تحقیق در مورد کانی ها و سنگ ها 5 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 6 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

بِسمِ اللهِ الرَّحمنِ الرَّحیمِ

کانی ها و سنگ ها

نام و نام خانوادگی: پریسا اولادی

موضوع: تحقیق درباره ی ویژگی کانی ها و سنگ ها

نام دبیر: جناب آقای مرکبی

دبیرستان دین و دانش

پیدایش کانی شناسی به عنوان یک عمل به نسبت جدید است اما کاربرد هنرهای کانی شناختی پیشینه های به قدمت تمدن بشر دارد. بشر اولیه رنگدانه هایی طبیعی ساخته شده از هماتیت سرخ و اکسید و منگنز سیاه در نقاشی دیوار غارها به کار برد. ابزارهای ساخته شده از سنگ چخماق در عصر حجر دارای ارزش گرانبهایی بوده است. نقاشی مقبره ها در دره ی نیل مربوط به حدود 5000 سال پیش هنرمندان ماهری را نشان می دهد که مالکیت و فلزهای گران بها را وزن و کانسنگ های معدنی را ذوب کرده و گوهرهای زیبایی از لاجورد و زمرد می ساخته اند و با نزدیک شدن عصر حجر به عصر برنز بشر به جست و جوی کانی هایی پرداخته است که می توانست از آنها فلزهایی را استخراج کند اولین نوشته در مورد کانی ها از لئوفراستوس فیلسوف یونانی است 400 سال پس از وی نیز پلیتی تفکر کانی شناختی زغال را ثبت کرد در سال 1669 نیکلاس استنر با مطالعه بر روی بلورهای کوارتز کار مربعی در زمینه ی بلور شناسی انجام داد. استنر به این نکته پی برد که به رقم تفاوت منشأ اندازه یا ظاهر زاویه میان وجوه متناظر نمودهای مختلف یک بلور ثابت است. یک سال بعد رنه جی هائویی نشان داد که بلورها از روی هم چیده شدن قطعات ساختمانی ریز و یکسانی که وی آنها را مولکول تشکیل دهنده نامیده ساخته می شود. در سال 1912 در آزمایشی که فردریش نیپنیگ به پیشنهاد فزن لائه انجام دادند نشان داده شد که بلورها می توانند پرتو X را پراشیده کنند به این ترتیب برای اولین بار آرایش منظم مرتب اتم ها در ماده بلور تدین ثابت شد. سنگ های آذرین از انجماد ماگما با دمای بالا یعنی بین 600 تا 1200 درجه سانتی گراد به وجود می آید و رسوبات هم در شرایط عادی سطح زمین تشکیل شده و در طی فرآیند دیاژنز به سنگ های رسوبی تبدیل شده این دو دسته سنگ در شرایطی که به وجود آمده اند پایدارند حال اگر این سنگها در شرایط دمایی و فشاری حد واسط قرار بگیرند که متفاوت با دمای تشکیل آنها باشد بسیاری از کانی ها آنهای در در این شرایط تازه حالت تعادل خود را از دست داده و در آنها تغییراتی ایجاد می شود که این تغییرات و حالت جامد به وقوع می پیوندند و می توان به آن ها نام دگرگونی داد.

با وجود اینکه در دیاژنز رسوبات و حتی هوازدگی سنگها در سطح زمین و با تبلور دوباره در حالت جامد کانی های جدیدی به وجود می آید به این دلیل که تغییرات در درجات حرارت کم انجام می شود جزء فرآیندهای دگرگونی به حساب نمی آید تغییراتی که در فرآیندهای دگرگونی شاهد آن هستیم تغییر در ساخت و یا تغییر در نوع کانی ها و پیرایش کانی ها و ساخت جدید که با از بین رفتن کانی های قبلی و پیدایش کانی های جدید و تبلور دوباره ایجاد شده است حتی ما در این فرآیند بر حذف کانی و یا مجموعه ای از کانی ها را شاهد هستیم این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی یا سنگ های آذرین و یا سنگ های دگرگونی قبلی باشد.

دگرگونی را فرآیند دیاژنز هوازدگی و ذوب قرارداد.

ذوب

فرآیند درگوگونی

هوازدگی

آذرین

دگرگونی

رسوبی

دگرگونی در نوع کانی و ساخت سنگها تغییراتی ایجاد می کند و این پدیده با حذف برخی کانی ها و ظهور پیدایش مجموعه ای از کانی های جدید و یا تبلور مجدد آنها همراه می باشد. سنگهای رسوبی از تجمع سیمانی شدن رسوبی حاصل می شوند که شامل رسوبات تخریبی که حاصل فرسایش و تخریب زمینها بوده و از کانی هایی نظر کوارتز فلدسپار کانی های سنگین و کانی های رسی و خرده سنگها تشکیل شده اند. دومین گروه رسوبات شامل مواد شیمیایی نابرجا است.

از نظر منشأ و محل تشکیل کانی هایی که در جای دیگری به وجود آمده و به سوی عوامل مکانیکی به داخل رسوبات و یا در ساخت سنگ وارد شده اند اصطلاحاً کانی نابرجا یا آلورنیک گفته می شود و در مقابل این کانی ها کانی هایی وجود دارد که در همان محل تشکیل شده و جابه جایی در آنها اتفاق نیفتاده است این نوع کانی ها را برجا یا ائورنیک می گویند و در مطالعات و بخش های مربوط به کانی شناسی سنگ ها افزون بر تشخیص نوع کانی ها و ترکیب شیمیایی سنگ و تعیین مقدار کانی های تشکیل دهنده ی سنگها لازم است که کانی ها را از نظر منشأ نیز بررسی کرد.

کانی کوارتز با ترکیب شیمیایی sio2 مشخص می شود. این کانی دارای سختی و مقاومت بالا است به همین دلیل باعث فراوانی این کانی در رسوبات می شود کوارتز موجود در رسوبات ممکن است دارای منشأ های مختلفی باشد. کوارتز ممکن است از یکی از سه منشأ سنگ های آتشفشانی درونی و یا هیدروترمال به دست آمده باشد.

کانی فلسپار در رسوبات تخریبی هم به جهت کمی و هم به جهت کیفیتی اهمیت زیادی داشته و راهنمایی برای مطالعات آب و هوای دیرینه به شمار می رود. فلدسپارها نیز همانند کوارتزها دارای منشأهای مختلفی است پایداری شیمیایی و مقاومت فیزیکی فلدسپارها کمتر از کوارتز است و این ابعث کم تر شدن میزان این کانی در رسوبات می شود.

اصولاً رس و کانی های رسی در سنگ های رسوبی از نظر ویژگی کانی شناسی و ترکیب شیمیایی آنها مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد به طور کلی ذرات کوچکتری از 004/0 میلیمتر صرف نظر از ترکیب شیمیایی آنها جزو ذرات کانی های رسی محسوب می شود ولی رس از نظر کانی شناسی و ترکیب شیمیایی اسم عامل است که سیلدکارتای آبدار آلومینیوم را شامل می شود. رسها نیز از منابع فرسایش و تخریب سنگهای رسی از مجموعه و هوازدگی خاکسترهای آتشفشانی به دست می آید.

کانی های سنگین:کانی های سنگین : به علت وزن مخصوص زیاد آنها از سایر کانی ها متمایز می شوند این کانی ها معمولاً حدود 1/0 تا 5/0 درصد کانی های تخریب را تشکیل می دهند و

تحقیق درباره. تولید سنگ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

تولید سنگ

مقدمه :

پروسه تغییر شکل، ریختها و ترکیبهای مختلفی از سنگها را در مقیاسهای متفاوت ایجاد می کند. در یک سمت کوههای عظیم کره زمین قرار دارند و در سوی دیگر تنشهای موضعی باعث ایجاد ترکهای بسیار ریز در سنگ کف می گردد. از تمام این پدیده ها تحت عنوان «ساختارهای سنگی» یاد می شود. زمانی که یک مطالعه در منطقه انجام می پذیرد، زمین شناسی ساختار غالب را تشخیص و توصیف می نماید. یک ساختار معمولاً آنقدر عظیم است که فقط قسمت بسیار کوچکی از آن توسط یک بیننده، قابل مشاهده است. اغلب موارد، بیشتر سنگ کف توسط نباتات و یا رسوبات اخیر پنهان شده است. در نتیجه تهیه ساختار زمین شناسی باید بر اساس رخ نمودهای بسیار محدود که شامل مکانهایی است که کف سنگی در سطح زمین نمایان می باشد، انجام پذیرد. برخلاف تمام این مشکلات، برخی تکنیکهای ترسیم زمین شناسان را قادر به شناخت ساختارهای کنونی می سازد. در سالهای اخیر، این مسیر با کمک عکس برداری هوایی، تصویربرداری ماهواره ای و توسعه سیستم مکانیابی جهانی (GPS) هموارتر گردیده است. علاوه بر این تهیه پروفیل زمین با روش انعکاس لرزه ای و نیز حفر گمانه ها، در مورد ترکیب و ساختار سنگهای در عمق داده های زیادی را فراهم می نماید.

در مکانهایی که سنگهای رسوبی موجود می باشند، تهیه ساختار سنگها ساده تر می گردد چرا که لایه های رسوبی معمولاً بصورت افقی تشکیل می شوند. در صورتی که لایه ها بصورت افقی باقی مانده باشد، نشان میدهد منطقه احتمالاً تحت تنش و تغییر شکل نیست. ولی اگر لایه ها خمیده، مایل، یا شکسته شده باشند، نشان دهنده تغییر شکل پس از رسوبگذاری است.

تعریف :

گسل ها عبارت از شکستگی هایی هستند که در آنها، سنگهای

طرفین صفر شکستگی، به موازات این صفحه لغزش پیدا

می کنند و به کمک همین مشخصه، می توان آنها را از درزه ها

تشخیص داد. لغزش گسل ها در انواع مختلف متفاوت است.

از چند میلیمتر تا چندین کیلومتر تغییر می کند.

در بعضی موارد، یک گسله به صورت مجزا دیده می شود ولی در پاره ای حالات، چندین گسله موازی و نزدیک به هم دیده می شوند که به نام منطقه گسله نامیده می شوند. گاهی نیز بدون این که یک شکستگی مشخص در سنگها دیده شود، سنگها نسبت به هم تغییر مکان می یابند که منطقه بین آنها، به نام منطقه برش موسوم است.

مشحصه های گسله ها

مهمترین مشخصه های گسله ها به شرح زیر است:

امتداد گسل:

از آنجا که در بسیاری حالات، صفحه گسل یک سطح مستوی و یا حداقل در منطقه مورد مطالعه ، به حالت مستوی است، لذا شیب و امتداد صفحه گسل را همانند شیب و امتداد طبقات اندازه گیری می نمایند. در حالت کلی، امتداد گسل، امتداد یک خط افقی در سطح گسل است، که مقدار آن نسبت به شمال بیان می شود

شیب گسل

زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می نامند. در این رابطه متمم زاویه شیب به نام هید (Hade از زاویه بین) تعریف می شود.

زاویه ریک یا پیچ:

این زاویه عبارتست از زاویه بین خطی که اثر حرکت گسل را در روی صفحه آن نشان می دهد با خط افقی که در صفحه گسل قرار دارد.

زاویه میل :

زاویه بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل نامند.

کمر بالا و کمر پایین (فرا دیواره و فرو دیواره )

قطعه روی سطح گسل را کمر بالا و قطعه زیر آن را کمر پایین می نامند. این اصطلاحات در مورد گسلهای قائم صادق نیست، چون در این حالت بالا و پایین سطح گسل مفهومی ندارد.

تقسیم بندی گسلها

گسلها را بر اساس اصول مختلف طبقه بندی می کنند که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

طبقه بندی بر اساس شیب صفحه گسل:

گسل پر شیب:

در این نوع گسل شیب صفحه گسل، بین 30 تا 80 درجه می باشد.

گسل کم شیب :

در صورتیکه شیب صفحه گسل از 30 درجه کمتر باشد، گسل را کم شیب می نامند.

گسل عمودی

اگر شیب صفحه گسل بیشتر از 80 درجه باشد، گسل را عمودی می نامند.

طبقه بندی زایشی گسلهاک:

اساس این طبقه بندی ، نوع حرکت نسبی در امتداد گسلها است که خود ناشی از نحوه تشکیل و مکانیسم توسعه گسل است. بر همین اساس، گسلهای زیر در این رده قرار می گیرند.

گسل نرمال یا عادی:

به این نوع گسل، گسل مستقیم یا وزنی نیز می گویند که در آن کمر بالا نسبت به کمر پایین به طرف پایین حرکت کرده است. این گسل ها بر اساس حالت گسل نسبت به چینه بندی به انواع زیر تقسیم می شوند.

تحقیق درباره: تولید سنگ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

تولید سنگ

مقدمه :

پروسه تغییر شکل، ریختها و ترکیبهای مختلفی از سنگها را در مقیاسهای متفاوت ایجاد می کند. در یک سمت کوههای عظیم کره زمین قرار دارند و در سوی دیگر تنشهای موضعی باعث ایجاد ترکهای بسیار ریز در سنگ کف می گردد. از تمام این پدیده ها تحت عنوان «ساختارهای سنگی» یاد می شود. زمانی که یک مطالعه در منطقه انجام می پذیرد، زمین شناسی ساختار غالب را تشخیص و توصیف می نماید. یک ساختار معمولاً آنقدر عظیم است که فقط قسمت بسیار کوچکی از آن توسط یک بیننده، قابل مشاهده است. اغلب موارد، بیشتر سنگ کف توسط نباتات و یا رسوبات اخیر پنهان شده است. در نتیجه تهیه ساختار زمین شناسی باید بر اساس رخ نمودهای بسیار محدود که شامل مکانهایی است که کف سنگی در سطح زمین نمایان می باشد، انجام پذیرد. برخلاف تمام این مشکلات، برخی تکنیکهای ترسیم زمین شناسان را قادر به شناخت ساختارهای کنونی می سازد. در سالهای اخیر، این مسیر با کمک عکس برداری هوایی، تصویربرداری ماهواره ای و توسعه سیستم مکانیابی جهانی (GPS) هموارتر گردیده است. علاوه بر این تهیه پروفیل زمین با روش انعکاس لرزه ای و نیز حفر گمانه ها، در مورد ترکیب و ساختار سنگهای در عمق داده های زیادی را فراهم می نماید.

در مکانهایی که سنگهای رسوبی موجود می باشند، تهیه ساختار سنگها ساده تر می گردد چرا که لایه های رسوبی معمولاً بصورت افقی تشکیل می شوند. در صورتی که لایه ها بصورت افقی باقی مانده باشد، نشان میدهد منطقه احتمالاً تحت تنش و تغییر شکل نیست. ولی اگر لایه ها خمیده، مایل، یا شکسته شده باشند، نشان دهنده تغییر شکل پس از رسوبگذاری است.

تعریف :

گسل ها عبارت از شکستگی هایی هستند که در آنها، سنگهای

طرفین صفر شکستگی، به موازات این صفحه لغزش پیدا

می کنند و به کمک همین مشخصه، می توان آنها را از درزه ها

تشخیص داد. لغزش گسل ها در انواع مختلف متفاوت است.

از چند میلیمتر تا چندین کیلومتر تغییر می کند.

در بعضی موارد، یک گسله به صورت مجزا دیده می شود ولی در پاره ای حالات، چندین گسله موازی و نزدیک به هم دیده می شوند که به نام منطقه گسله نامیده می شوند. گاهی نیز بدون این که یک شکستگی مشخص در سنگها دیده شود، سنگها نسبت به هم تغییر مکان می یابند که منطقه بین آنها، به نام منطقه برش موسوم است.

مشحصه های گسله ها

مهمترین مشخصه های گسله ها به شرح زیر است:

امتداد گسل:

از آنجا که در بسیاری حالات، صفحه گسل یک سطح مستوی و یا حداقل در منطقه مورد مطالعه ، به حالت مستوی است، لذا شیب و امتداد صفحه گسل را همانند شیب و امتداد طبقات اندازه گیری می نمایند. در حالت کلی، امتداد گسل، امتداد یک خط افقی در سطح گسل است، که مقدار آن نسبت به شمال بیان می شود

شیب گسل

زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می نامند. در این رابطه متمم زاویه شیب به نام هید (Hade از زاویه بین) تعریف می شود.

زاویه ریک یا پیچ:

این زاویه عبارتست از زاویه بین خطی که اثر حرکت گسل را در روی صفحه آن نشان می دهد با خط افقی که در صفحه گسل قرار دارد.

زاویه میل :

زاویه بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل نامند.

کمر بالا و کمر پایین (فرا دیواره و فرو دیواره )

قطعه روی سطح گسل را کمر بالا و قطعه زیر آن را کمر پایین می نامند. این اصطلاحات در مورد گسلهای قائم صادق نیست، چون در این حالت بالا و پایین سطح گسل مفهومی ندارد.

تقسیم بندی گسلها

گسلها را بر اساس اصول مختلف طبقه بندی می کنند که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

طبقه بندی بر اساس شیب صفحه گسل:

گسل پر شیب:

در این نوع گسل شیب صفحه گسل، بین 30 تا 80 درجه می باشد.

گسل کم شیب :

در صورتیکه شیب صفحه گسل از 30 درجه کمتر باشد، گسل را کم شیب می نامند.

گسل عمودی

اگر شیب صفحه گسل بیشتر از 80 درجه باشد، گسل را عمودی می نامند.

طبقه بندی زایشی گسلهاک:

اساس این طبقه بندی ، نوع حرکت نسبی در امتداد گسلها است که خود ناشی از نحوه تشکیل و مکانیسم توسعه گسل است. بر همین اساس، گسلهای زیر در این رده قرار می گیرند.

گسل نرمال یا عادی:

به این نوع گسل، گسل مستقیم یا وزنی نیز می گویند که در آن کمر بالا نسبت به کمر پایین به طرف پایین حرکت کرده است. این گسل ها بر اساس حالت گسل نسبت به چینه بندی به انواع زیر تقسیم می شوند.

تحقیق.. ازمکانیک خاک وآز

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 32

آزمایشگاه مکانیک خاک و سنگ

نمونه های دست نخورده  حاصل از از حفر گمانه ها ، منابع قرضه و چاهکها جهت انجام آزمایشات مختلف به این آزمایشگاه فرستاده    می شود و در بخشهای دانه بندی و طبقه بندی خاک ، تراکم و سی بی آر ، نشست و مقاومت خاک و مکانیک سنگ ، آزمایشات لازم انجام  می گردد.

در این بخش آزمایشات دانه بندی ، هیدرومتری ، تعیین حدود اتر برگ ( حد روانی ، حد خمیری ، حد انقباض ) ، تعیین ارزش    ماسه ای آزمایش پین هول و کرامب بر اساس آخرین استانداردهای بین المللی انجام می گردد. نتایج حاصله ، کارشناسان را در شناخت کلی خواص خاکها و کاربرد آنها در پروژه های مختلف یاری می کند.

در این بخش آزمایشهای تراکم و سی . بی . آر. انجام می شود و حداکثر وزن مخصوص خشک خاک و در صد رطوبت بهینه تعیین  می گردد. با انجام آزمایش سی. بی . آر. می توان نشانه باربری خاک متراکم شده را بدست آورد که جهت ارزیابی و طرح روسازی راه بکار می رود.

در این بخش با انجام آزمایشات مختلف خاک مانند برش مستقیم، تحکیم، تک محوری و سه محوری. پارامترهای مقاومت برشی و نشست پذیری خاکها تعیین می گردد. کلیه آزمایشها توسط کارشناسان با استفاده از تجهیزات مدرن و منطبق با آخرین استانداردهای بین المللی انجام می گردد.

در این بخش کارشناسان با انجام آزمایشات لازم، علاوه بر بررسی مرغوبیت ستنگدانه ها  ( سنگریزه، شن، ماسه) ، خواص فیزیکی و مکانیکی سنگها را به همراه کانی های متشکله آنها شناسایی و تعیین می کنند. آزمایشها بر طبق آخرین استانداردهـای بیـن المللـی و با استفـاده از تجهیـزات مـدرن انجـام   می گردد.

پی ها ساختمان

از مهمترین وظایف بخش مصالح و فرآورده‌های ساختمانی مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن مطالعه و پژوهش و ارائه رهنمودهای لازم در زمینه‌های بهبود کیفیت مصالح ساختمانی، بررسی کمی و کیفی مصالح ساختمانی سنتی به منظور شناخت خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی آنها، امکان ساخت مصالح جدید، تدوین استانداردها و آیین‏نامه‏های علمی – فنی و اجرایی مربوط به مصالح ساختمانی با توجه به شرایط اقلیمی و اقتصادی، کنترل و تعیین کیفیت مواد و مصالح ساختمانی است.

همکاری با دانشگاهها، مؤسسات تحقیقاتی و واحدهای تولید مصالح ساختمانی در زمینه پروژه‏های تحقیقاتی در مورد مصالح ساختمانی و ارائه مشاوره تحقیقاتی به منظور اصلاح خط تولید کارگاهها و کارخانه‏های فعال تولید مصالح از دیگر فعالیتهای این بخش به شمار می‏آید.

  امکانات آزمایشگاهی

آزمایشگاههای مجهز این بخش شامل آزمایشگاه شیمی تجزیه، آزمایشگاه تعیین رفتار حرارتی، آزمایشگاه کانی‏شناسی و آزمایشگاه بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی مصالح ساختمانی می‏باشد.

کربن رادیواکتیو جهت سن سنگ

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 10 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه

هر گاه در خودم احساس پیری زود رس و نا بهنگام می‌کنم، به سنگی که در گوشة میز کارم قرار دارد،  نیم‌نگاهی می‌اندازم. این سنگ خاکستری تیره، بخشی از تودة گرانیت مانند  "نایس- gneiss " است. من آن را در سواحل رودخانة " آکاستا- Acasta " در مرزهای شمال غربی کانادا پیدا کرده ام. در نظر اول مانند همة نایس ها است. تنها در یک مورد با بقیه تفاوت دارد: قدیمی ‌ترین سنگی است که تا کنون در سطح زمین یافت شده است. این سن به‌اندازه ای زیاد است که حتی تصورش مشکل می‌نماید. از زمان تولد سیارة ما، اتمهایی که این سنگ را تشکیل داده اند، به هم پیوسته مانده اند، حتی زمانی که قاره ها از هم جدا شدند و آرایش جدید پیدا کردند. اگر  یکسال را معادل 1 یارد(9144/0 متر) نخ بافته شده تصور کنید ، آنگاه چنانچه 5/4 بار فاصلة بین ماه- زمین را نخ کشی کنید، طول نخ مصرفی، معادل سن سنگ آکاستا خواهد شد. 

چگونه ما این اطلاعات را به‌دست می آوریم؟ طبیعت گواهی تولد صادر نمی‌کند، حتی سال تولد را مانند سکه، بر روی موجوداتش مهر نمی‌نماید. دانشمندان آموخته اند سن استخوانها، سنگها، سیاره‌ها و ستاره ها را با استفاده از ساعتهایی که درون خودشان وجود دارد، مشخص کنند. با این زمان سنج ‌های طبیعی، آنها قادرند نیروهایی که قاره‌ها را شکل داده اند، حیات، تمدن انسانی و حتی کهکشان‌ها را درک کنند. دیگر تاریخ انسانی، قابل مقایسه با تاریخ طبیعت نیست: اگر عمر جهان را که 13 بیلیون سال است، معادل یک روز تابستانی فرض کنیم، آنگاه 100000 سال گذشته _که انسان جدید پا به عرصه گذاشته یعنی آغاز کشاورزی و تاریخ مدون بشری_ تنها به تابش کرم شبتابی درلحظة طلوع خورشید همانند است.

پاسخ دادن به سؤال: " چند سال... ؟" مدت‌‌ها ذهن بشر را به خود مشغول کرده است. در این مقاله با برخی روش‌های تعیین سن آشنا می شویم.

کربن رادیو اکتیو

*** دانشمندان بر حسب اینکه چه مقیاس زمانی لازم دارند، ساعتهای گوناگونی را انتخاب می نمایند. مثلا برای اندازه‌گیری زمانهای تا حدود 40000سال پیش، کربن 14 مناسب است. محققان با اندازه گیری مقدار کربن رادیو اکتیو موجودی که قبلا زنده بوده، میتوانند زمان مرگ آن را مشخص نمایند. به عنوان مثال، باستان شناسان می‌دانند که یکی از قدیمی‌ترین قسمت‌های " استون هنج- Stone Henge " در انگلیس، آبراهه‌ای است که سنگهای مشهور را محاصره کرده است. این آبراهه، بوسیلة شاخ‌های گوزن حفر شده که بقایای آنها در کنار آبراهه یافت شده اند. با اندازه گیری کربن 14 این شاخ‌ها معلوم شد که این حفاری در 5000 سال پیش صورت گرفته است.

و اما کربن رادیو اکتیو از کجا می آید؟ همة اتمها _ چه کربن و چه سایر عناصر_ شامل اجزا زیر اتمی در هستة خود هستند: نوترون‌ها و پروتون‌ها . معمولا اتمها تعداد برابری از نوترون و پروتون دارند. مثلا کربن  6 پروتون و 6 نوترون دارد که با هم کربن با عدد اتمی 12 را بوجود می‌آورند . وقتی همین اتم‌ها ، تعداد متفاوتی نوترون در هستة خود داشته باشند،این اتمهای جدید، ایزوتوپ اتم اول نامیده می‌شوند.

کربن 12 یکی از ایزوتوپ های کربن است. ایزوتوپ دیگر آن کربن 14 می باشد که 8 نوترون در هستة خود دارد. این نوع کربن زمانی تشکیل می شود که ذرات فضایی  بشدت با اتم های نیتروزن موجود در اتمسفر برخورد می کنند.

   ایزوتوپ های رادیواکتیو با سرعت قابل پیش‌بینی از هم پاشیده می شوند. کربن 14 نیز از این قاعده مستثنی نیست. اگر شما 1 پوند(453/0 کیلوگرم) کربن 14 را در یک شیشه قرار دهید، پس از 5730 سال نصف آن به نیتروژن 14 تبدیل می شود. فیزیکدانان این زمان را، زمان نیمه عمر می نامند. گیاهان و جانوران زنده، دی اکسید کربن را از هوا جذب می کنند، که شامل هر دو نوع کربن 12 و 14 است. اما به محض مردنشان، کربن 14، شروع به فروپاشی به نیتروژن 14 می نماید. با مقایسه سطح کربن 14 نسبت به کل مقدار کربن موجود در جسم مورد نظر، دانشمندان می توانند محاسبه کنند که چقدر از زمان مرگ گیاه یا جانور گذشته است.

تابش نور تهییجی و استفاده از آمینو اسیدها

 ***فسیل های قدیمی تر از 40000 سال ، میزان خیلی کمی از کربن 14 دارند. بنابراین دانشمندان مجبور به یافتن راههای دیگری برای تعیین سن آنها شدند. زمین شناسی بنام "گیفورد میلر- Gifford Miller " از دانشگاه کلرادو، در حوالی دریاچة ویکتوریا _ استرالیای جنوبی، به من نشان داد که چگونه از دو روش جدید استفاده می‌کند تا محدودیت کربن 14 را از بین ببرد.

دریاچة ویکتوریا  به  قوس  بزرگی  از  تپه های شنی  چسبیده   است که طی دهها  هزار  سال  روی  هم  انباشته شده اند. میلر و من همراه دسته‌ای از پرندگان( کوکاتو- نوعی طوطی کاکلی)، از ماسه‌های مواج بالا رفتیم. به‌تدریج که به لایه های دورتر و عمیقتری از تپه های ماسه ای رسیدیم، توده هایی از پوسته‌های صدف سیاه خودنمایی می‌کرد.  احتمالا در  زمانهای   قدیم  توسط  بومیان  منطقه از  دریاچه  جمع آوری  شده  بودند.  هنوز سر نیزه های بومیان در کنار استخوان های کانگورو و شترمرغ های شکار شده، به چشم می‌خورد.در جستجوی آب در طول زمان، به عقب برگشتیم و به طرف یک آبراهه پایین آمدیم.

میلر در حالیکه به لایه ای رسی اشاره می‌کرد گفت:" به نظر من این لایة منقرض شده هااست. دیرین شناسان در آن، اسکلت‌ کیسه داران غول پیکر، کانگورو‌های با 10 فوت بلندی و شیرهای کیسه داررا پیدا کرده اند. " ( هر فوت معادل 48/30 سانتی متراست)

در مورد علت انقراض این موجودات بزرگ جثه هنوز در استرالیا شک و تردید وجود دارد. آیا انسانهاآنها را نابود کرده اند یا تغییرات آب و هوایی؟ اولین قدم برای حل این معما، گشودن رمز عمر این فسیل ها است، اما میزان کربن 14 باقیمانده در این اسکلتها کافی نیست تا سن آنها را بدست آوریم. میلر برای من توضیح داد که چگونه از ساعتهای دیگر استفاده می کند. او در حالیکه جسم کوچکی را به اندازه ناخنش بلند کرده بود، گفت:"بفرمایید! این هم جنیورنیس- Genyornis" .  

 جنیورنیس پرندة غول پیکری بوده با 400 پوند وزن که قادر به پرواز نبوده است. آنچه میلر در دست داشت، تکة کوچکی از پوست تخم این پرنده بود به رنگ شیری با فرورفتگی های کوچک در سطح آن. او هزاران قطعة مشابه از نقاط مختلف استرالیا جمع آوری کرده است. آنها همه جا یافت می شوند و یکبار که فهمیدید دنبال چه می گردید، به راحتی می‌توانید آنها را از ماسه ها جدا کنید. او می گوید:" خیلی جالبه، کی فکرش رو می‌کرد که راه بری و پوست تخم پرنده جمع کنی؟!"

میلر و همکارانش عمر پوسته های جنیورنیس را به دو روش تعیین کرده اند. روش اول بنام Optically stimulated luminescence( OSL) معروف است. یک کانی را در نظر بگیرید. اتم‌های رادیواکتیو و درونی این کانی،  ذراتی آزاد می‌کنند که انرژی آنها قادر است الکترونها را از حالت پایه  بیرون بکشد و آنها را آزاد کند. گاهی این الکترونهای آزاد شده در حفره های ساختمانی موجود در کریستال کانی مورد نظر( در اینجا کوارتز)انباشته می شوند. این تله‌های کریستالی، در یک سیستم زمانی منظم، بتدریج با الکترونها پر می‌شوند. اگر شما بتوانید سرعت به دام افتادن الکترونها را محاسبه کنید و سپس تعداد الکترونهای به دام افتاده را بشمارید، میتوانید بفهمید چه مدت از زمانی که کانی مورد نظر در معرض نور خورشید، یعنی در سطح زمین قرار داشته می‌گذرد. زیرا اگر نور خورشید، حتی به مدت چند ثانیه به کانی مورد نظر مورد نظر برسد، انرژی خورشید،  تمام الکترونهای در تله افتاده را آزاد می کند و به محل اولیه شان بر می گرداند. در واقع ساعت را دوباره روی صفر قرار می دهد.

کار مهم میلر این بود که پوسته ها را از درون ماسه هایی بیرون بیاورد که از لحظة دفن شدن، نور خورشید به آنها نتابیده است. به این ترتیب ماسه های اطراف این پوسته‌ها، حاوی کوارتزهایی با خصوصیات مورد نظر بودند. برای بدست آوردن چنین کریستالهایی، او از یک کارشناس متخصص در این روش کمک گرفت: نایگل ا. سپونر- Nigel A.Spooner "  فیزیکدانی  از  دانشگاه  ملی  استرالیا.  سپونر استوانه های  فولادی تو خالی را در ماسه هایی که پوسته های جنیورنیس را احاطه کرده بودند، قرار می‌داد و با چکش، آنها را کاملا درون ماسه ها فرو می برد. سپس به سرعت در استوانه ها را می بست، در پلاستیک سیاه بسته بندی می‌کرد و به آزمایشگاهش انتقال می‌داد. در آزمایشگاه، او دانه های کوارتز را در ماشینی قرار می دهد که تابش هایی از فوتونهای با انرژی های مشخص، الکترون‌های در تله افتاده را به اتمهای اصلی‌شان برمی‌گردانند. با برگشت هر الکترون، مقداری انرژی بصورت نور آزاد می‌شود. با اندازه‌گیری این نور، سپونر می‌تواند تعداد الکترونهای در تله افتاده را محاسبه کند و از روی تعداد آنها، زمان دفن ماسه و در نتیجه سن پوستة تخم پرنده را دریابد. به منظور دقت بیشتر، تمام این عملیات در تاریکخانه‌ای که تنها با نورهای قرمز ضعیف روشن می شود، انجام می پذیرد.