ژئومورفولوژی در ارتباط با موضوعات اتمسفر

ژئومورفولوژی در ارتباط با موضوعات اتمسفر

همانگونه که می دانیم، اتمسفر از ترکیب گازهای گوناگون و عناصر ریز، پراکنده و معلق به ویژه در لایه زیرین تشکیل یافته است. این قلمرو گازی با دریافت انرژی الکترومانیتیک خورشیدی به نیرویی مجهز می شود که دینامیک اتمسفری را در معنی عام به وجود می آورد. این نیرو بخشی از ژئودینامیک بیرونی را تشکیل می دهد که علاوه بر هدایت پدیده های جوی عوامل مورفوژنیک را تغذیه می کند. برخی از این عوامل به صورت پدیده های گوناگونی مانند: کریوکلاستیم، ترموکلاستیسم و هالوکلاستیسم در تغییر شکل دادن زمین دخالت می کنند که هریک را بررسی می کنیم:

کریوکلاستیسم:به متلاشی شدن سنگها در اثر عمل یخبندان و ذوب یخ، کریوکلاستیسم می گویند. بنابراین نوسانات درجه حرارت و بالا و پایین آمدن گرما از حد صفر درجه سانتی گراد، این ساز و کار و فرایند را موجب می شود. با توجه به اینکه در این ساز و کار نقش عمده با یخ بندان است آنرا "ژلیفلاکسیون" می گویند. رطوبت هوا و وجود آب، عوامل دیگر آب و هوایی نیز در این عمل دخالت موثر دارند. به طوری که بدون تغییرات درجه حرارت نیز عوامل یاد شده نقش متلاشی کننده خود را به شکل دیگری ایفا می کنند.

ترموکلاستیسم:بالا و پایین رفتن درجه حرارت موجب متلاشی شدن سنگها می شود که در این حالت سنگها تحت انقباض و انبساط متناوب قرار می گیرند و به شکل های منفصل و متحرک در می آیند. اثر تغییرات درجه حرارت اصولا در سطح لیتوسفر، بیشتر از اعماق آن است. نوع وبافت سنگها در کیفیت متلاشی شدن آنها، تحت تاثیر ساز و کار ترموکلاستیم دخالت دارد. تناوب نفوذ امواج حرارتی در سنگها، ضریب انبساط و رنگ سنگها نیز در نحوه تاثیر این مکانیسم بی تاثیر نیست.

هیدروکلاستیسم:متلاشی شدن سنگها را در اثر تناوب جذب رطوبت و از دست دادن آن هیدروکلاستیسم گویند. در این نوع قطعه قطعه شدن سنگها عامل شیمیایی دخالت ندارد و فقط عامل فیزیکی عمل می کند. اما وجود رس در این سازو کار ضروری است، زیرا در نتیجه تغییرات حاصل در حجم رس که در اثر جذب آب یا از دست دادن آن انجام می شود، سنگها متلاشی می شوند. هیدروکلاستیسم بر حسب نوع سنگها در دو مقیاس نقش خود را ایفا می کند. در پاره ای از سنگهای دانه ای، بلورین و بلور لایه مثل گرانیت ها، گنایس ها و میکاشیست ها تجزیه برخی از کانی ها به ویژه فلدسپات ها، رس های از نوع مونت موریونیت ها در سطح کانی ها پراکنده می شود. انبساط و انقباض این رس ها در اثر جذب آب یا از دست دادن آن به جدا شدن مکانیکی دانه ها و یا قطعات سنگ ها منجر می شود.در سنگ های رسوبی مکانیسم هیدروکلاستیسم به گونه ای دیگر ظاهر می شود. در این سنگها لایه نازکی از رس ها معمولا در وسط لایه های سختی مانند: آهک و ماسه سنگ قرار دارد. جریان آب که درزه های سنگ های سخت نفوذ کرده و در لایه های رسی متوقف می شود، باعث انبساط حجم لایه می شود و در مواقع خشکی منقبض شده، به این ترتیب خلاء زیادی را فراهم می آورد و در اثر تکرار عمل به تدریج سنگ های سخت بالایی بر حسب نوع جنس به قطعاتی تقسیم و تحت تاثیر ریزش و لغزش قرار می گیرند.

هالوکلاستیسم: اگر تبلور نمک های محلول در آب های نفوذ یافته، منجر به متلاشی شدن سنگ های محل شود آنرا هالوکلاستیسم گویند. این مکانیسم اکثرا در مناطق خشک موجب متلاشی شدن سنگ ها می شود. در این مکانیسم تغذیه بلورهای نمکی تشکیل شده از آب نمک دار، با حالت پیچیده ای به طور غیر مستقیم حجم را افزایش داده و به جداشدن سنگ ها منتهی می شود.

رابطه ژئومورفولوژی با زمین شناسی و ژئوفیزیک

داده های مربوط به ساختار و دینامیک پوسته زمین که از مطالعات ژئوفیزیکی و زمین شناسی به دست می آیند از عوامل اساسی درمطالعات ژئومورفولوژی به شمار می روند. بدین جهت در علم ژئومورفولوژی برای تفسیر بسیاری ازپدیده ها ناگزیر هستیم که داده ها و دست آوردهای علم زمین شناسی و ژئوفیزیک را مورد استفاده قرار دهیم. برای اینکه روابط بین این علوم واضح تر بیان شود در ابتدا به نحوه استفاده از داده های ژئوفیزیک و زمین شناسی در ژئومورفولوژی اشاره می کنیم:

توصیف هوازدگی و تاثیر انواع آن در زمین ریخت شناسی:

-هوازدگی فیزیکی

-هوازدگی شیمیایی

-هوازدگی بیو شیمیایی

هوازدگی(از فرایند های ژئومورفولوژی): 
این پدیده در حد فاصل زمین و کره جو ایجاد می شود. در این شرایط کانی ها در مجاورت اتمسفر، هیدروسفرو بیوسفر قرار می گیرند. این امر تغییراتی در حالتهای تخریبی یا پلاستیکی آنها ایجاد کرده وسبب افزایش حجم و کم شدن وزن مخصوص و اندازه ذرات آنها می شود و در نتیجه به پیدایش کانی های جدیدی که در این شرایط دارای پایداری بیشتری نسبت به کانی های اولیه هستند منجر می شود.

- هوازدگی فیزیکی:این نوع از هوازدگی شامل تنش های زمین شناسی، فشارهای همه جانبه تکتونیکی، تنش های ناشی از تابش خورشید و یخ زدن سریع آب می باشد.

تنش های زمین شناسی وقتی به وجود می آیند که سنگ های کریستالی(مثل گرانیت ها و مرمرها) متبلور شوند یاتبلور دوباره یابند یا سنگ های رسوبی (مثل ماسه سنگ های توده ای سست وبه هم پیوسته، آرکوزها و آهک ها) تحت فشار های همه جانبه تکتونیکی زیاد یا تحت فشار فوق العاده لایه های بالایی پدیده دیاژنزیاسنگ شدگی را تحمل کنند. فرسایش سطحی و کم شدن بار باعث کم شدن فشار بر آن و باعث ایجاد شبکه ای از درزها و ترک ها می شود.

گرادیانهای حرارتی نیز باعث انبساط خطی و توده ای سنگ ها می شود. تنش های به وجود آمده، بر اثر رشد بلورها در هوازدگی عمدتا دو منبع دارد. یکی بلورهای یخ و دیگری بلورهای نمک. همچنین تنش های بیولوژیکی که هوازدگی فیزیکی را افزایش می دهند در دو دسته اصلی گیاهی وجانوری می باشند که شامل کرم ها و گل سنگ می باشد.

نقش حرکت توده ای مواد در زمین ریخت شناسی:

» تکتونیک ثقلی

» رده بندی حرکت توده ای مواد

» موقعیت حرکت توده ای

» دلایل حرکت توده ای مواد

حرکت توده ای مواد:

این فرایند به جدا شدگی و حمل و نقل رو به پایین مواد خاکی و سنگی تحت تأثیر نیروی جاذبه گفته می شود. لغزش یا جریان توده ای مواد، به موقعیت آنها و نیروی جاذبه وابسته است. اما حرکت تودهای مواد با حضور آب، یخ و هوا تشدید می شود. خزش آرام رو به پایین خاک و خرده سنگ ها و همچنین حرکت سریع و لغزش های زمین در مقیاس بزرگ و در مسافت های طولانی هر دو جزء حرکت توده ای مواد محسوب می شوند.

لسها:

دو نوع لس در طبعیت وجود دارد یکی لس های واقعی است که از واکنش های یخچالی وحمل باد با رخساره قبل از یخچالی بدست می آید و دیگر لسهای بیابانی که منشاء آنها کاملا مشخص نیست.

لسهای یخچالی از قطعات کوارتز دار زمینهای یخچالی حاصل و به وسیله جریانهای رودخانهای –یخچالی به طرف دشت های پائین حمل شده اند سپس به وسیله وزش بادهای طوفانی به طرف بیرون از پهنه یخی حرکت کرده و رسوبات وسیعی را تولید می کند

لس های بیابانی :لسها در بیابانهای ماسه ای پیدا نمی شوند اما بصورت قطعاتی نزدیک حاشیه بیابانها یا بصورت صفحات نازک در محل های دور از بیابانها به وجود می آیند.

پالئوژئومورفولوژی دوران دیرینه زیستی پالئوزوییک Paleozoic:

در ادامه مطلب به تشریح: فازهای کوهزایی پالئوزوییک و آب و هوای پالئوزوییک و پالئوزوییک تحتانی و پالئوزوییک فوقانی و پالئوزوییک در ایران می پردازم.

طول مدت این دوران 375 میلیون سال تخمین زده می شود و به شش دوره کامبرین (100 میلیون سال)، اردوویسین (60 میلیون سال)، سیلورین (40 میلیون سال)، دونین (50 میلیون سال)، کربونیفر (80 میلیون سال) و پرمین (45 میلیون سال) تقسیم می شود. سه دوره اول بنام پالئوزوییک تحتانی و سه دوره بعدی به نام پالئوزوییک فوقانی نامیده می شود.

جانوران و گیاهان معرف این دوران تریلوبیتها (در تمام طول دوران وجود داشته اند و در انتهای دوران نیز منقرض گشته اند)، آرکئوسیاتیده ها (کامبرین)، گراپتولیتها (سیلورین)، فوزولینها (پرموکربونیفر) و ماهیهای زره دار که حد واسط بین دوره های سیلورین و دونین هستند. علاوه بر آنها یکسری از موجودات نیز وجود داشته اند که در دورانهای بعدی تکامل بیشتری پیدا کردند و تا به امروز هم باقی مانده اند که شامل مرجانها، بازوپایان، پابرسران و تعدادی از دوزیستان (استگوسفالها) و خزندگان (ترومورف) که در دوران دوم از بین رفته اند.

از بین گیاهان این دوران می توان به سرخسهای دانه دار اشاره کرد که در دوران دوم از بین رفته اند و نیز تعدادی از آنها از جمله بعضی دم اسبیان و پنجه گرگیان، پتریدوفیتها، سیکاس و ژینگو نیز تا به امروز باقی مانده اند.

ژئومورفولوژی دوران میان زیستی مزوزوییک Mesozoic

این دوران 160 میلیون سال به طول انجامیده است: ابتدای دوره به تریاس 225 میلیون سال پیش و انتهای آن دوره کرتاسه مربوط به 65 میلیون سال پیش می باشد.

مقایسه دوران دوم با دوران اول نشان می دهد که بین این دو دوران مفهوم مشترکی وجود ندارد. در دوران اول حرکات کوهزایی منجر به تشکیل دو سری چین خوردگی گردیده اند در حالی که حرکات کوهزایی دوران دوم موجب بوجود آمدن بخشی از یک سری چین خوردگی (چین خوردگی های آلپ) شده اند.

دوران سوم به سه دوره تقسیم می شود: تریاس (45 میلیون سال)، ژوراسیک (45 میلیون سال) و کرتاسه (70 میلیون سال). هر کدام از این دوره ها به چند زیر دوره و اشکوب تقسیم می شوند که در جدول زیر آمده است.

تعیین حد بالایی و پایینی با مشکلاتی همراه است زیرا: با وجود اینکه حد پایینی این دوران از نظر چینه شناسی و حرکات کوهزایی (خاتمه فاز هرسینین و شروع فازهای سیمرین) کاملا مشخص است ولی در برخی مناطق پرمین با تریاس با هم یکی شده و پرموتریاس را بوجود آورده اند. حد فوقانی این دوران فقط بر اساس دیرینه شناسی بنا گردیده و با وجود چین خوردگیهای لارامید (شروع دوران سوم)، ولی در اکثر رشته کوه ها، تشکیلات دوران سوم ادامه تشکیلات دوره کرتاسه می باشد.

ژئومورفولوژی دوران نوزیستی سنوزوییک ( Cenozoic):

این دوران 70 میلیون سال به طول انجامیده و تقریبا کمی بیشتر از یک سوم دوران دوم و حدود یک ششم دوران اول است و کوتاهترین دوران زمین شناسی نامیده می شود. این دوران به سه دوره پالئوژن (شامل پالئوسن، ائوسن و الیگوسن جمعا به مدت 40 میلیون سال)، نئوژن (شامل میوسن و پلیوسن جمعا به مدت 28 میلیون سال) و کواترنر (شامل پلیوستوسن و هولوسن جمعا به مدت 2 میلیون سال) تقسیم می شود. دوره های پالئوژن و نئوژن را روی هم دوره ترشیاری نیز می گویند.
حد فوقانی و حد تحتانی این دوران (همچنان که قبلا نیز گفته شد) کاملا مشخص نیست. حد تحتانی آن بعلت روشن نبودن حد فاصل بین آخرین اشکوب کرتاسه (ماستریشتین) و اولین اشکوب پالئوسن (دانین) و حد فوقانی آن نیز بعلت اختلاف نظر در واقعی بودن یا غیر واقعی بودن دوران چهارم مبهم می باشد.

ژئومورفولوژِی دوران انسان زیست کواترنری ( Quaternary):

این دوران که به دوران چهارم مشهور است اساسا قسمت بالایی دوران سوم بوده و شامل دو دوره به نامهای پلیوستوسن و هولوسن بوده که مجموعا روی هم رفته از 9/1 میلیون سال پیش آغاز شده است و تا امروزه نیز ادامه دارد. این دوران با ظهور گونه های گاو، شتر، فیل و اسب مشخص می شود.از اختصاصات جغرافیایی این دوران می توان وجود یخبندانهای متوالی را نام برد که از تغییرات آب و هوایی مهم کره زمین ناشی شده اند و با پسروی و پیشروی دریا و همچنین تناوب فرسایش و رسوب گذاری همراه بوده است. از اختصاصات دیرینه شناسی این دوران می توان به وجود انسانهای سنگواره و نسلهای آنها اشاره کرد.آب و هوای دوران چهارم بطور متناوب تغییر کرده و وجود دوره های یخچالی و بین یخچالی که اولی از روی پایین بودن درجه حرارت و فراوانی ابرها و دومی از روی بالاتر بودن درجه حرارت و کمتر شدن میزان ابرها تشخیص داده می شوند، معرف این تغییرات هستند. هر یک از این نوسانات با جابجا شدن مناطق آب و هوایی قطبی به طرف استوا در دوره یخچالی و به طرف قطب در دوره بین یخچالی همراه بوده است.

» دوره های یخچالی:

دو دوره اصلی یخچالی در طول دوران چهارم شناخته شده که بوسیله یک دوره اصلی بین یخچالی میندل- ریس (Mindel- Riss) از یکدیگر جدا می گردند. هر یک از این دو دوره یخچالی نیز به تعدادی دوره کوچک یخچالی تقسیم می شوند و دارای مراحل پیشرونده یا به تاخیر افتاده ای هستند که وجود آنها مشکل تعیین سن مطلق یخچالها را زیادتر می کند.

یخچالها در اروپای شمالی، آلپ و آمریکای شمالی شناخته شده اند تعداد هر یک آنها در این مناطق نیز متفاوت است و هم ارزی لازم تنها بین یخچالهایی که به دوره های جدیدتری تعلق دارند، دیده می شود.
1) در اروپای شمالی سه دوره یخچالی تشخیص داده شده است:

- الستر (Elster): یخچالها از مناطق بسیار دور تا منطقه لایپزیک پیشروی کرده بودند.

- ساآل (Saal): یخچالها از منطقه قبلی نیز بیشتر تجاوز کرده و تا حاشیه منطقه رن (Rhin) پیشروی کرده اند.

- ویستول (Vistule): یخچالها به هامبورگ رسیده و مورنهای آن از دانمارک تا ورشو و از آنجا تا روسیه بجای مانده است.

بعد از این سه دوره یک دوره یخچالی تاخیری فرا می رسد که پهنه آن تا کشورهای اسکاندیناوی محدود بوده و به وسیله دریای بالتیک احاطه می شوند.

2) در آلپ: در این منطقه پنج دوره یخچالی شناخته شده است:

- دوره یخچالی دونائو (Donau)، گونز (Gunz) و میندل (Mindel) که نام آنها از دانوب و شعبات آن گرفته شده و همزمان با دوره الستر است.

- ریس (Riss) : این دوره یخبندان در داخل کوه های آلپ پیشروی کرده و تمام جلگه سوئیس را می پوشاند.
- وورم (Vovrem) : وسعت این یخبندان کمتر از ریس است و یخچال رن به لیون نمی رسد.
دوره تاخیری در منطقه آلپ با رشته ای از مورنها که اغلب دریاچه های بزرگ جبهه شمالی (دریاچه های فرانسه، سوئیس و اطریش) و جنوبی (دریاچه های ایتالیا) آلپ را احاطه کرده اند، مشخص می شود.

3) آمریکای شمالی:در این دوره 4 دوره یخچالی دیده می شود که بترتیب عبارتند از: نبراسکا، کانزاس، ایلینویز و ویسکانسن.

دوره ویسکانسین با دوره های ویستول و وورم و دوره ایلینویز با دوره های ریس و ساآل از نظر زمانی مطابقت دارند.

خاکریزی‌ و تراکم‌ مصالح‌ در سدهای خاکی

 1- خاکریزی‌ آزمایشی‌

قبل‌ از استفاده‌ از هرگونه‌ مصالح‌ در خاکریزها پیمانکار باید اقدام‌ به‌ خاکریزی‌ و متراکم‌ کردن‌ آزمایشی‌ مصالح‌ نماید.تا پارامترهایی‌ نظیر نوع‌ غلطک‌،تعداد عبور، سرعت‌ عبور و ضخامت‌ لایه‌های‌ خاکریزی‌ برای‌ دستیابی‌ به‌ بهترین‌ روش‌ اجرا و اطمینان‌ از عدم‌ تغییر دانه بندی مصالح‌ بیش‌ از حد مجاز (مثلاً شکستن‌ دانه‌ها بیش‌ از حد مجاز) تعیین‌ گردد. مساحت‌ هر خاکریز آزمایشی‌ باید حداقل‌ 100 متر مربع‌ باشد و نتایج‌ آن‌ به‌ تائید دستگاه‌ نظارت‌ رسانده‌ شود. کلیه‌ هزینه‌های‌ خاکریزی‌ آزمایشی‌ در داخل‌ هزینه‌های‌ خاکریزی‌ منظور شده‌ است‌. نتایج‌ خاکریزی‌ آزمایشی‌ می‌باید حداقل‌ یکماه‌ قبل‌ از شروع‌ خاکریزی‌ اصلی‌ جهت‌ بررسی‌ به‌ دستگاه‌ نظارت‌ ارائه‌ شود.خاکریزی‌ آزمایشی‌ مصالح‌ هسته‌ و خاکریز درهم (ناحیه 4) باید محدوده‌ رطوبت‌ تراکم‌ را از منهای‌ دو درصد تا بعلاوه‌ دو درصد نسبت‌ به‌ رطوبت‌ بهینه‌ پوشش‌ دهد تا منحنی‌ تراکم‌ خاک‌ که در صحرا بدست‌ آمده‌ با منحنی‌ تراکم‌ آزمایشگاهی‌ مورد مقایسه‌ قرار گیرد.