أساسيات هامة في الجيولوجيا الستراتغرافية

كيف اهتم الجيولوجيين في علم الطبقات الأرضية؟

قام الجيولوجيين بدراسة علم الطبقات ووجدوا أن علم الطبقات هو ذلك العلم الذي يختص بدراسة الطبقات الصخرية والتتابع الطبقي، ومعرفة كيفية تحدييد أعمارها وظروف ترسبها وتراكيبها، ومن المعروف أن الصخور الرسوبية هي الصخور الي توجد في هيئة طبقات قد تضم بين مكوناتها الحفريات وآثار الكائنات الحية القديمة التي لها أهمية كبيرة في معرفة تطور الكائنات ودراسة تاريخ الحياة على سطح الأرض.
كما أن علم الطبقات يبحث في العلاقات بين تكوين الصخور وتقسيم الزمن الجيولوجي، ويربط بين علم الطبقات والجيولوجيا التاريخية علاقات وطيدة، لكن هذا العلم يعتبر أكثر خاصية في دراسة الصخور الرسوبية ومعرفة التطور الجغرافي الذي حدث على سطح الأرض منذ نشأة الحياة حتى الآن، ويمتلك علم الطبقات الصخرية علاقات قوية مع العلوم الأخرى.
استفاد الجيولوجيين من علم الطبقات في تقسيم الزمن الجيولوجي، حيث قام الكثير من العلماء الجيولوجيين بدراسات هامة حول كيفية تقسيم الزمن الجيولوجي، ويعتبر جيمس هوتون (في عام 1785 إلى 1795) من أوائل الجيولوجيين الذين وضعوا أساسيات في موضوع دراسة الزمن الجيولوجي.
وأهم هذه الأساسيات هو مبدأ الوتيرة الواحدة (الحاضر مفتاح الماضي)؛ أي أن الصخور القديمة من المحتمل أن تكون قد تكونت بطرق مماثلة وفي ظروف متشابهة لتلك الظروف التي ساهمت في تكوين صخور مماثلة في الوقت الحاضر، ويعتبر هذا المبدأ مفتاح الزاوية kay stone للجيولوجيا الحديثة.
ومن الأمثلة التي تدل على صحة هذه النظرية هو أن الكثير من أصداف الكائنات الحية البحرية توجد في رواسب الشواطئ في منطقة المد السفلي، فإذا وجدنا في بعض الصخور القديمة (في الجبال والهضاب وغيرها) من أجزاء القارات حفريات مماثلة لهذه الأصداف، فإنه يمكننا أن نستنتج أن الرسوبيات قد تكونت في البحار ثم ظهرت إلى السطح بواسطة قوى الرفع.
إن التاريخ الجيولوجي يعنمد أساساً على دراسة الصخور الرسوبية وعلى ما تحتويه من حفريات، وهذه الدراسات قد استخدمت في تقسيم الزمن الجيولوجي ومعرفة الأعمار النسبية للصخور، وفي الوقت الحاضر توصل العلماء إلى معرفة الأعمار المطلقة لبعض الصخور بطرق تعتمد على خاصية الاشعاع.

رأي الجيولوجيين في مبدأ تعاقب الطبقات والأعمار النسبية للصخور:

كان العالم الجيولوجي وليام سميث أول من لاحظ وجود حفريات في طبقات الصخور الرسوبية أثناء عمله ودراساته في انجلترا، ووجد أن كل طبقة صخرية لها حفرياتها المميزة والتي تدل عليها، وتوصل سميث إلى وضع أساسيات في علم الطبقات الصخرية ومن أهمها ما يعرف باسم القانون الأول في علم الطبقات أو قانون تعاقب الطبقات.
وهذا القانون ينص على أنه في أي مجموعة من طبقات الصخور الرسوبية التي تكون في وضعها الأصلي الأفقي، فإن الطبقات السفلى من التتابع هي الأقدم في العمر، تعلوها طبقات أحدث منها عمراً وتكون أعلى الطبقات هي أحدثها ترسيباً، هذا المبدأ طالما لم تتعرض الطبقات إلى حركات أرضية قوية يكون من نتائجها اختلال هذا النظام، وعلاوة على ذلك في الطبقة الواحدة تكون المعادن التي تكونت عند القاعدة أقدم من تلك التي تكونت نحو القمة.
وبتطبيق قانون تعاقب الطبقات على كثير من التتابع الطبقي للصخور (في أماكن كثيرة من القشرة الأرضية) وجد أن هناك حالات خادعة، فعلى سبيل المثال إذا تجعدت الطبقات فوق بعضها البعض فإنه وفي بعض أجزاء التجعد ينقلب ترتيب الطبقات وبالتالي تعطى تتابعاً خاطئاً، لذلك يجب على الجيولوجي أن يكون حريصاً في دراساته لمعرفة أي خطأ ينجم من ذلك.
ومن الحالات الخادعة أيضاً عندما تتأثر مجموعة من الطبقات بالصدوع أو الفوالق، مما يؤدي إلى تداخل الطبقات (فالق معكوس) فتسبب في تكرار الطبقات في الأماكن القريبة من الفالق نفسه، وهذا يدل على أن الوضع التركيبي للطبقات في أي تتابع يجب دراسته بعناية قبل تطبيق قانون تعاقب الطبقات، كما تسجل كل طبقة من الصخور بعض المعلومات عن الحالة التي كانت سائدة في هذه المنطقة أثناء تكوين هذه الطبقة فيها، فقد تكون المنطقة قاع بحيرة أو بحر أو مستنقع أو صحراء.
ومن الممكن معرفة الأعمار النسبية للصخور النارية مثلاً من خلال تطبيق قانون تعاقب الطبقات، فالصخور النارية تكون أصغر عمراً من اي صخر تتداخل فيه أو تقطعه أو تؤثر عليه، وهذا لا يسري على الأجسام النارية الصغيرة فقط مثل السدود والقواقع، ولكن يسري أيضاً على الأجسام النارية الضخمة مثل الباثوليث.
إذا حدث للوحدات الصخرية أي إزاحة رأسية أو أفقية بواسطة صدع أو فالق يكون أصغر عمراً من أحدث طبقة قطعها أو أثر فيها.