دانلود پروژه درباره سنگ شناسی محیط های تخریبی 37 ص

اختصاصی از حامی فایل دانلود پروژه درباره سنگ شناسی محیط های تخریبی 37 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 37

سنگ شناسی محیط های تخریبی

سنگ تخریبی: سنگی که از تخریب سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی قدیمی بر اثر فرسایش شیمیایی و فیزیکی در اثر عواملی مانند باد، رودخانه، امواج و یخچال. این تخریبها باد در همین محیط رسوب می کنند و یا در دریاها تشکیل رسوب تخریبی می دهند.

1ـ سنگهای ریزدانه (اندازه کمتر از ) سنگهای رسی و سیلتی

2ـ سنگهای متوسط دانه () ماسه سنگها و آرنایت ها

3ـ سنگهای درشت دانه (بزرگتر از 2mm) کنگلومرا

ماسه سنگها

1ـ اجزاء تشکیل دهنده ها: a) دانه های آواری: که شامل کانی های مختلف و قطعات سنگی است.

الف) کوارتز پایدار ترین شکل بلور

ب) فلوسپات نا پایدار تر و دارای ؟؟

ج ) قطعات سنگی خرده سنگهای مختلف مثل کربنات ها

b) ماتریکس: الف) پزوتوماتریکس

ب) اورتوماتریکس

ج) اپی ماتریکس

د) سودوماتریکس

c) سیمان: رنگ روشن تر از ماتریکس و دانه های درشت تر

الف) سیمان سیلیسی که مهمترین نوع سیمان است و منشاء آن از

1ـ موجوداتی که اسکلت سیلیسی دارند مانند رادیوارها،

2ـ انحلال کانی ها سیلیکانی نا پایدار مانند پیروکسن ها،

3ـ تبدیل کانی های رسی به یکدیگر مانند مونتور ریونیت به ایلیت

ب ) سیمان کربناته که مهمترین آن کلیسیت است و منشاء آن وجود توالی تخریبی در سنگهای کربناته است.

نوع دیگر سیمان کربناته دولومیت است که از فرآیند Dolomitization کلیست و رس به وجود می آید.

ج) سیمان سولفاته که مهمترین آن ؟؟ و با ریت است و به دلیل انحلال زیاد، مقدار آن کم است. این سیمان در رخساره های تبخیری زیاد وجود دارد.

د) سیمان ماتینی که عمدتاً در محیط های اکسیدی مانند رودخانه ها به صورت قرمز به چشم می خورد.

؟؟ که اگر به صورت درجا ایجاد شوند دارای منشاء دانه های ناپایدار

هستند.

بلوغ (Maturity):

1ـ بلوغ بافتی (textural M.): شامل :

گردشدگی (Rounding)

جور شدگی (sorting)

کرویت (spheroity)

وجود ماتریکس (matrix)

هر چه سنگ بالغ تر باشد موارد اول تا سوم در آن بیشتر است و ماتریکس کمتری دارد و قدرت تخریبی بالاتری دارد.

2ـ بلوغ کانی شناسی (mineralogy M.)

هر چه سنگ بالغ تر باشد دارای کانی های پایدار تر و درشت دانه تری است.

تخلخل و تراوایی (Porosity & Permeability)

تخلخل به فضای های خالی در سنگ گویند که می تواند به دو صورت تقسیم کرد:

1ـ تخلخل مطلق که به کل فضاهای خالی سنگ گویند و

2ـ تخلخل موثر (تراوایی) که به فضاهای خالی سنگ که با هم ارتباط دارند گویند.

طبقه بندی ماسه سنگ

در تمام طبقه بندی های ماسه سنگ دانه های آواری در نظر گرفته می شوند ولی در برخی ماتریکس و یا سیمان در نظر گرفته نمی شوند.

1ـ طبقه بندی فولک: در این طبقه بندی ماتریکس در نظر گرفته نمی شود و بر اساس نوع دانه، سیمان و مچوریتی انجام می شود. در این طبقه بندی ماسه سنگ ها به سه دسته عمده : a) کوارتز آرنایت، b) آرکوز و c) لیتارنایت تقسیم می شوندکه در اولی مقدار کوارتز بیش از %90 است، در دومی مقدار فلوسپات بیش از %25 است و در سومی مقدار خرده سنگ بیش از %25 است.

2ـ طبقه بندی پتی جان: در این طبقه بندی علاوه بر دانه ها ماتریکس رانیز در بر می گیرد که در آن اگر مقدار ماتریکس کمتر از %15 باشد به ماسه سنگ آرنایت گویند و اگر بیش از %15 باشد به آن وکی گویند.

ماگماتیسم و سنگ های آذرین

اختصاصی از حامی فایل ماگماتیسم و سنگ های آذرین دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

ماگماتیسم و سنگ های آذرین

سنگ های آذرین

مواد مذاب فقط در بخش هایی از داخل زمین دیده می شوند که گرمای موجود، برای ذوب سنگ ها کافی است. این مواد مذاب پس از تشکیل شدن، ممکن است که به سطح زمین برسند، یا اینکه در درون زمین سرد شوند. در این موارد، سنگ های آذرین بیرونی و درونی تشکیل می شوند. ساخت هایی که پس از سرد شدن کاگما در درون پوسته زمین حاصل می شوند، دارای شکل های مختلفی اند و بر این اساس به آنها نام های مختلفی داده اند. به عنوان مثال باتولیت ها بزرگترین و وسیع ترین توده های آذرین عمقی اند که بلورهای آن دانه درشت هستند. گاهی بر اثر فرسایش لایه های رسوبی، باتولیت ها بر سطح زمین ظاهر می شوند. ساختارهای دیگری نیز از مواد آذرین تشکیل می شوند که به صورت تزریق در بین سنگ های مجاور هستند.

ذوب و تبلور

هنگامی که کانی ذوب می شود، در نقطه ذوب فاصله یون ها از هم زیادتر شده و شدت ارتعاشات بر نیروی پیوند شیمیایی فائق می آید و در نتیجه نظم ساختمان بلور از بین می رود، حجم ماده زیادتر می شود و چگالی آن کمتر می شود. در حالت تبلور عکس پدیده ذوب رخ می دهد.

تشکیل ماگما

در تشکیل ماگما، چند عامل دخالت دارند.

اولین عامل دما است. افزایش دما باعث سست شدن پیوندهای یونی کانی ها می شود و موجب ذوب سنگ ها می شود.

دومین عامل فشار است. افزایش فشار باعث محکم شدن پیوندهای شیمیایی می شود، در نتیجه مانع از ذوب سنگ ها می شود. هرچه عمق زیاد شود، فشار افزایش می یابد. برای ذوب سنگ ها در اعماق زیاد، دمای بیشتری نسبت به سطح زمین لازم است.

سومین عامل آب است. چون آب در همه سنگ های پوسته زمین وجود دارد، لذا افزایش فشار بخار آب را باید عاملی در ذوب سنگ ها به حساب آورد. در هنگام تشکیل ماگما کانی هایی که نقطه ذوب پایین تری دارند (زودگداز) زودتر از کانی هایی که نقطه ذوب بالاتری دارند (دیرگذاز) ذوب می شوند.

نوع کانی ها

نوع کانی های سنگ های آذرین کاملاً بستگی به ترکیب شیمیایی این سنگ ها دارد. چنانکه سنگ های پرسیلیس به علت وفور کوارتز و فلدسپات، ظاهری روشن داشته و سنگ های کم سیلیس به علت وفور کانی های آهن و منیزیم دار رنگ تیره تر از خود ظاهر می سازند. وقتی ماگمای داغ شروع به سرد شدن می کند در دماهای مختلف، کانی هایی با ترکیب های متفاوت می توانند از مایع جدا شوند. یکی از پژوهش های بی سابقه در مورد تبلور ماگما توسط بوون ژئوفیزیکدان آمریکایی انجام شد.

بافت

بافت یک سنگ آذرین به اندازه، شکل و آرایش کانی های موجود در سنگ اشاره می کند. سنگ های آذرین را از روی بافت، به سه نوع درشت بلور، ریزبلور و شیشه ای طبقه بندی می کنند. هرقدر سرعت سرد شدن، کندتر باشد، بلورها درشت تر می شوند. در بافت شیشه ای به علت سریع سرد شدن، ساختمان منظم بلورین وجود ندارد. بافتی به نام پورفیری نیز وجود دارد که در آن بلورهای درشت در زمینه ای فاقد بلور یا ریزبلور قرار دارند. وجود بافت پورفیری حاکی از آن است که سنگ در دو مرحله سرد شده است. بافت حفره دار و اسفنجی نیز در سنگ پا و پوکه معدنی دیده می شود که به علت خروج گازها از گدازه در حال انجماد به وجود می آید.

طبقه بندی سنگ های آذرین

سنگ های آذرین را بر اساس ترکیب شیمیایی، نوع کانی های تشکیل دهنده و بیرونی و درونی بودن یا بافت سنگ، طبقه بندی می کنند.

موارد استفاده سنگ های آذرین

بعضی از سنگ های آذرین به ویژه گرانیت ها و گابروها پس از برش و صیقل دادن به عنوان سنگ های تزئینی مصرف می شوند. از رگه های سیلیس در شیشه سازی، از رگه های فلدسپات در چینی سازی، از پوکه معدنی به عنوان عایق در ساختمان ها و از سنگ پا برای ساییدن و پرداخت چوب استفاده می شود. بعضی از فلزات باارزش مثل طلا، نقره، مس، جیوه، پلاتین و غیره توسط سنگ های آذرین فراهم می شود. از فرسایش و هوازدگی کانی های سنگ های آذرین، خاک به وجود می آید که تکیه گاه و محل زیست و تغذیه موجودات زنده در سطح زمین است.

ماگماتیسم:

کلیه فرایندهایی که به پیدایش سنگهای آذرین منتهی میشود ماگماتیسم نامیده میشود و شامل مراحل ذوب، جابجایی و انتقال، انجماد و حتی هضم است. این واژه، از کلمه ماگما مشتق شده و شامل کلیه سنگهایی است که ترکیب سیلیکاته دارند و از حالت مایع به انجماد رسیده‌اند.

الف)منشا ماگما:

با توجه به فراوانی سنگهای گرانیتی و بازالتی در سطح زمین، زمین‌شناسان دو نوع ماگمای اصلی و اولیه را قبول کرده‌اند و سایر سنگهای حدواسط را نتیجه تفریق، تفکیک، هضم، و اختلاط ماگماهای اصلی طی فرایندهای پیچیده میدانند.

به طور کلی سنگهای ماگمایی، حاصل ذوب سنگهای پوسته یا گوشته فوقا‌نی‌اند. ترکیب مگمای اولیه تابع عمق

تحقیق جامع و کامل درباره تاثیر افزودن سنگ آهکی به سیمان پرتلند و تولید سیمان PKZ

اختصاصی از حامی فایل تحقیق جامع و کامل درباره تاثیر افزودن سنگ آهکی به سیمان پرتلند و تولید سیمان PKZ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل word: (لینک دانلود پایین صفحه) تعداد صفحات : 75 صفحه

فهرست

چکیده                                                        2

مقدمه                                                                    2

آهک                                       4

کاربرد آهک                                                        6

سیمان                                                               7     

انواع سیمان                                            8

آسیاب گلوله ای سیمان                                      9

سیمان پرتلند آهکی PKZ                                                                                      12

مکانیسم عمل سنگ آهک در سیمانهای P-K-Z  یا L-C-C                                          16

استاندارد ویژگیهای سیمان پرتلند آهکی «پ آ»                           20

عملکرد سیمان های مخلوط در بتن                              24

مقایسه عملکرد سیمانهای پرتلند و سیمانهای مخلوط از نظر خاصیت ضد سولفات      29

اثر خاکستر های بادی Fly-Ash روی انبساط ملات سیمانهای مخلوط          38

اثر دوده های سیلیسی silica-Fume روی انبساط ملات سیمانهای مخلوط         40

اثر سرباره روی انبساط سیمان های مخلوط                              42

مقاله (سیمان های مرکب چند جزئی)                                                                      51

ویژگیهای سنگ آهک                                                          58

متن لاتین مقاله                                                              63

تقدیر و تشکر                                             74

منابع                                                                                                                75

چکیده

آهک یکی از قدیمی ترین فرآیندهای شیمیایـــــی شناخته شده تاریخ بشری است و به دوران روم قدیم و مصریان کــه در امور بنا سازی مصرف کرده اند بر می گردد و از سه هزار سال پیش ایرانیان ساخت شفته آهک را می دانستند و از این ماده در ساختن پـی بنا، پلها، آبگیرها ،و... استفاده می کردند . آهک سبب ایجاد صنعت سیمان نیز شده چرا که ماده اصلی تشکیل دهنده سیمان آهک مـــــی باشد و امروزه در سطح دنیا میلیونها تن آهک در ساختمان سازی و تولید سیمان و سایر صنایع بدلیل خصوصیات ذاتی که دارد و قابل دسترس بودن آن، بعنوان یکی از عناصر مهم در صنایع مذکور که شرح آن در کاربردهای آهک خواهد آمد ،استفاده می شود. یکی از راههای معمول در صنایع سیمان جهت کاهش هزینه و افزایش میزان تولید، استفاده از افزودنیهای مناسب به کلینکر و تولید سیمانهای مخلوط می باشد. سیمان پرتلند (P.K.Z.) یکی از این سیمانهای مخلوط می باشد که دارای سطح ویژه بالا می باشد. سیمان پرتلند آهکی ماده چسبنده هیدرولیکی از خانواده سیمان پرتلند است که از آسیاب نمودن مخلوط 6 الی 20 درصد سنگ آهک ویژه همراه با درصد مناسبی سنگ گچ ( سولفات کلسیم متبلور) و حداقل 80 درصد کلینکر سیمان پرتلند، حاصل می گردد.

مقدمه

استفاده از سیمان و بتن به سالهای دور در مصر و یونان قدیم بر می گردد. پوزولانها نیز در همان سالها مورد استفاده قرار گرفته است، لیکن پوزولانهای مصنوعی نظیر خاکستر بادی و سرباره کوره های آهنگدازی به سالهای اخیر مربوط می گردد . امروزه توجه خاصی به استفاده از پوزولان ها و مواد جایگزین سیمان به دلیل خواص آنها در بتن و کاهش مصرف انرژی و تولید دی اکسید کربن در ساخت سیمان ، معطوف گشته است بعنوان مثال بافت بتن های با مقاومت بالا، بادوام بیشتر و باحرارت زائی پایین تر با استفاده از مواد جایگزین سیمان و سیمان های پوزولانی تحقق یافته است.

افزایش قیمت انرژی های مختلف ، هزینه های بالای تاسیس کارخانه های جدید و مشکلات ارزی کشور است که چاره اندیش جهت رفع گره های افزایش و توسعه را می طلبد. یکی از راه حلهای پیشنهادی در افزایش تولید سیمان( با توجه به اینکه پر مصرف ترین کارخانجات صنعتی به لحاظ مصرف انرژی کارخانجات سیمان می باشند)٬ استفاده از افزودنی های مناسب به کلینکر سیمان پرتلند معمولی و تولید سیمان مخلوط با ویژگیهای مورد انتظار و کاربردهای معین می باشد. که این عمل بدون ایجاد تغییرات اساسی در خط تولید و تنها با به کارگیری ظرفیتهای خالی ماشین آلات به راحتی میسر است.

سیمان های مخلوط از یک سنگ معدن مناسب و کلینکر سیمان پرتلند معمولی و آسیاب نمودن آنها با نسبت های معین در آسیاب سیمان حاصل می شوند.

سیمان پرتلند سنگ آهک که معادل آلمانی Portland Kalkstein Zement  و معادل انگلیسی آن Portland Limestone Cement است، از جمله سیمان های مخلوط می باشد. این سیمان در مجامع صنعتی و تحقیقاتی تحت عنوان سیمان P.K.Z معروف گردیده است.این سیمان اولین بار در سال 1979 در فرانسه اختراع شد و به دنبال آن در سایر کشورها نیز گسترش یافت.

سیمان P.K.Z مخلوطی از سیمان پرتلند معمولی و سنگ آهک ویژه می باشد. مقدار سنگ آهک مورد استفاده بین 6 تا 20 درصد می باشد و هم اکنون در چند کشور اروپائی تحت استاندارد شماره 1-197 ENV  تولید می گردد.

سیمان بلین بالا نوع خاصی از سیمان پرتلند می باشد. این سیمان به جهت دارا بودن سطح ویژه بالا( بیش از 4000 سانتیمتر مربع بر گرم) ، خواص ویژه ای را از خود ظاهر می سازد که قابلیت استفاده و کارائی آن را بالا می برد. ساده ترین و رایج ترین مورد مصرف این نوع سیمان در تولید بتن با مقاومتهای بسیار بالاست. در پایه سدها و در زیر سازی ساختمانها و پلهای عظیم از این نوع سیمان به جهت بالا بودن مقاومت ( فشاری و خمشی و...) استفاده می شود.سیمان بلین بالا دارای موارد مصرف متعدد دیگری نیز می باشد. این سیمان به عنوان پایه رنگهای تیره کاربرد دارد و این قابلیت به لحاظ عبور رطوبت از میان رنگ دارای اهمیت بسزایی است و ترکهای ایجاد شده در سدها، پایه ها و پلها بوسیله تزریق ملات این نوع سیمان پر می شود. از دیگر موارد کاربرد این سیمان در اندود نمودن دیواره های چاه های نفت به منظور دستیابی به مقاومت های بالا در بدنه چاه می باشد این سیمان دارای کاربردهای وسیع شناخته شده و ناشناخته دیگری نیز می باشد.

برای تولید این نوع سیمان، از سیمان بلین پائین ( با سطح ویژه حدود 3000 سانتی متر مربع بر گرم) استفاده می شود که پس از سایش مجدد در آسیاب مخصوص به بلین بیش از 4000 سانتی متر مربع بر گرم می رسد. متاسفانه به دلیل عدم شناخت کامل این نوع سیمان، چه از نظر فنی و چه از نظر کاربردی، عملاً رغبتی به مصرف و تولید آن وجود ندارد. بخش آسیاب سیمان در صنعت سیمان جایگاه و اهمیت خاصی را دار می باشد و معمولاً هزینه اولیه بالائی را در طراحی کارخانه سیمان به خود تخصیص  می دهد و وظیفه اصلی آن تبدیل دانه های درشت کلینکر به پودر سیمان می باشد. در این راستا بخش فوق الذکر نیاز به تجهیزات بخصوصی داشته که مهمترین آن آسیاب می باشد و آسیابهای بکار رفته در این قسمت عموماً از نوع گلوله ای مواد سیستم مدار باز یا بسته در نظر گرفته می شوند. کلینکر خروجی از کوره پس از انباشته شدن در انبار کلینکر بوسیله نوار نقاله پس از اضافه شدن درصد گچ یا مواد افزودنی دیگر به ورودی آسیاب ارسال می گردد و سپس طی چندین مرحله که ذیلا توضیح داده خواهد شد به پودر قابل استفاده سیمان تبدیل می گردد.

آهک

ماده اصلی آهک اکسید کلسیم می باشد که یک ترکیب قلیایی قوی است و می تواند با کلیه اسیدها ترکیب شود و در صنایع مختلف نیز کاربرد خاصی دارد و معمولا بیشترین تولید آهک زنده تبدیل به هیدراته می گردد و بصورت جامد یا مایع با استفاده از عکس العملهای مربوطه در صنعت استفاده می شود و چون واکنش آهک زنده و آب همراه با حرارت زیاد است از اینرو در بسیاری از صنایع آهک هیدراته که تا حد زیادی پایدار است استفاده گردد . سنگ آهک کربنات کلسیم(CaCO3) به ندرت به صورت آهک خالص در طبیعت پیدا می‌شود. این سنگ بیشتر به صورت آهک رسی ، آهک ماسه‌ای و دولومیت یافت می‌گردد.

سنگ آهک حدود 22 درصد سنگ ها را شامل است. بندرت به صورت آهک خالص ، کربنات کلسیم (CaCo3) دیده می شود. بیشتر به صورت آهک رسی، ماسه ای و دولومیتی یافت        می شود. ناخا لصیهای مهم سنگ آهک شامل منیزیم ،سیلیس، آلومینیم و منگنز است. سنگ های آهکی از نظر ژنتیکی و نحوه تشکیل به دو گروه عمده و بزرگ آهک های برجا و آهکهای نابرجا تقسیم می‌شوند. آهکهای برجا شامل کلیه سنگ آهکهای ستونهایی می‌گردد که طی فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی در محلی که وجود دارند، تشکیل گردیده‌اند. اصولا تشکیل در جای رسوبات آهکی مربوط به فعالیتهای بیولوژیکی بوده و از منشا بیوشیمیایی می‌باشند. مانند تراورتن و ستونهای آهکی. آهکهای نابرجا آهکهایی را شامل می‌گردد که از نظر بافتی به سنگهای کلاسیک شباهت داشته ، ولی از نظر منشا تشکیلاتشان کاملا مربوط به فرآیندهای شیمیایی است. بیشتر سنگ های آهکی آلی در آبهای کم عمق و گرم استوایی تشکیل می شود. در آبهای سرد و عمیق هم از تجمع پوسته آهکی روزن داران، گل سفید که نوعی سنگ آهک است تشکیل می شود. آهک ها در آب گرم زودتر به حد اشباع می رسند و زودتر هم رسوب می کنند . آهک زنده ماده ای سفیدرنگ با درجه ذوب ۲۵۰۰ درجه سانتی گراد است. به دلیل بالا بودن دمای ذوب، از آن برای اندود نمودن سطح کوره ها استفاده می کنند. این ماده میل ترکیبی فراوانی با آب دارد و به همین دلیل در نگهداری آن می بایست دقت خاصی مبذول شود

مقاله ای کامل در مورد سنگ های قیمتی

اختصاصی از حامی فایل مقاله ای کامل در مورد سنگ های قیمتی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این مقاله 17 صفحه ای در قالب word و قابل ویرایش بوده و تمامی صفحات آن دارای حاشیه و هم چنین پس زمینه و آماده پرینت نیز میباشد و به شرح تمام مطالب مرتبط با سنگ های قیمتی از قبیل تعریف آن ، تاریخچه و.... به صورت کامل پرداخته است.

قسمت هایی از مقاله :

مقدمه:

سنگ‌های قیمتی تشخص بوده و فرمانروایان قدیم از نگینهایی که از این کانیها جواهر ساخته شده بود استفاده می‌کردند. استفاده از زیورهایی چون صدفها و سنگهای زیبا و رنگین از سوی زنان نیز جدا از اعتقادات جادویی و پزشکی که داشتند سبب برانگیختن تحسین و جلب توجه مردان می‌شد.

سنگ‌های قیمتی در گذر تاریخ :

تاریخ استفاده از زیورها و سنگ‌های قیمتی به اندازه تاریخ پیدایش بشر و قدمتی هفت هزار ساله دارد. در زمان‌های قدیم و بسیار پیش از آنکه بشر وسائلی آماده کند و یا مهارتی کسب نماید که بتواند سنگ‌های سخت را تراش داده و حک کند، سنگ‌های قیمتی علاوه بر ارزش مادی بیشتر جنبه سحر و جادو داشته و بعنوان طلسم برای صاحبانشان محسوب می شده‌اند و بعلت بعضی اعتقادات و افکار مرموز که نسبت به تاثیرات مخفی سنگ‌های رنگین داشتند، آنها را مورد ستایش و مصرف قرار داده بودند.

 جواهر و آویز طلای اسپانیایی :

باور بر این بوده که دارندگان طلسم قادر به دور کردن شیاطین، امراض و دیگر حوادث ناخوشایند از خود بوده و فرشتگان آنها را حمایت کرده و از سلامتی و خوشبختی برخورداری خواهند ساخت. از جمله اعتقادات این بود که عقیق انسان را در برابر گزیدن رتیل و برق زدگی محافظت می‌کند، یشم سبز می‌توانست باران بباراند و هر کس سنگ لاجوردی با خود داشت از حمله و نیش مار و افعی مصون می‌ماند.

 و ادامه مقاله

دانلود مقاله کامل درباره کربن رادیواکتیو جهت سن سنگ

اختصاصی از حامی فایل دانلود مقاله کامل درباره کربن رادیواکتیو جهت سن سنگ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

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.