص من منطقة البحيرات العظمى في كندا وشمال أوروبا قبل حوالي دقيقة واحدة و15 ثانية قبل منتصف ليلة 31 ديسمبر.

- حكمت روما العالم الغربي لمدة 5 ثواني من الساعة 11:59:45 إلي 11:59:50 قبل منتصف ليلة 31 ديسمبر.

- اكتشف كولومبس أمريكا قبل ثلاث ثوان من منتصف ليلة 31 ديسمبر.

- ظهر علم الجيولوجيا على يد جيمس هاتون قبل حوالي ثانية واحدة من نهاية العام.
ولمعرفة المزيد ادعوكم اعزائي لمشاهدة هده المادة المصورة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
ي ت ب ع ...

من طرف Admin* الأحد أكتوبر 09, 2011 4:24 am

1_ اساس مضاهات عمر كوكبنا الفريد
نواصل اعزائي مفهومنا الشامل عن اصل واساس تقدير عمر كوكبنا الفريد المعروف بالارض و الملئ بالحياة الزاهرة والمتنوعة حيث اعتمد في تقدير عمر الأرض على المستحاثات (الأحافير) النباتية والحيوانية المحفوظة في الصخور , وكذلك على النشاط الإشعاعي لبعض العناصر المشعة والذي يتضمن عمر النصف للمادة المشعة , وهذه الدراسات لم تكن على منطقة واحدة من الأرض , وإنما تضمنت مناطق عديدة وتم إقامة زمر محلية في المنطقة الواحدة , وزمر تركيبية بين عدة مناطق متضمنة زمر محلية وتمكنوا من النهاية من وضع السلم الستراتغرافي العالمي .
لنعرف اولا مادا يقصد بالعمر النسبي؟؟؟
العمر النسبي : يهدف العمر النسبي إلى تقسيم مجموعات الصخور الرسوبية والكتل النارية اعتماداً على على الحادثات ( بيولوجية , كيميائية , مناخية , مغناطيسية ، بركانية ، تكتونيكية ، سيديمنتولوجية ...... إلخ ), وقياسها في مناطق مختلفة من العالم للحصول على تاريخ مترابط للأرض . (بالأمكان القول أن الحادثة هي تغير سريع أو بطيء , يطرأ على المنطقة وبالتالي يميزها عن غيرها من المناطق ) .

يستخدم لتأريخ منطقة ما المبادئ الآساسية التالية :

o – التنضد : كل طبقة رسوبية هي أقدم من التي فوقها وأحدث من التي تحتها .
o – التقاطع : كل تشكيلة رسوبية تقطع تشكيلة أخرى تكون لاحقة لها .
o – المحتبسات : إذا كان جزء من (أ) محتبساً في جزء من (ب) فإن (ب) لاحقاً لـ (أ)

اعتماداً على تحديد العمر النسبي لمناطق الكرة الأرضية , وإقامة الترابط بين هذه المناطق من خلال المقارنة مثنى مثنى , تم وضع الجدول الزمني والسلم التراتغرافي العالمي (الأحقاب الجيولوجية ) .

لم يقتصرالاهتمام على وضع جدول زمني يوضح تعاقب الطبقات المختلفة المكونة للقشرة الأرضية خلال الزمن , وإنما تحديد العمر المطلق ضروري أيضاً لمعرفة دقيقة للوقت الذي انقضى منذ زمن بعيد . ومن خلال الدراسات التي أجريت تم تقدير عمر مطلق للقشرة الأرضية يتراوح بين 4, 4.5 مليار سنة وبذلك فأن عمر كوكب الأرض أكبر من ذلك بكثير .
كيف تم حساب العمر المطلق للارض؟؟ 3

كيف تم حساب العمر المطلق للارض؟؟ Uranium

ويمكن تحديد العمر المطلق للصخور باستخدام طرق تعتمد على التفتيت الذري radioactive decay للعناصر المشعة فقد اكتشف العالم الفرنسي بيكيرل أن اليورانيوم عنصر له القابلية للاشعاع التلقائي وان الأشعة التى تنطلق من هذا العنصر تحرق الأفلام الفتوغرافية وتؤين الغازات وتؤدى هذه الاشعاعات أيضا الى تضوء بعض المركبات الكيميائية فى الظلام مثل كبريتيد الزنك , وقد اطلق بيكيرل اسم الإشعاع الذري على قابلية اليورانيوم وبعض العناصر لإنبعاث مثل هذا الإشعاع منها.

وينتج الإشعاع الذري لعنصر معين من عدم ثبات التركيب النووي لنظير أو اكثر من نظائرة وهنالك انواع من الإشعاع الذري هي :

1- الإشعاع بانيعاث أشعة جاما gamma ray وينتقل العنصر نتيجة لهذا النوع من الإشعاع من حالة ذات طاقة عالية الى حالة ذات طاقة منخفضة بدون أي تغيير فى الرقم الكتلي أو الذري للعناصر. والأشعة جاما التى تنبعث من هذا النوع من الإشعاع الذري هي موجات كهرومغناطيسية electromagnetic waves أطولها قصيرة جدا أقصر من الموجات الأشعة السينية x-ray ولذلك فلأشعة جاما القدرة على اختراق الأجسام الصلبة أكبر بكثير من قدرة اختراق الأشعة السينية لها والجدير بالذكر أن الأشعة السينية والضوء وموجات الراديو موجات كهرومغناطيسية ايضا تتزايد اطوال موجاتها تدريجيا .

2- الاشعاع بانبعاث جسيمات الفا alpha particles وجسيمات الفا هي نوى عنصر الهيليوم وتتكون كل نواة من هذه النوى على من بروتين ونيونرون وبهذا النوع من الاشعاع ينخفض الرقم الذري للعنصر المشع بمقدار رقمين ورقم الكتلة أربعة أرقام وبذلك يتحول العنصر الى عنصر آخر, فاليورانيوم 238 برقم ذري 92 يتحول الى ثوريوم 234 برقم ذري 90 ويحدث التحلل الذري عادة بانبعاث أشعة الفا فى حال النوى الكبيرة جدا التى تكون غير ثابتة لكبر حجمها وكتلتها.

3- الاشعاع بانبعاث جسيمات بيتا beta particles وجسيمات بيتا هي الكترونات حبيسة فى نوى بعض العناصر وتوجد فى النيترونات التى يمكن ان تتحول الى بروتونات ذات شحنة موجبة نتيجة لهذا النوع من الاشعاع , وبذلك يكتسب العنصر عند فقدان جسيم بيتا رقما ذريا بدون ان يتغير رقم كتلته فيتحول الروبيديوم 87(رقم ذري 37) الى استرونشيوم87(رقم ذري38) بفقدان جسيم بيتا.

4- اكتساب الكترون electron capture ويمكن ان يكتسب بروتون الكترونا ليتحول الى نيوترون وفى هذه الحالة ينقص الرقم الذري واحدا بدون ان يتغير رقم كتلته فالبوتاسيم 40 رقم ذري 19 يتحول الى أرجون 40 رقم ذري 18 حينما تكتسب نواة البوتاسيم الكترونا.

واحيانا تتطلب بعض النظائر عدة مراحل من التحلل الذري للوصول الى حالة الثبات فيتحلل اليورانيوم 238 ثماني مرات بفقدان جسيمات الفا وست مرات بفقدان جسيمات بيتا ليصبح رصاصا 206

ولاتتغير سرعة تحلل النظائر المشعة مهما تغيرت الظروف الفيزيائية والكيميائية التى تحيط بهذه النظائر وتعتمد كمية النوى التى تفتت على الكمية الكلية للنظير المشع فى لحظة معينة

ويعبر العلماء عن عن سرعة تحلل النظائر بالزمن الذي يمر لكي ينخفض أي كمية من المادة المشعة للنصف, أذ أن هذه الفترة من الزمن ثابتة لكل عنصر, ولاتعتمد على الكمية الأصلية للعنصر عند بداية التحلل, وتسمى هذه الفترة الزمنية بزمن نصف العمر للعنصر المشع ,

ولدا فقد أستطاع العلماء تأريخ عمر الأرض بواسطة اليورانيوم المشع لأن معدل إضمحلال المواد المشعه ثابت ابدا لا يعتمد علي شئ اطلاقا إلا بنية الذرة الداخليه من البروتونات والنيوترونات والالكترونات والميزونات وغيره ولا يؤثر عليها اي شئ اخر من ضغط ولا حرارة ولا بروده ولا شئ ومن ثم فهي تعتبر كالساعه الذريه التي لا تتغير لتحديد عمر الأرض وهذا مناسب حيث ان الصخور تعرضت للعديد من العوامل والمتغيرات من انصهار مفرط الي بروده مفرطه الي ضغط شديد في اعماق الارض وغيرها الكثير ولكن ليست كل الصخور نشأت مع بداية تكون الارض وهذه هي المشكله اننا نريد صخره هي كانت حجر الاساس في بناء كوكب الارض فالصخور التي تم تحليلها اعطت نتائج مختلفه بحسب تكوينها وهذا منطقي فمن المؤكد ان الارض لم تتكون بين عشية وضحها ولكن تكون علي فترات كبيره جدا واقدم صخره وجدنها علي كوكب الارض كان عمرها 4.5 مليار سنه ولا مانع منطقي ان نجد صخور عمرها اكبر من هذا .
اترككم مع هده المادة المصورة لتعرفوا اكثر عن كيفية المضاهات بالنظائر المشعة او مانستطي تسميتها بالساعة الكونية
الساعة الكونية ـ التأريخ باليورانيوم المشع

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
وبهدا تكون قد تكونت لدينا فكرة عن اساس السلم الجيولوجي لكوكبنا الحي الارض..
متابعة شيقة..

من طرف **ahmedmecanic** الخميس أبريل 19, 2012 12:06 am

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
بـارك الله فيك أخي الغالـي على الموضـوع القيـم والطـرح الممـــيز
بـــالــتـــوفيق ان شـــــاء الله و ننتظر جديــدك
واصـل إبداعك الرائع معنا في منتدى لايعرف الى التميز والعطاء
لـك مــني أحلـى التـــقدير والامتنــان
تقبل مروري وخالص تحياتي لك

قياس عمر الصخور
إن قياس عمر الصخور، وبالتالي معرفة تتابعها ووضع مقياس للزمن الجيولوجي، يتم أما بالعمر النسبي (Relative Dating) أو بالعمر الحقيقي (Absolute Dating)، وكلا الأسلوبين يعد تابعاً لعلم التقويم الجيولوجي (Geochronology) الخاص بتحديد الأعمار (Montgomery, 1997).
(1) طريقة العمر النسبي (Relative Dating Method):
تعتمد على تحديد عمر الطبقات الصخرية بالنسبة لبعضها البعض دون معرفة العمر الحقيقي لها، وذلك بالاعتماد على قانون تتابع الطبقات(Principle of Superposition)، الذي وضعه جيمس هتن (James Hutton, 1726-1797)، والذي ينص على أنه في أي تتابع للصخور المتطبقة والتي لم تتعرض للتشويه بالتفلق أو الطي الشديد، فان الطبقة التي في الأسفل تكون أقدم من الطبقة التي تعلوها، كما يمكن الاستفادة من قانون التتابع الحيواني والنباتي ومن المتحجرات الدالة لتحديد العمر النسبي للطبقات الصخرية، خاصة عندما تكون معزولة عن بعضها، أي أن الطبقات التي تحتوي على المتحجرات القديمة تكون الأقدم وتلك التي تحتوي على المتحجرات الحديثة هي الأحدث.
(2) طريقة العمر الحقيقي (Absolute dating Method):
تعتمد على تحديد العمر الحقيقي للطبقات بالسنين. في عام (1910) أقترح العالم فريدريك سودي (Frederick Soddy) اسم النظير (Isotope) والذي يعني (نفس المكان للتعبير) عن الذرات المختلفة في أوزانها الذرية لكنها متشابهة في أعدادها الذرية. لذلك يمكن تعريف النظائر بأنها ذرات نفس العنصر الكيميائي التي لها نفس العدد الذري (أي نفس عدد البروتونات) لكنها تختلف في العدد الكتلي (أي في عدد النيوترونات). إن مفهوم عدم استقرار النظير المشع يعني انحلال نواة الذرة تلقائياً لتكوين نواة ذرة عنصر آخر، لكن بحالة مستقرة وهذا ما يعبر عنه بالنشاط الإشعاعي (Radioactivity). وخلال هذه العملية تبعث من النواة أنواع مختلفة من الجسيمات على هيئة طاقة أو إشعاع، وبناءً على ذلك فأن النظير المشع الأصلي يدعى بالنظير الأم (Parent Nuclide) أما النظير الناتج من التحلل الإشعاعي فيدعى بالنظير البنت (Daughter Nuclide). إن عملية تحول النظير الأم إلى النظير البنت بواسطة التحلل الإشعاعي يتم بمعدل ثابت لا يتغير ولا يتأثر باختلاف الظروف الطبيعية والكيميائية المحيطة. معدل التحول هذا يدعى بثابت الانحلال(Decay Constant)، ولكل نظير مشع ثابت تحلل خاص به، على سبيل المثال ثابت انحلال اليورانيوم المشع (U238) هو (7620x106). أما زمن تحول نصف وزن النظير الأم إلى النظير البنت فيدعى بنصف العمر (Half-Life)، فمثلاً نصف عمر نظير اليورانيوم يبلغ حوالي (4560) سنة (الياس، 1993). يمكن حساب عمر الصخور أو أي مادة تحتوي على نظير مشع من خلال معرفة وزن النظير الأم ووزن النظير البنت الموجود في عينة صخرية ما، فضلاً عن ثابت تحلل النظير، وبتطبيق المعادلة التالية يمكن حساب العمر (العمري ونادر،2001):
Time = (W. of Parent Nuclide / W. of Daughter Nuclide) x Decay Constant
في الوقت الحالي يستخدم جهاز المطياف الكتلي (Mass Spectrometer) لحساب عمر الصخور، وهو جهاز يعتمد على المبدأ السابق في حساب العمر. إن ما ذُكر عن استخدام النظائر في حساب عمر الصخور يعد جزءاً من علم جيولوجيا النظائر (Isotope Geology). من أبرز النظائر المستخدمة لحساب العمر هي: نظير اليورانيوم (U)، نظير البوتاسيوم (K)، نظير الأركون (Ar)، نظير الروبيديوم (Rb)، نظير الكاربون (C)، .. الخ.