سیدعمران طباطبایی – رویکردهای تقلیل گرایانه و کل گرایانه ای نسبت به علوم زمین وجود دارد. همچنین مطالعه زمین و همسایگان آن در فضا را شامل می گردد. برخی از دانشمندان، از دانش خود در مورد سیارات، برای مکان یابی و توسعه منابع انرژی و معدنی استفاده می کنند. برخی دیگر تأثیر فعالیت های انسانی بر محیط زیست و طراحی روش هایی برای حفاظت از کره زمین و دیگر کرات را مطالعه می کنند. برخی از آن ها از دانش خود در مورد فرآیندهای زمین مانند آتشفشان ها، زلزله ها و طوفان ها برای کمک به محافظت از مردم در برابر این رویدادهای خطرناک استفاده می کنند.

به طور معمول، دانشمندان از ابزارهایی از زمین شناسی، گاه شماری، فیزیک، شیمی، جغرافیا، زیست شناسی و ریاضیات برای ایجاد درک کمی و کیفی از نحوه کار و تکامل کره زمین استفاده می کنند. هواشناسان، آب و هوا را مطالعه کرده و مراقب طوفان های خطرناک هستند. هیدرولوژیست ها، آب را بررسی می کنند و در مورد سیل هشدار می دهند. زلزله شناسان، زلزله ها را مطالعه می کنند و سعی می کنند بفهمند که آن ها به کجا حمله خواهند کرد. زمین شناسان، سنگ ها را مطالعه و به یافتن مواد معدنی مفید کمک می کنند.

زمین شناسی، مطالعه لیتوسفر یا سطح زمین شامل پوسته و سنگ ها است. این شامل ویژگی ها و فرایندهای فیزیکی است که در لیتوسفر رخ می دهد و همچنین چگونگی تاثیر آن ها بر انرژی زمین گرمایی است. این شاخه شامل جنبه هایی از شیمی، فیزیک و زیست شناسی است که عناصر زمین شناسی با یکدیگر تعامل دارند. زمین شناسی، تاریخ و کاربرد زمین شناسی برای تفسیر تاریخ زمین و چگونگی تغییر آن در طول زمان است.

ژئوشیمی، اجزا و فرایندهای شیمیایی زمین را مطالعه می کند. ژئوفیزیک، ویژگی های فیزیکی زمین را مطالعه می کند. دیرینه شناسی، مواد زیستی فسیل شده در لیتوسفر را مطالعه می کند. زمین شناسی سیاره ای، زمین شناسی را در ارتباط با اجرام فرا زمینی مطالعه می کند. ژئومورفولوژی، منشأ مناظر را مطالعه می کند. زمین شناسی ساختاری، تغییر شکل سنگ ها برای تولید کوه ها و زمین های پست را مطالعه می کند. زمین شناسی منابع، بررسی می کند که چگونه می توان منابع انرژی را از مواد معدنی به دست آورد.

زمین شناسی زیست محیطی، چگونگی تاثیر آلودگی و آلاینده ها بر خاک و سنگ را مطالعه می کند.  کانی شناسی، مطالعه مواد معدنی است و شامل مطالعه تشکیل مواد معدنی، ساختار بلوری، خطرات مرتبط با مواد معدنی و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد معدنی است. پترولوژی، مطالعه سنگ ها از جمله تشکیل و ترکیب سنگ ها است. پتروگرافی، شاخه ای از پترولوژی است که گونه شناسی و طبقه بندی سنگ ها را مطالعه می کند.

شبیه سازی کامپیوتری میدان زمین در یک دوره قطبیت طبیعی بین معکوس ها، نشان دهنده خطوط میدان مغناطیسی هستند. محور چرخش زمین مرکزی و عمودی است. خوشه های متراکم خطوط در هسته زمین قرار دارند. میدان مغناطیسی زمین، میدان مغناطیسی است که از فضای داخلی زمین به فضا گسترش و در آن جریانی از ذرات باردار که از خورشید سرچشمه می گیرند در تعامل هستند. میدان مغناطیسی توسط جریان های الکتریکی ناشی از حرکت جریان های همرفتی مخلوطی از آهن و نیکل مذاب در هسته بیرونی زمین تولید می شود. این جریان های همرفتی ناشی از فرار گرما از هسته است.

بزرگی میدان مغناطیسی زمین در سطح آن به عنوان تقریب، با میدانی از یک دو قطبی مغناطیسی نشان داده می شود که در حال حاضر با زاویه حدود ۱۱ درجه نسبت به محور چرخشی زمین کج شده است. گویی یک آهنربای میله ای بزرگ در آن زاویه در مرکز زمین قرار گرفته است. قطب ژئو مغناطیسی شمالی در واقع قطب جنوب میدان مغناطیسی زمین را نشان می دهد و برعکس قطب ژئو مغناطیسی جنوبی مربوط به قطب شمال میدان مغناطیسی زمین است زیرا قطب های مغناطیسی، مخالف هم جذب می شوند و انتهای شمالی یک آهن ربا مانند سوزن قطب نما، به سمت میدان مغناطیسی جنوب زمین اشاره می کند.

در حالی که قطب های مغناطیسی شمال و جنوب معمولاً در نزدیکی قطب های جغرافیایی قرار دارند، آن ها به آرامی و به طور مداوم در مقیاس های زمانی زمین شناسی حرکت می کنند اما به اندازه کافی آهسته حرکت می کنند تا قطب نماهای معمولی برای ناوبری مفید باقی بمانند. با این حال، در فواصل نا منظم که به طور متوسط چند صد هزار سال طول می کشد، میدان مغناطیسی زمین معکوس می شود و قطب های مغناطیسی شمال و جنوب به ترتیب و به طور ناگهانی تغییر مکان می دهند. این معکوس شدن قطب های ژئو مغناطیسی، برای دیرینه شناسان در محاسبه میدان های ژئو مغناطیسی ارزشمند هستند. چنین اطلاعاتی به نوبه خود در مطالعه حرکات قاره ها و کف اقیانوس ها در بالای یونوسفر که با میزان میدان مغناطیسی زمین در فضا تعریف می شود، مفید است. این لایه چندین ده هزار کیلومتر در فضا گسترده می شود و از زمین در برابر آسیب ها محافظت می نماید.

زمین شناسی بخش های صخره ای پوسته زمین یا لیتوسفر و توسعه تاریخی آن را توصیف می کند. جغرافیای فیزیکی بر جغرافیا به عنوان یک علم زمین تمرکز دارد. جغرافیای فیزیکی مطالعه فصول زمین، اقلیم، جو، خاک، نهرها، لند فرم ها و اقیانوس ها است. جغرافیای فیزیکی را می توان به چند شاخه یا زمینه مرتبط تقسیم کرد که عبارتند از: ژئومورفولوژی، جغرافیای زیستی، جغرافیای محیطی، دیرینه شناسی، اقلیم شناسی، هواشناسی، جغرافیای ساحلی، هیدرولوژی، اکولوژی، یخچال شناسی.

ژئوفیزیک و ژئودزی شکل زمین، واکنش آن به نیروها و میدان های مغناطیسی بوده و جاذبه آن را بررسی می کنند. زمین شناسان، هسته و گوشته زمین و همچنین فعالیت های تکتونیکی و لرزه ای لیتوسفر را بررسی می کنند. ژئوفیزیک معمولاً برای تکمیل کار زمین شناسان در توسعه درک جامعی از زمین شناسی پوسته ای، به ویژه در اکتشاف مواد معدنی و نفت استفاده می شود. لرزه شناسان از ژئوفیزیک برای درک حرکت تکتونیک صفحه ای و همچنین پیش بینی فعالیت های لرزه ای استفاده می کنند.

ژئوشیمی به مطالعه فرایندهایی گفته می شود که فراوانی، ترکیب و توزیع ترکیبات شیمیایی و ایزوتوپ ها را در محیط های زمین شناسی کنترل می کند. زمین شناسان از ابزارها و اصول شیمی برای مطالعه ترکیب، ساختار، فرایندها و دیگر جنبه های فیزیکی زمین استفاده می کنند. علم خاک بیرونی ترین لایه پوسته زمین را پوشش می دهد که در معرض فرآیندهای تشکیل خاک یا پدوسفر قرار دارد. بوم شناسی، تعاملات بین موجودات زنده و محیط آن ها را پوشش می دهد. یخ شناسی، بخش های یخی زمین یا کریوسفر را پوشش می دهد.

علوم جوی بخش های گازی زمین یا اتمسفر بین سطح و اگزوسفر را پوشش می دهد. فوران آتشفشانی، آزاد شدن انرژی ذخیره شده از زیر سطح زمین است. تکتونیک صفحه ای، رشته کوه ها، آتشفشان ها و زمین لرزه ها پدیده های زمین شناسی هستند که می توانند از نظر فرایندهای فیزیکی و شیمیایی در پوسته زمین توضیح داده شوند. در زیر پوسته زمین گوشته قرار دارد که توسط واپاشی رادیواکتیو عناصر سنگین گرم می شود. گوشته کاملاً جامد نیست و از ماگما تشکیل شده که در حالت همرفت نیمه دائمی قرار دارد. این فرآیند همرفت باعث می شود صفحات لیتوسفری به آرامی حرکت کنند.

فرآیند حاصل به عنوان تکتونیک صفحه ای شناخته می شود. مناطقی از پوسته که پوسته جدید در آن ها ایجاد می شود مرزهای واگرا نامیده می شوند. آن هایی که به زمین بازگردانده می شوند و هیچ ماده لیتوسفری جدیدی ایجاد یا از بین نمی رود به عنوان مرزهای همگرا شناخته می شوند. تکتونیک صفحه ای ممکن است به عنوان فرآیندی در نظر گرفته شود که توسط آن، زمین دوباره زنده می شود. در نتیجه گسترش کف دریا، پوسته جدید و لیتوسفر توسط جریان ماگما از گوشته به سطح نزدیک، از طریق شکاف ها، جایی که سرد و جامد می شود ایجاد می شود. از طریق فرورانش، پوسته اقیانوسی و لیتوسفر به گوشته محدب باز می گردند.

آتشفشان ها در درجه اول ناشی از ذوب مواد پوسته ای فرعی هستند. مواد مذابی که به آستنوسفر وارد می شوند ذوب و بخشی از مواد ذوب شده به اندازه کافی سبک می شوند تا به سطح برسند و آتشفشان ها را به وجود می آورند. مگنتوسفر سطح زمین را از ذرات باردار محافظت می کند. علم جوی در ابتدا به عنوان ابزاری برای پیش بینی آب و هوا از طریق هوا شناسی و مطالعه آب و هوا توسعه یافت. شیمی جوی برای اندازه گیری آلودگی هوا توسعه یافت و در پاسخ به باران اسیدی گسترش یافت. کلیماتولوژی به مطالعه آب و هوا و تغییرات آب و هوایی می پردازد.

تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر و اگزوسفر پنج لایه ای هستند که جو زمین را تشکیل می دهند. بخار آب و دی اکسید کربن باعث می شوند که جو زمین انرژی خورشید را از طریق اثر گلخانه ای بگیرد و نگه دارد. این امر سطح زمین را به اندازه کافی برای حیات گرم می کند. جو علاوه بر به دام انداختن گرما، با محافظت از سطح زمین در برابر پرتوهای کیهانی از موجودات زنده نیز محافظت می کند. میدان مغناطیسی که توسط حرکات داخلی هسته ایجاد می شود مگنتوسفر را تولید می کند که از جو زمین محافظت می کند. از آنجایی که زمین ۴.۵ میلیارد سال قدمت دارد، اگر مگنتوسفر محافظ وجود نداشت، جو خود را از دست می داد.

انتهای پیام/