علم وصف طبقات الأرض

علم وصف طبقات الأرض

علم وصف طبقات الأرض
Paleozoic
الدهر	دهر البشائر
علم الطبقات
البداية	541 ± 1.0 م.س.مضت
النهاية	251.902 ± 0.024 م.س.مضت
المدة	289.098 م.س تقريبا
حقبة الطلائع الحديثة الحقبة الوسطى
دهر الطلائع
الأقسام الفرعية	العصر البداية (م.س) البرمي 298.9 ± 0.15 الفحمي 358.9 ± 0.4 الديفوني 419.2 ± 3.2 السيلوري 443.8 ± 1.5 الأوردوفيشي 485.4 ± 1.9 الكمبري 541 ± 1.0
(م.س : مليون سنة)

علم وصف طبقات الأرض ويعرف أيضًا باسم علم دراسة طبقات الأرض أو السِّدَاكة (بالإنجليزية: Stratigraphy)‏ هو علم يهتم بدراسة القوانين والظروف المختلفة التي تتحكم في تكوين طبقات الصخور في السلم الجيولوجي، وأماكن ترسيبها في مختلف مناطق العالم، ويحدد أنواعها وخصائصها الصخرية وأعمارها، ويوجه عناية خاصة للصخور الرسوبية. ومن ذلك نشأ حديثاً فرع مستقل بذاته، ويختص بكل ما يتعلق بالترسيب، ويسمى علم الرواسب. ولما كانت المحيطات والبحار تغطي أكثر من ثلاثة أخماس سطح الأرض، كانت الترسيبات البحرية هي الغالبة، وقد تراكمت أساسا تحت سطح الماء في طبقات متباعدة وسميت أحياناً بالصخور الطباقية أو الطبقات الشريحية.

وتوجد الطبقات الأقدم تاريخياً في القاع وهي تتكون من صخور نارية، تعد الطبقة السفلى هي المكونة لأساسات القارات وتعلوها الطبقات الأحدث زمنياً، ما لم تكن الصخور قد تعرضت لحركات القشرة الأرضية.

وعلم دراسة طبقات الأرض هو أحد فروع علم الجيولوجيا، وهو يمثل أهم طريقة لمعرفة تاريخ أو عمر طبقات أرضية تحمل في بطنها أحفورات، وعلاقة الطبقات ببعضها البعض وعلاقة ما كان يعيش فيها من مباتات وحيوانات. كذلك يقوم هذا العلم بدراسة طبقات لا تحوي أحفرورات، حيث يكون اصلها بركاني (مثل مجاري اللابة وغبار البراكين. فليس من الغريب أن ينقسم علم وصف طبقات الأرض إلى فروع مختلفة، ويعتمد عليها جميعا في التأريخ الجيولوجي، وتعيين العمر الدقيق للصخور، وبذلك تمكننا من وصف تتابع العصور التي مرّت على الأرض، وما تخللها من تطور للنبات والحيوانات.

العصور الجيولوجية قبل 4750 - 252 مليون سنة:

الأمد	الدهر	الحقبة	العصر	أهم الأحداث	البداية (م.س.مضت)
قبل الكامبري	الطلائع	الطلائع الحديثة	الإدياكاري	أحافير بحالة جيدة لحيوانات متعددة الخلية البدائية. ازدهار الحيويات الإدياكارية واتنتشارها بجميع البحار. آثار حفرية بسيطة قد تكون لشبيهات الدودة التريكوفيكس. بداية ظهور الإسفنج وثلاثيات الفصوص. أشكال غامضة للعديد من المخلوقات الرخوية الهلامية على شكل أكياس، واقراص، أو لحاف (مثل الديكينسونيا). تكون الجبال التاكونية في أمريكا الشمالية. تكون سلسلة ارافالي في شبه القارة الهندية. بداية تكون جبال بيترمان في القارة الاسترالية. تكون جبال بيردمور في القارة القطبية الجنوبية قبل (633 - 620 مليون سنة).	≈635
			الكرايوجيني	قد يكون عصر "الكرة الأرضية الثلجية". ولاتزال الأحافير نادرة. بدأت القارة العظمى رودينيا بالتفكك. أواخر التناقص التدريجي لتكون جبال روكر/نمرود في القارة القطبية الجنوبية.	≈720
			التوني	وجود أثار حفريات بسيطة لحقيقيات النوى متعددة الخلايا. بداية انتشار السوطيات الدوارة. أستمرار القارة العملاقة رودينيا. انتهى تكون جبال سفكونورويجيان . تناقص تدريجي لتكون جبال جرينفيل في أمريكا الشمالية. تكون الجبال في أفريقيا. تكون بحيرة روكر/نمرود في القارة القطبية الجنوبية قبل (1,000 ± 150 مليون سنة). تكون جبال إدمونديان (920 - 850 مليون سنة مضت) في مجمع غازكوين غرب استراليا. ظهور جبال أديلايد جيوسينكلين في القارة الأسترالية. تكون جبال ديلاميريان في أستراليا.	1000
		الطلائع الوسطى	الستني	أحزمة ضيقة جدا لصخور متحولة بسبب تكون الجبال عندما تشكلت القارة العظمى رودينيا.بداية تكون جبال سفكونورويجيان . احتمال بداية تكون مـتأخر لجبال روكر/نمرود في القارة القطبية الجنوبية. تكون جبال مسجراف وسط استراليا (تقريبا 1080 مليون سنة مضت).	1200
			الإكتاسي	استمرار توسع غطاء الرواسب البركانية. نشأت مستعمرات الطحالب الخضراء في البحار. تكون جبال جرينفيل في أمريكا الشمالية.	1400
			الكالمي	توسع غطاء الرواسب البركانية. تكون جبال باراموندي عند حوض مكارثر في أستراليا الشمالية، وتكون جبال أيسان (تقريبا 1,600 مليون سنة مضت).	1600
		الطلائع القديمة	الستاثري	أول تجمع حي لوحيدة الخلية (الطلائعيات مع النوى). نشوء القارة العملاقة كولومبيا البدائية. نهاية تكون جبال كيمبان في القارة الاسترالية. تكون جبال يابنكو غرب أستراليا. تكون جبال مانجارون قبل (1,680 - 1,620 مليون سنة) في غازكوين غرب أستراليا. تكون جبال كاراران (1,650 مليون سنة مضت) في كراتون جولر جنوب أستراليا.	1800
			الأوروسيري	أصبح الأكسجين متوفر في غلاف الأرض الجوي. تكون حوضي فريدفورت و سيدبري بسبب اصطدام كويكب. تكون الكثير من الجبال. تكون جبال بينوكان وترانس هودسون في أمريكا الشمالية. تكون حديث لجبال روكر في القارة القطبية الجنوبية (تقريبا 2,000 - 1,700 مليون سنة مضت). تكون جبال وتضاريس جلنبر في قارة أستراليا (تقريبا 2,005 - 1,920 مليون سنة مضت). تكون جبال كيمبان، بداية كراتون جولر في القارة الاسترالية.	2050
			الرياسي	تشكل تجمع براكين بوشفيلد . غمر جليدي الهيوروني.	2300
			السيدري	حدث الأكسجة الكبير: تكوين الحديد الحزامي. تكون جبال سليفورد في كراتون جولر في القارة الاسترالية خلال (2,440 - 2,420 مليون سنة مضت).	2500
	السحيق	السحيقة الحديثة	استقرار معظم الكراتونات الحديثة؛ أحتمال حدوث أنقلاب الدثار. تكون جبال إنسل (2,650 ± 150 مليون سنة مضت). بدأ تشكل الحزام الاخضر أبيتيبي المعروفة بالوقت الحاضر بأونتاريو وكيبك، وأسقرت قبل (2,600 مليون سنة).		2800
		السحيقة الوسطى	أول رقائق كلسية طحلبية (ستروماتولت) (قد تكون الطحالب الخضراء المزرقة الاستعمارية). أقدم أحافير كبيرة. تكون جبال همبولت في القارة القطبية الجنوبية. بداية تشكل مجمع نهر بليك في الوقت الحاضر أونتاريو وكيبيك، وأنتهت نحو (2,696 مليون سنة مضت).		3200
		السحيقة المبكرة	أول بكتيريا معروفة منتجة للأكسجين بالتغذية الضوئية. أقدم أحافير دقيقة. أقدم كراتون قد تشكلت خلال هذه الفترة على الأرض (مثل الدرع الكندي وكراتون بيلبارا ). تكون جبال راينر في القارة القطبية الجنوبية.		3600
		السحيقة الأولى	حياة بسيطة لوحيدة الخلية (على الأرجح البكتيريا والعتائق). تطور التناسخ الذاتي لجزيء الحمض الريبي النووي (RNA) (حوالي 4,000 مليون سنة مضت) بعد نهاية القصف الشديد المتأخر على الأرض. احتمال وجود أقدم أحافير دقيقة. بداية تبلور النواة الداخلية للأرض وتوليد المجال المغناطيسي لها (~ 4,000 مليون سنة مضت).		4000
	الجهنمي		تكون الأرض (4,567.17 إلى 4,570 مليون سنة). تكون القمر (4,533 مليون سنة) من مواد ممزقة من الأرض بسبب الاصطدام الكبير. تشكلت الأحواض النيكتارية والأحواض القمرية الكبيرة الأخرى بسبب أحداث الاصطدام. أقدم معدن معروف هو "الزركون" ويقدر عمره من قبل (4406 ± 8 مليون سنة). عرفت أقدم الصخور قبل (4,030 مليون سنة). أدلة غير مباشرة للتمثيل الضوئي (مثل الكيروجين) في الحياة البدائية. أول أشكال الحياة، تكون جبال نابيير في القارة القطبية الجنوبية قبل (4,000 ± 200 مليون سنة).		≈4600

عندما تموت الحيوانات والنباتات تطمرها الترسيبات من رمال وطمي، وتتحجر مع مرور الزمن وتصبح أحافير. ومن تلك الحيوانات البسيطة ما دفن - مثل الرخويات البحرية - حيث عاشت قرب قاع البحر. ومنها ما تحرك مع المواد المترسبة، قبل أن يدفن في مكان آخر؛ حركة شبيهة بطوفان النهر الذي يجرف الأشجار وفروعها في مجراه.

وتحوي الصخور الرسوبية أحفورات شديدة التنوع والاختلاف، بحسب العصر الجيولوجي الذي تكونت فيه. لذلك فهي تستخدم مباشرة لدراسات التطور التدريجي للحيوانات والنباتات عبر العصور. وهنا نشير إلى أهمية علم الحفريات (بالإنجليزية: Paleontology)‏ وعلم الحفريات الدقيقة (بالإنجليزية: Micro-Paleontology)‏ ، وفي مجال جيولوجيا البترول بصفة عامة، وجيولوجيا التنقيب عن النفط بصفة خاصة. فإن الحفريات، وهي بقايا الكائنات الحية من حيوانات ونباتات، عادة ما تكون مميزة للبيئة التي عاشت فيها.

• 

  الطبقات في الأرجنتين

• 

  طبقات الرسوبية في قبرص

• 

  تتابع طبقات البرمي إلى الجوراسي في هضبة كولورادو.

• 

  تصدع كمبري/ترياسي قرب "بدارييه" ، فرنسا

• 

  طبقات رسوبية في تركيا

أهميته

علم وصف طبقات الأرض هو فرع من الجيولوجيا التاريخية، ويعتمد عليه في إعادة تأريخ عمر الأرض وتاريخ الحياة عليها. بالإضافة إلى ذلك فيستعان بهذا العلم في إيجاد تفسيرات وحلول لمسائل عامة في مجال علم الجيولوجيا.

خلال القرن التاسع عشر تبينت إمكانية استخدام طرق دراسة طبقات الأرض في تطبيقات أخرى، ومن ضمنها دراسة العناصر الموجودة فيها على اختلاف أنواعها. ومن هنا نشأ أيضا علم البحث عن الآثار.

مبدأ تكون الطبقات

مبدأ تكون الطبقات (أو أيضا «قانون تكون الطبقات» أو الترسيبات) هو أساس علم وصف طبقات الأرض: الطبقات الأرضية السفلى تكون أقدم من الطبقات التي تعلوها. هذا المبدأ أو القانون توصل إلى معرفته نيكولاوس ستينو في عام 1669 . ومن الممكن أن تتسبب بعض التصدعات أو التعرجات الأرضية بسبب تحركات تكتونية في ثنايات تأتي بطبقات سفلى إلى أعلى، ولكن يمكن في جميع الأحوال تتبع الطبقات سواء القديمة أم الحديثة.

طرق دراسة طبقات الأرض

رسم لـ"وليام سميث " لأحفورات تستخدم في تصنيف طبقات الأرض.

الفروع

• علم تأريخ طبقات الأرض Chronostratigraphy : يهتم بتعيين العمر النسبي للطبقات الأرضية بالاعتماد على مؤشرات أحفورية في الصخور. وقد تكون تلك المؤشرات الاحفورية بدء ظهور أو اختفاء نوع معين من الأحفورات، أو زمن أحداث، أو مؤشرات كيميائية جيولوجية أو انقلاب في قطبية المجال المغناطيسي للأرض. وتصب جميع الفروع الأخرى لعلم وصف طبقات الأرض في تأريخ الطبقات الأرضية:
• دراسة أحياء طبقات الأرض Biostratigraphy : تهتم بتعيين التأريخ النسبي لأحفورات. وفيها تؤخذ في الحسبان: طول العمر وبدء ظهور احفورة حيوان أو انقراضه، واحيانا تؤخذ أيضا في الحسبان احفورات نباتات. ونفرق بين:
  • دراسة طبقات الأرض رئيسية: Orthostratigraphy وهي تعتمد على تصنيف يتبع المؤشرات الأحفورية أساسية.
  • دراسة طبقات الأرض ثانوية : Parastratigraphy ويتم تصنيفها على أساس مؤشرات احفورات أخرى.
  • دراسة تتابع طبقات الأرض : Pedostratigraphy وهي تعتمد على تصنيف احفورات أرضية
• دراسة الصخور ومعادن طبقات الأرض : Lithostratigraphy تهتم بتصنيف وحدات من الصخور. وهي تستخدم بصفة أساسية في رسم التوزيع الجغرافي للصخور.
• دراسة تسلسل طبقات الأرض : Sequenzstratigraphy تصنيف يتتبع تسلسل طبقات الأرض التي تتاثر بارتفاع لمستوى البحر أو انخفاضه.
• دراسة أحداث لطبقات الأرض : Eventstratigraphy وهي تصنيف يعتمد على أحداث وقعت على الأرض. مثل أعاصير، تسونامي، والنشاط البركاني أو أيضا أحداث تخص الاحياء على الأرض مثل أنقراض نوع من الحيوانات.
• دراسة مغناطيسية طبقات الأرض: Magnetostratigraphy تصنيف تتابع أنقلابات حديثة وقعت للمجال المغناطيسي للأرض.
• دراسة النظائر المشعة لطبقات الأرض: Isotopenstratigraphy تصنيف عمر الصخور على أساس نسب نظائر مشعة معينة، مثل النظائر المشعة للأكسجين والنظائر المشعة للكربون، والنظائر المشعة للنتروجين.
• دراسة صخور الطبقات الأرضية : Allostratigraphie وهي تصنيف على اساس احداث وقعت تقريبا في نفس الوقت، وتأخذ في الحسبان مؤشرات صخور، وتسلسل صخور طبقات الأرض.

تقسيم زمني جيولوجي

توصلت دراسة طبقات الأرض إلى وصف دقيق للتتابع النسبي للأحقاب التي مرت على الأرض حتى الآن. ومن أجل التوصل إلى معرفة الأزمنة المطلقة لتلك الأزمنة النسبية فلا تكفي طرق دراسة الطبقات الأرضية وحدها. وقد توصل علماء القرن 18 والقرن 19 إلى تصور أن الأرض لم تنشأ خلال عدة آلاف سنة فقط. ولكنهم استطاعوا تقدير عمر تقريبي لتتابع العصور على الأرض ونشأة الحياة فيها.

وخلال القرن العشرين اكتشف الفيزيائي الفرنسي هنري بيكريل ظاهرة الشاط الإشعاعي وما ينتج عنها من طريقة لتعيين العمر بواسطة النشاط الإشعاعي للعناصر، وهي طريقة تعين عمر الصخور بدقة. ومنذ ذلك الحين فقد ابتكرت حتى الآن طرق مختلفة لتعيين عمر الصخور بواسطة النشاط الإشعاعي للعناصر واستطاع العلماء باستخدامها تعيين عمر الاحداث التي وقعت على الأرض تعيينا دقيقا. إلا أن هذا التعيين تقل دقته كلما كان عمر «الصخرة» قديما. ومع ذلك تحتفظ طريق استخدام طرق وصف طبقات الأرض التي تقوم بتعيين الاعمار النسبية للطبقات بصحتها حيث أن تلك الطرق تسمح بتصنيف دقيق لتسلسل تاريخ الأرض.

وكما رأينا أعلاه في قسم فروع علم وصف طبقات الأرض، فإن طريقة تعيين العمر المطلق لطبقة معينة يمكن ان يتم باستخدام طريقة التحلل الإشعاعي لعناصر مناسبة (دراسة النظائر المشعة لطبقات الأرض).

انظر أيضًا

• مبدأ الأفقية الأصلية
• مبدأ الاستمرارية الجانبية
• قانون التراكب