ما هي الجيولوجيا الإنشائية وماذا يتضمن هذا الفرع الجيولوجي؟
تعرف الجيولوجيا الإنشائية بأنها الجيولوجيا الهيكلية، ونظام علمي يهتم بتشوه الصخور على نطاق واسع وصغير، كما أن هذا الفرع هو نطاق دراسته واسع بدءًا من العيوب الشبكية دون المجهرية في البلورات إلى الهياكل الخاطئة وأنظمة الطي لقشرة الأرض.
كما تتنوع أساليب الجيولوجيا الهيكلية تقريباً مثل تلك الخاصة بالعلوم الجيولوجية ككل، حيث يمكن دراسة السمات الهيكلية صغيرة الحجم باستخدام نفس التقنيات العامة المستخدمة في علم الصخور، حيث تكون أجزاء الصخور المثبتة على شرائح زجاجية رقيقة جداً ثم يتم فحصها باستخدام المجاهر المستقطبة، ولكن على نطاق أوسع يتم استخدام تقنيات الجيولوجيا الميدانية.
وتشمل هذه رسم اتجاه السمات الهيكلية مثل الأعطال والمفاصل والانقسام والطيات الصغيرة، وفي معظم الحالات يكون الهدف هو تفسير الهيكل الموجود أسفل السطح باستخدام المعلومات المتاحة على السطح، وعندما يتعلق الأمر بالجبال والقارات وأحواض المحيطات وغيرها من السمات واسعة النطاق، فإن الأساليب المستخدمة هي في الأساس تلك الخاصة بالجيوفيزياء وتشمل استخدام تقنيات علم الزلازل والمغناطيسية والجاذبية، علاوة على ذلك ونظراً لأن العمليات التي تسبب تشوه الصخور نادراً ما يمكن ملاحظتها مباشرة، فمن الضروري دراستها عن طريق نماذج الكمبيوتر التي يتم تمثيلها فيها رياضيًا.
ما هو علم الجيولوجيا الاقتصادية وما الذي يتضمنه هذا العلم؟
تُعرف الجيولوجيا الاقتصادية على أنها الانضباط العلمي المعني بتوزيع الرواسب المعدنية والاعتبارات الاقتصادية المرتبطة باستعادتها وتقييم الاحتياطيات المتاحة، حيث تتعامل الجيولوجيا الاقتصادية مع الخامات المعدنية والوقود الأحفوري (مثل البترول والغاز الطبيعي والفحم) والمواد الأخرى ذات القيمة التجارية مثل الملح والجبس وحجر البناء.
يطبق مبادئ وأساليب مختلف المجالات الأخرى للعلوم الجيولوجية وأبرزها الجيوفيزياء والجيولوجيا الهيكلية والطبقات، وهذه الدراسات هدفها الرئيسي هو توجيه التنقيب عن الموارد المعدنية والمساعدة في تحديد الرواسب التي تُعد جديرة بالاهتمام من الناحية الاقتصادية للتنقيب، غالبًا ما يساعد المتخصصون في الجيولوجيا الاقتصادية في استخراج السلع المعدنية أيضًا.
ما هي الجيولوجيا الهندسية وما هو أهميتها؟
إن الجيولوجيا الهندسية وتسمى أيضًا الهندسة الجيولوجية هي عبارة عن النظام العلمي المعني بتطبيق المعرفة الجيولوجية على المشكلات الهندسية، على سبيل المثال لتصميم الخزان وموقعه وتحديد استقرار المنحدر لأغراض البناء وتحديد خطر الزلازل والفيضانات أو الهبوط في المناطق يعتبر للطرق أو خطوط الأنابيب أو الأعمال الهندسية الأخرى.
كما تُعد الجيوفيزياء الفرع الرئيسي لعلوم الأرض الذي يطبق مبادئ وأساليب الفيزياء على دراسة الأرض، حيث تتعامل الجيوفيزياء مع مجموعة واسعة من الظواهر الجيولوجية، بما في ذلك توزيع درجة حرارة باطن الأرض، المصدر والتكوين والاختلافات في المجال المغنطيسي الأرضي والسمات واسعة النطاق للقشرة الأرضية مثل الصدوع والخيوط القارية والتلال وسط المحيط.
يمتد البحث الجيوفيزيائي الحديث إلى ظواهر الأجزاء الخارجية من الغلاف الجوي للأرض (على سبيل المثال دينامو الغلاف المتأين والنفاثات الكهربائية الشفقية ونظام التيار المغنطيسي) وحتى الخصائص الفيزيائية للكواكب الأخرى وأقمارها الصناعية.
هناك العديد من مشاكل الجيوفيزياء مماثلة لتلك الخاصة بعلم الفلك؛ لأن الموضوع المدروس نادراً ما يكون تحت الملاحظة المباشرة، ويجب استخلاص النتائج إلى حد كبير على أساس التفسير الرياضي للقياسات الفيزيائية.
وتشمل هذه قياسات مجال الجاذبية الأرضية بأجهزة قياس الجاذبية الأرضية والبحرية والأقمار الصناعية في الفضاء والقياسات المغناطيسية للمجال المغناطيسي للكوكب والمسوح الزلزالية للهياكل الجيولوجية الجوفية، وذلك باستخدام الموجات المرنة المنعكسة والمنكسرة الناتجة عن الزلازل أو بالوسائل الاصطناعية.
أثبت البحث الذي تم إجراؤه باستخدام التقنيات الجيوفيزيائية أنه مفيد للغاية في تقديم أدلة تدعم نظرية الصفائح التكتونية، كما أظهرت بيانات قياس الزلازل على سبيل المثال أن أحزمة الزلازل في العالم تحدد حدود الصفائح الصلبة الهائلة التي تشكل الغلاف الخارجي للأرض، في حين أن نتائج الدراسات المغنطيسية القديمة جعلت من الممكن تتبع انجراف القارات على مدار الزمن الجيولوجي.
ما هو علم الجيومورفولوجيا؟
الجيومورفولوجيا هي نظام علمي يهتم بوصف وتصنيف السمات الطبوغرافية للأرض، تم تخصيص الكثير من الأبحاث الجيومورفولوجية لأصل التضاريس، تركز مثل هذه الدراسات على القوى التي تشكل وتغير عناصر الإغاثة الأولية لسطح الأرض، كما تشمل هذه القوى النشاط التكتوني وحركات الأرض السطحية (على سبيل المثال الانهيارات الأرضية وانهيارات الصخور)، كما أنها تنطوي على التجوية وتآكل وترسب الحطام الصخري الناتج عن طريق الرياح والجليد الجليدي والجداول، في السنوات الأخيرة، حيث يتم إيلاء اهتمام متزايد لتأثيرات الفعل البشري على البيئة المادية أيضًا.
تم ابتكار العديد من أنظمة تصنيف التضاريس منذ أواخر القرن التاسع عشر، حيث تصف بعض الأنظمة السمات الطبوغرافية وتجمّعها وفقًا للعمليات التي شكّلتها أو عدّلتها، يأخذ البعض الآخر في الاعتبار عوامل إضافية (على سبيل المثال طبيعة الصخور السطحية والتغيرات المناخية) وتشمل المرحلة التطورية لتضاريس الأرض باعتبارها جانبًا من جوانب تطورها عبر الزمن الجيولوجي.
ترتبط الجيومورفولوجيا ارتباطاً وثيقاً بعدد من التخصصات العلمية الأخرى التي تهتم بالعمليات الطبيعية، كما تعتمد الجيومورفولوجيا الانسيابية والساحلية بشكل كبير على ميكانيكا الموائع وعلم الرواسب وتعتمد على دراسات حركة الكتلة والعوامل الجوية وحركة الرياح والتربة على علوم الغلاف الجوي وفيزياء التربة وكيمياء التربة وميكانيكا التربة، كما أن البحث في أنواع معينة من التضاريس يستلزم مبادئ وأساليب الجيوفيزياء وعلم البراكين ودراسة تأثير الإنسان على التضاريس تعتمد على تخصصات الجغرافيا والبيئة البشرية.
ما هو علم الجيوكيمياء وعلم الفيزياء الجيولوجية؟
الجيوكيمياء هي تخصص علمي يتعامل مع الوفرة النسبية وتوزيع وهجرة العناصر الكيميائية للأرض ونظائرها، حتى أوائل الأربعينيات من القرن الماضي كانت الكيمياء الجيولوجية تهتم بشكل أساسي بتحديد الوفرة الأولية في المعادن والصخور، ومنذ ذلك الوقت قد وسّع الباحثيين نطاق أبحاثهم بشكل كبير ودرسوا على سبيل المثال إعادة التدوير المستمر للمواد المكونة للأرض من خلال وكالات الغلاف المائي والغلاف الجوي إلى جانب انتشار قاع البحر وبناء الجبال والعمليات الأخرى التي تنطوي على القشرة الأرضية.
تشمل الأبحاث الجيوكيميائية الحديثة أيضاً دراسة التحولات الكيميائية للمواد البيولوجية في الصخور والتدفق الدوري للعناصر الفردية (ومركباتها) بين الأنظمة الحية وغير الحية، ومنذ الستينيات أصبحت بعض مجالات البحث الجيوكيميائي مترابطة مع علم الكونيات على سبيل المثال دراسة الأصل والوفرة النسبية للعناصر في النظام الشمسي مثل: مجرة درب التبانة والكون ككل والتركيب الكيميائي للنيازك وعصور الصخور الأرضية والقمرية.
أما الجيولوجيا الفيزيائية فهي النظام العلمي الذي يهتم بجميع جوانب بنية الأرض وتكوينها وخصائصها الفيزيائية وصخورها ومعادنها وخصائصها السطحية، ووفقًا لذلك تعتبر الجيولوجيا الفيزيائية أساساً مجالاً فائقاً يتداخل مع تخصصات مثل: الجيوفيزياء والكيمياء الجيولوجية وعلم المعادن وعلم الصخور والجيولوجيا الهيكلية والجيومورفولوجيا.
أما علم الأحياء الجليدية هو عبارة عن دراسة المساحات الكبيرة من الأرض التي كانت متاخمة للجليد، ولكنها لم تكن مغطاة خلال الفترات الجليدية، الممثلون الحديثون لهذه المناطق هم مناطق التندرا في القطب الشمالي والمناطق دائمة التجمد الواقعة في نصف الكرة الشمالي، يمكن ملاحظة جميع الظروف المستمدة من هذه البيئة القديمة في السجل الجيولوجي المحفوظ في العديد من المناطق الخالية الآن من الجليد.
