كتاب علوم الأرض والفضاء مسارات ثالث ثانوي 1445
الفصل الأول : تطور الكون
1-1 نشأة الكون
لماذا ندرس علم الكون ؟
حسب الوصف العلمي الحديث للكون فإنه ذلك الفضاء الشاسع الذي يحتوي على أعداد ضخمة لا حصر لها من المجرات والسدم والكواكب بالإضافة إلى الكويكبات والمذنبات و الشهب الشكل 1-1 لفهم نشأة الكون يعمل على توسيع ادراكنا لما حولنا وخارج كوكبنا ، فمثلا يستفاد من فهم نشأة الكون وتطوره في فهم الظواهر الفيزيائية والكيميائية للكون. لقد اهتم البشر على مر الأزمنة والعصور بالظواهر المرتبطة بالكون مثل شروق الشمس وغروبها وتعاقب الليل والنهار وتعاقب فصول السنة المناخية وخسوف القمر وكسوف الشمس ومع مراقبتهم للسماء بنجومها المختلفة اعطوا للمجموعات النجمية مسميات مختلفة ترتبط بالبيئة المحيطة بهم مثل كوكبة الثور والعقرب والجبار والحمل والدب الأكبر والأصغر واستنتجو العلاقة بين ظهور هذه المجموعات النجمية والفصول المناخية وما يرتبط بها من مواسم زراعية ومعظم العبادات في الإسلام مرتبطة بظواهر فلكية كأوقات الصلاة التي ترتبط بحركة الشمس الظاهرية فصلاة الفجر يبدأ وقتها من ظهور الشفق الأبيض ناحية الشرق إلى شروق الشمس وصلاة الظهر يبدأ وقتها حين تزول الشمس أي تبدأ في الانخفاض بعد أن وصلت أقصى ارتفاع لها في السماء وكما أن عبادتي الصيام والحج مرتبطتان بحركة القمر حول الأرض. والسفر في البحار بين البلدان يتطلب معرفة الاتجاهات والتي تتم بالاهتداء بالنجوم
قال تعالى: ( وَهُوَ الَّذِي جَعَلَ لَكُمُ النُّجُومَ لِتَهْتَدُوا بِهَا فِي ظُلُمَاتِ الْبَرِّ وَالْبَحْرِ ۗ قَدْ فَصَّلْنَا الْآيَاتِ لِقَوْمٍ يَعْلَمُونَ · ) سورة الانعام الآية 97
1-2 النجوم و المجرات
النجم star عبارة عن جرم غازي متألق تتولد الطاقة في باطنه بواسطة تفاعلات الاندماج النووي ، وتمر النجوم بدورة حياة تمتد إلى مليارات السنين ؛ فهي تولد وتتطور وتموت ومن ثم تولد نجوم أخرى ، وتميل النجوم إلى التكون في مجموعات مثل: النجوم المزدوجة Binary star ، و همانجمان مرتبطان جاذبيًا ، يدوران حول بعضهما ، والحشود النجمية Star Cluster تحتوي على مئات الألوف من النجوم ، ويمكن أن يولد النجم مفردًا. يتكون الوسط بين النجوم interstellar medium من الغاز والغبار بكثافة مختلفة ؛ فنجد مناطق كثافتها عالية ومناطق أخرى ذات كثافة منخفضة ، يحتوي الغاز في غالبيته على الهيدروجين والهيليوم وأيضًا بعض العناصر الأثقل مثل ذرات الكربون ، والأوكسجين والنيتروجين والسليكون يتواجد الهيدروجين في الوسط بين النجوم إما في الحالة الذرية h أو المتأينة h أو الجزيئية.h ، وعند وجوده في الحالة الجزيئية يطلق على سحب الغاز والغبار بالسحب الجزيئية وهي سحب تتكون من جزيئيات الهيدروجين والهيليوم والكربون والنيتروجين والأوكسجين. تتميز هذه السحب بكثافة عالية ودرجات حرارة أعلى وتتواجد بكثرة في أذرع مجرة درب التبانة ، وهي أذرع لولبية تمتد من مركز المجرات الحلزونية
تقويم الفصل الأول
مراجعة المفردات
السؤال : قارن بين المفردات الآتية:
1. علم الكون وعلوم الفضاء.
2. الثقب الأسود والقزم الأسود.
3. النجم النيوتروني والقزم الابيض.
4.المجرة البيضاوية والمجرة الحلزونية.
تثبيت المفاهيم الرئيسة
السؤال : اختر رمز الإجابة الصحيحة فيما يأتي:
1- كرة ضخمة مضيئة من الغاز ، تتكون في معظمها من الهيدروجين والهيليوم.
النجم
السديم.
الكوكب.
المجرة.
2- سحب تتكون من جزيئيات الهيدروجين والهيليوم.
السحب الذرية
السحب الجزيئية
السحب المتأينة
السحب الغبارية
3- نجوم ذات قطر صغير ودرجات حرارة شديدة ولمعان منخفض.
الأقزام البيضاء
النيترونية
العمالقة الحمراء
المستعر الأعظم.
الفصل الثاني : الميكانيكا السماوية
2-1 قانون الجاذبية قوانين كبلر
قوانين كبلر
قانون كبلر الأول
ينص قانون كبار الأول على أن الكواكب تدور حول الشمس في مدارات على شكل قطع ناقص ، وتقع الشمس في إحدى بؤرتيه
قانون كبلر الثاني
ينص قانون كبلر الثاني على أن الخط الوهمي الواصل بين الكوكب والشمس يرسم مساحات متساوية في الفضاء في أزمنة متساوية. هذا القانون يشير إلى أن سرعة الكوكب حول الشمس متغيرة. ويمكن منه إثبات أن سرعة الكوكب تتناسب عكسياً مع بعده عن الشمس ، وتصل السرعة أقصاها عند الحضيض وأدناها عند الأوج كما في الشكل 5-2
2-2 التقنية الفضائية
رحلات الفضاء:
بدأت التقنية الفضائية في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي عندما أطلق الاتحاد السوفيتي ( روسيا حاليا) أول قمر صناعي للاتصالات سبوتنيك 1 الشكل 10-2 ، ومن ثم بدأ سباق التقنية الفضائية بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي مع إطلاق بعض المركبات الفضائية التي تحمل حيوانات مثل الكلبة لايكا الشكل 11-2 والقرد هام وكانت هذه المركبات تدور حول الأرض ثم تسقط أو تعود إلى الأرض بواسطة مظلة.
سباق الفضاء
وبعد ذلك بدأ التسابق لإرسال مركبات فضائية إلى القمر وتصوير الجانب المظلم فأرسلت مجموعة من الأقمار الروسية والأقمار الأمريكية. أواخر الستينات من القرن الماضي بدأ برنامج أبولو لإرسال رائد فضاء والهبوط على القمر ، وكانت رحلة ( أبولو 11) أول رحلة ناجحة للهبوط على القمر بواسطة رائد الفضاء الأمريكي نيل أرمو سترونج ورفيقاه الشكل 2-12 عام 1969 ، واستمر هذا البرنامج إلى 1974 كما أرسلت مركبات فضائية عديدة لاستكشاف كواكب المجموعة
تقويم الفصل 2
مراجعة المفردات
السؤال :وضح العلاقة بين المصطلحات الآتية في كل زوج مما يلي:
1. سرعة الهروب والسرعة المدارية.
2. المركبات المأهولة والمحطة الفضائية.
3. المدار القطبي والمدار الثابت.
الفصل الثالث المعادن
3-1 ما المعدن ؟
تعرف المعادن :
يجري الجيولوجيون كثيرًا من الاختبارات لتعرف المعادن. وتعتمد هذه الاختبارات على الخواص الفيزيائية والكيميائية للمعادن ، ومنها: الشكل البلوري والبريق والقساوة والانفصام والمكسر والمخدش واللون والنسيج والكثافة والوزن النوعي ، وبعض الخواص الأخرى.
الشكل البلوري: بعض المعادن تمتاز بأشكال بلورية مميزة يمكن تعرفها بسهولة. فالهاليت ( ملح الطعام) غالبا ما تكون بلوراته المكعبة كاملة الأوجه ، وبلورات الكوارتز ذات النهايتين المدببتين والمحاطة بستة أوجه جانبية تمثل ميزة لها تسهل تعرفها ، انظر الشكل.. ولأن البلورات المكتملة النمو نادرة التشكل ، لذا يندر تعرف المعدن اعتمادًا على شكل بلوراته.
البريق: تسمى الكيفية التي يعكس بها المعدن الضوء الساقط على سطحه البريسق Luuster. ويوجد نوعان من البريق الفلزي واللافلزي. فالفضة والذهب والنحاس والجالينا لها سطوح لامعة تعكس الضوء ، كما تعكس قطع السيارة
3-2 أنواع المعادن و أهميتها
مجموعات المعادن :
ترتبط العناصر بعضها مع بعض بطرائق وأشكال ونسب مختلفة ، وينتج عن ذلك تكون آلاف المعادن ولتسهيل دراسة المعادن وفهم خواصها صنفها الجيولوجيون إلى مجموعات ، ولكل مجموعة طبيعة كيميائية محددة وخصائص مميزة.
السيليكات : يُعد الأكسجين أكثر العناصر شيوعًا في القشرة الأرضية ، يليه السيليكون ، وتسمى المعادن المحتوية على الأكسجين والسيليكون وعنصر آخر أو أكثر- في الغالب السيليكات وتشكل السيليكات 96% تقريباً من المعادن الموجودة في القشرة الأرضية. ويتبع المعدنان الأكثر شيوعا ( الفلسبار والكوارتز) مجموعة السيليكات.
الفصل الثالث تقويم الفصل
مراجعة المفردات
السؤال: لتحديد المصطلح الذي يصف كلا من العبارات الآتية استعن بما ورد في دليل مراجعة الفصل:
1. العنصر أو المركب غير العضوي الصلب الذي يوجد في الطبيعة.
2. الأشكال الهندسية المنتظمة والمرتبة بنمط متكرر في المعادن
3. مجموعة المعادن المحتوية على السيليكون والأكسجين.
السؤال: وضح العلاقة بين المصطلحات الآتية في كل زوج مما يأتي:
1. خام ، حجر كريم..
2. سيليكات ، هرم رباعي الأوجه.
الفصل الرابع الصخور
4-1 ما الصخور النارية ؟
تكون الصخور النارية
لو أنك تابعت فيلما عن بركان نشط لشاهدت كيف تتكون الصخور النارية. وكما درست سابقا ، فإن الصهارة صخور مصهورة توجد تحت سطح الأرض.
أما اللابة فهي صهارة تتدفق على سطح الأرض. تتكون الصخور الناريةعندما تبرد الصهارة أو اللابة وتتبلور المعادن. تمكن العلماء من صهر معظم أنواع الصخور في المختبر بتسخينها إلى درجات حرارة تتراوح بين 800 و C 1200.
وتتوافر درجات الحرارة هذه في الطبيعة في الجزء السفلي من القشرة الأرضية ، وفي الجزء العلوي من الستار.
ما هو مصدر هذه الحرارة ؟ يعتقد العلماء أن مصدري الطاقة الحرارية الأرضية هما: الطاقة المتبقية من تكون الأرض من الصهير الأولي ، وطاقة التحلل الإشعاعي للعناصر.
4-2 تصنيف الصخور النارية
المكونات المعدنية للصخور النارية
تصنف الصخور النارية عموما إلى صخور جوفية ( متداخلة) ، وأخرى سطحية ( بركانية) ؛ فعندما تبرد الصهارة وتتبلور تحت سطح الأرض تتكون الصخور الجوفية ، وتكون بلورات الصخور الجوفية كبيرة عادة ، بحيث يمكن رؤيتها بالعين المجردة. وتشكل الصهارة التي تبرد وتتبلور على سطح الأرض صخورا سطحية ، ويشار إليها أحيانًا بالحرات أو الطفوح البازلتية مثل حرة الحرة والبلورات التي تتكون في هذه الصخور صغيرة ويصعب رؤيتها بالعين المجردة ، ويُصنف الجيولوجيون هذه الصخور سب مكوناتها المعدنية ، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية ومنها حجم البلورات والنسيج وهذا يمثل مؤشرًا لتعرف أنواع الصخور النارية المتنوعة. تصنف الصخور النارية حسب مكوناتها المعدنية ؛ فالصخور البازلتية ومنها الجابرو- لونها غامق ، ومحتواها من السيليكا قليل ، وتتكون في غالبيتها من البلاجيو كليز والبيروكسين. أما الصخور الجرانيتية ومنها الجرانيت فهي فاتحة اللون ومحتواها من السيليكا كثير ، ويتكون معظمها من الكوارتز والفلسبار البوتاسي والبلاجيو كليز. وتسمى الصخور ذات المكونات المتوسطة بين البازلت والجرانيت الصخور المتوسطة ويتكون معظمها من البلاجيو كليز والهورنبلند ، وبعد الديوريت مثالاً جيدًا على هذا النوع.
4-3 تشكل الصخور الرسوبية
التجوية والتعرية
الرسوبيات قطع صغيرة من الصخر انتقلت وترسبت بفعل المياه والرياح والجليديات والجاذبية. وتتسبب مجموعة من العمليات الفيزيائية والكيميائية ، إضافة إلى التجوية والتعرية ، في تفتيت الصخور المتكشفة فوق سطح الأرض إلى قطع أصغر ، فأصغر ، تتحرك مع التيارات المائية ، ومع مرور الوقت تتراكم وتترسب وتلتحم معا وتتصلب فتكون صخور رسوبية.
التجوية تنتج التجوية فتانا من الصخور والمعادن يعرف بالرسوبيات. ويتراوح حجم هذه الرسوبيات بين كتل ضخمة وحبيبات مجهرية. وتقسم التجوية إلى قسمين: تجوية كيميائية تحدث عندما تذوب أو تتغير معادن الصخر الأقل استقرارا كيميائيا. وتجوية فيزيائية تنفصل فيها الحبيبات أو البلورات الأكثر مقاومة عن الصخر على شكل حبيبات أصغر حجما ، دون أن تتغير كيميائيا. ويوضح الشكل 16-4 صخرًا تجوّى كيميائياً وفيزيائيا. ترى ، ما الذي يحدث للمعادن الأكثر مقاومة للتجوية ؟
4-4 أنواع الصخور الرسوبية
الصخور الرسوبية الفتاتية
أكثر أنواع الصخور الرسوبية شيوعًا الصخور الرسوبية الفتاتية التي تتشكل من تراكم الرسوبيات المفككة على سطح الأرض. وكلمة فتاتي مأخوذة من كلمةاليونانية بمعنى مكسرة. وتصنف هذه الصخور بناء على حجم حبيباتها. انظر إلى الجدول 3-1 في الصفحة الآتية ، الذي يلخص تصنيف الصخور الرسوبية بناء على حجم حبيباتها وطريقة تشكلها ومكوناتها المعدنية.
4-5 الصخور المتحولة
تعرف الصخور المتحولة
يوضح الشكل 30-4 صخورًا تحوّلت كيف عرف الجيولوجيون حدوث ذلك ؟ تزداد درجة الحرارة والضغط كلما تعمقنا في باطن الأرض ، وعندما ترتفعان بقدر كاف تنصهر الصخور لتشكل الصهارة. ولكن ما الذي يحدث لو لم تصل الصخور إلى درجة الانصهار ؟ عندما تجتمع الحرارة والضغط العاليان ، ويغيران نسيج الصخر ومكوناته المعدنية أو مكوناته الكيميائية من دون انصهاره يتشكل الصخر المتحول. وكلمة تحول بالإنجليزية metamorphism مشتقة من الكلمة اليونانية meta بمعنى تغير ، وكلمة morphe ومعناها شكل ؛ إذ يتغير شكل الصخر في أثناء التحول ، لكنه يبقى صلبًا.
وتتطلب عملية التحول درجات حرارة عالية ، مصدرها حرارة باطن الأرض ؛ ويتم ذلك بالدفن العميق ، أو من الأجسام النارية الجوفية القريبة. أما الضغط العالي الذي تتطلبه عملية التحول فيتوافر بالدفن العميق أيضا ، أو من التضاغط الناتج في أثناء عملية تكوّن الجبال.
الفصل الرابع تقويم الفصل
السؤال :أكمل الجمل الآتية مستعملا المفردات المناسبة:
1. يسمى النسيج الناري الذي يمتاز باحتوائه على بلورات كبيرة في أرضية من البلورات الصغيرة……….
2.يقال عن الصخور النارية التي تتكون في ظروف تبريد سريعة إنها………
3. يقال عن الصخور الفاتحة اللون ذات البلوزات كبيرة الحجم إنها……….
4. ينتج عن تراص الرسوبيات الفتاتية والتحامها………….
5. تدعى طبقات الصخور الرسوبية التي تترسب مائلة على السطح الأفقي…….
الفصل الخامس الصفائح الأرضية و آثارها
5-1 انجراف القارات
الانجراف القاري :
طور العالم فاجنر فكرة تسمى الانجراف القاري ، وفيها أن القارات كانت مجتمعة معا في قارة واحدة ضخمة ( القارة الأم أو الأصل) أُطلق عليها بانجيا . وهي كلمة من أصل إغريقي تعني جميع اليابسة ، واقترح أن هذه القارة بدأت في الانقسام قبل 200 مليون سنة ، وانفصل بعضها عن بعض إلى أجزاء ، ثم انجرفت هذه الأجزاء ، واستمرت في الحركة ببطء حتى وصلت إلى مواقعها الحالية ، كما في الشكل 2-5
أدلة فاجنر على الانجراف القاري : يُعد الفريد فاجتر أول عالم قدم أكثر من دليل على تطابق شواطئ القارات على جانبي المحيط الأطلسي. وقد جمع أدلة ، صخرية ومناخية وأحفورية تدعم فكرته.
5-2 توسع قاع المحيط
رسم خرائط لقاع المحيط:
اعتقد معظم الناس والعديد من العلماء حتى منتصف القرن الماضي أن سطح قاع المحيطات عموما مستو ، كما كانت تسيطر عليهم مفاهيم خاطئة حول القشرة المحيطية بأنها لا تتغير ، أقدم عمرا من القشرة القارية. بيد أن التقدم في التقنية في الأربعينات والخمسينات من وهي القرن الماضي أظهر أن جميع هذه الأفكار التي كانت مقبولة على نطاق واسع غير صحيحة.
ويعد جهاز قياس المغناطيسية إحدى التقنيات المتقدمة التي استعملت الدراسة قاع المحيط ، انظر الشكل 5-7a ، وهو جهاز صغير يُستعمل للكشف عن التغيرات الطفيفة في المجالات المغناطيسية ، ويوصل خلف السفينة لتسجيل المجالات المغناطيسية الصخور قاع المحيط.
5-3 حدود الصفائح و اسباب حركتها
نظرية حركية الصفائح
يشير الدليل على توسع قاع المحيط إلى أن القشرة القارية والقشرة المحيطية تتحركان بوصفها صفائح ضخمة ، يطلق عليها الجيولوجيون الصفائح الأرضية Tectonic Plates وهي قطع ضخمة من الغلاف الصخري الذي يتكون من القشرة الأرضية وأعلى الستار الصلب ، وتتطابق حواف بعضها مع بعض لتغطي سطح الأرض. ويوضح الشكل 16-5 الصفائح الأرضية الرئيسة ومجموعة من الصفائح الصغيرة. وتتحرك الصفائح الأرضية حركة بطيئة جدا ( بضعة سنتمترات في السنة). وتصف نظرية الصفائح الأرضية حركة الصفائح ومعالم سطح الأرض الناجمة عن هذه الحركة ؛ حيث تتحرك الصفائح الأرضية في اتجاهات ومعدلات مختلفة بعضها بالنسبة إلى بعض ، وتتفاعل معا عند حدودها ، مما يؤدي إلى تكوين معالم جيولوجية مختلفة بحسب نوع حدود الصفائح فتقترب الصفائح الأرضية بعضها من بعض عند الحدود المتقاربة ، ويبتعد بعضها عن بعض
تقويم الفصل الخامس
السؤال : ضع المصطلح الصحيح بدلاً من الكلمات التي تحتها خط:
1. تسمى عملية غطس الصفائح الأرضية في الستار التباعد.
2. تسمى الحدود الناجمة عن تقارب صفيحتين إحداهما من الأخرى الحدود التحويلية.
3. يتشكل الأخدود داخل القارات بفعل الحدود المتباعدة.
4. جهاز يستخدم لقياس التغيرات في المجال المغناطيسي للأرض.
الفصل السادس البراكين و الزلازل
6-1 ما البركان ؟
مناطق النشاط البركاني
الصهارة مخلوط من الصخور المصهورة والبلورات المعدنية والغازات ، وهي مصدر البراكين ؛ إذ تصعد إلى أعلى نحو سطح الأرض بعد تشكلها ؛
بسبب انخفاض كثافتها مقارنة بصخور الستار والقشرة الأرضية المحيطة بها ، وعندما تخرج إلى سطح الأرض تسمى اللابة.
ويصف النشاط البركاني جميع العمليات المصاحبة الخروج الصهارة والسوائل الساخنة والغازات من سطح الأرض.
6-2 الثورانات البركانية
مكونات الصهارة
تحدد مكوّنات الصهارة شدة ثوران البركان ، وكيفية تدفق اللابة على سطح الأرض. فما العوامل التي تحدد هذه المكونات ؟ استطاع العلماء تحديد العوامل التي تتحكم في مكونات الصهارة : وهي تفاعلها مع صخور القشرة الأرضية التي تعلوها ، ودرجة حرارتها ، والضغط الواقع عليها ، وكميات الغازات الذائبة فيها ، ومحتواها من السليكا. ويُعد العامل الأخير من أكثر العوامل تأثيرا. ويرى العلماء أن هذه العوامل تساعدهم على معرفة سلوك الصهارة وتوقع شدة الثورانات البركانية.
6-3 الأمواج الزلزالية وبنية الأرض
الأمواج الزلزالية
تنتج معظم الزلازل بفعل الحركة التي تحدث على الصدوع. إن الحركة في الصدوع قد تكون عبر سطوح ملساء نسبيا ، أو عبر سطوح خشنة ، كما في حركة الكتلتين الخشبيتين المغطاتين بورق الصنفرة ؛ حيث تعمل السطوح الخشنة على إعاقة الحركة وإيقافها. كذلك مع استمرار حركة الصخور عبر السطوح الخشنة تتراكم الجهود فيها ، وتعاني الصخور من تشوه مرن ، حيث ترجع الصخور إلى وضعها الأصلي عند إزالة الإجهاد عنها. عندما تتجاوز الجهود المتراكمة في الصخور حد المرونة ، وهو الحد الذي تفقد فيه الصخور خاصية المرونة ، فإنها تلتوي أو تتمدد ، وتصبح في مرحلة التشوه اللدن. وعندما تنكسر الصخور أو تنزلق عبر السطوح تتحرر الطاقة المختزنة منتجة الزلزال.
6-4 قياس الزلازل وتحديد اماكنها
قوة الزلزال وشدته
يحدث سنويا أكثر من مليون زلزال يمكن الإحساس به ، ولكن لا يُذكر منها في وسائل الإعلام إلا الزلازل الكبيرة فقط. لقد طوّر العلماء طرائق عدة لوصف قوة الزلزال.
مقياس رختر ابتكر مقياس رختر الجيولوجي تشارلز رختر ، وهو مقياس عددي يقيس طاقة أكبر الأمواج الزلزالية المنبعثة من الزلزال ، ويسمى مقدار الطاقة هذا قوة الزلزال . وتقاس قوة الزلزال بإيجاد سعة الموجة الزلزالية . وهي ارتفاع الموجة الزلزالية الأكبر ، حيث تشير كل درجة على مقياس رختر إلى زيادة في سعة الزلزال قدرها 10 أضعاف الدرجة التي قبلها ، فمثلاً ، سعة الأمواج الزلزالية لزلزال قوته 8 بحسب مقياس رختر أكبر عشر مرات ، من سعة الأمواج الزلزالية لزلزال قوته.7 لكن الفرق في كمية الطاقة الصادرة عن الزلازل أكبر كثيرا من الفرق في سعة الأمواج الزلزالية ؛ فالطاقة الزلزالية الصادرة عن زلزال عند درجة ما أكبر 32 ضعفًا من الطاقة الصادرة عن الدرجة التي تسبقها ، لذا فطاقة الزلزال الذي قوته 8 أكبر 32 مرة من طاقة زلزال قوته.7 ويوضح الشكل 27-6 دمارا سببه زلزال قوته 7.6 درجة على مقياس رختر.
6-5 الزلزل و المجتمع
الخطر الزلزالي :
من المعروف أن الزلازل تحدث على حدود الصفائح بصورة متكررة ، وتسبب أضرارا في الممتلكات والأرواح في المناطق التي تصيبها. ويمكن لزلزال قوته 5 أن يسبب كارثة في منطقة وأضرارًا قليلة في منطقة أخرى ؛ إذ تعتمد حدة الأضرار الناجمة عن الزلزال على مجموعة من العوامل ، تسمى هذه العوامل مخاطر الزلازل. ومن الأمثلة على هذه العوامل تصميم المباني ؛ إذ تتضرر المباني سيئة التصميم بالزلزال أكثر من غيرها ؛ فالمبنى المصنوع من الخرسانة وأساساته غير مدعومة قد يتضرر أكثر من المبنى المصنوع من الخشب ، انظر الشكل 6-32 ؛ لأن الخرسانة مادة هشة قليلة المرونة بينما الهياكل الخشبية أكثر مرونة.
تقويم الفصل السادس
السؤال :ضع المصطلح الصحيح بدلا من الكلمات التي تحتها خط:
1- تتراكم اللابة في أشد أنواع الثورانات البركانية انفجارًا مكونة بركانا درعيًّا.
2- تصعد الصهارة إلى أعلى عبر القناة وتثور على سطح الأرض من خلال الشقوق الموجودة في قمة البركان.
3- يوصف الدمار الذي يسببه الزلزال باستعمال مقياس العزم الزلزالي.
4-الزلزال الذي يحدث تحت الماء ويسبب حركة الماء إلى أعلى يؤدي إلى حدوث الأمواج الزلزالية.
القسم الثاني 1-2
الفصل الأول المجموعة الشمسية
1-1 الكواكب الداخلية
الكواكب الداخلية
الكواكب الداخلية : هي كواكب صخرية ، تتشابه في التركيب مع كوكب الأرض ( لب من الحديد والنيكل ، وستار ، وقشرة) ، تشترك في بعض الخصائص ، فهي كواكب تدور ببطء ، ولا توجد حولها حلقات ، ولها عدد قليل من الأقمار كما أنها صغيرة وذات كتلة ضئيلة ، لذا ينتج عنها جاذبية أقل مقارنة بالكواكب الخارجية.
1-2 الكواكب الخارجية و الأجرام الأخرى في نظامنا الشمسي
الكواكب الخارجية :
بعد حزام الكويكبات توجد مجموعة من الكواكب تعرف بالكواكب الخارجية Outer planets تتشابه هذه الكواكب في بعض الخصائص ، فهي كواكب ذات قطر كبير ومجال مغناطيسي قوي ، كما أنها تحوي حلقات وأقمار عديدة.
الأجرام الأخرى في نظامنا الشمسي
الكويكبات
يقع حزام الكويكبات بين كوكب المريخ وكوكب المشتري وهو حزام مليء بالكويكبات الشكل ( 1-11) ، وهي أجرام صخرية صغيرة غير منتظمة الشكل تدور حول الشمس الشكل 12-1 ، ويعتقد أن جاذبية كوكب المشتري ساهمت في إبقاء هذه الأجرام في حزام الكويكبات ومن أشهر الأمثلة عليها كويكب فيستا وكويكب سيريس.
تقويم الفصل الأول
مراجعة المفردات
المفاهيم:
1. جرم سماوي ذو قطر صغير يدور حول الشمس بمدارات مشتركة مع أجرام أخرى……
2.وحدة فلكية تستخدم لقياس المسافات الهائلة في النظام الشمسي وتساوي 150 مليون كم…………
3.دوران الكوكب باتجاه عقارب الساعة…….
4. منطقة مليئة بالأجسام الجليدية تقع بعد مدار نبتون وهي منشأ المذنبات قصيرة المدى……….
5.جرم ذو حجم صغير يخترق الغلاف الجوي للأرض ………….
الفصل الثاني البيئة الفضائية
2-1 الشمس
البيئة الفضائية
يمكن تعريف علم البيئة الفضائية على أنه العلم الذي يتعامل مع الظروف المتغيرة مكانيًا وزمانيا في النشاط الشمسي والغلاف المغناطيسي الأرضي والأيونوسفير ، والتي قد تلحق الضرر بالنظم التكنولوجية في الفضاء وعلى الأرض ولابد أولا من دراسة مصدر نشاط الشمس والرياح الشمسية.
2-2 النشاط الشمسي
دورة النشاط الشمسي
دورة النشاط الشمسي هي الدورة التي يمر بها المجال المغناطيسي للشمس كل 11 عامًا تقريبًا ؛ حيث ينقلب المجال المغناطيسي للشمس تماما. هذا يعني أن القطبين الشمالي والجنوبي للشمس يتبادلان الأماكن ، ثم يستغرق الأمر حوالي 11 عاما أخرى حتى ينعكس القطبان الشمالي والجنوبي للشمس مرة أخرى ، أي أن الأقطاب تستغرق 22 عاما للعودة إلى ما كانت عليه.
تقويم الفصل الثاني
تثبيت المفاهيم الرئيسية
الأسئلة الممتدة:
1-قارن بين طبقات الشمس الداخلية.
2- الشرح سلسلة تحول الهيدروجين إلى هيليوم باستخدام المعادلات ؟
3- وضح بالرسم سبب ظهور البقع الشمسية في الشمس.
الفصل الثالث الأجهزة الفلكية
3-1 الطيف الكهرومغناطيسي
الطيف الكهرومغناطيسي
تشمل الأشعة الكهرومغناطيسية أنواعًا كثيرة من الموجات بالإضافة إلى موجات الضوء المرئي الذي تستقبله أعيننا ، فهناك خطوط طيف أطول من خطوط الضوء المرئي ، مثل الموجات الراديوية ، كما أن هناك موجات قصيرة جدا مثل الأشعة السينية وأشعة جاما. الجدول 1-3 يبين الأشعة المختلفة ومسمياتها ، وأطوالها الموجية ، والمصدر الذي يمكن أن تخرج منه في الكون ، ودرجة حرارة هذا المصدر. أشعة جاما هي أقصر أنواع الأشعة ، وأطول الأشعة هي الأشعة الراديوية الشكل 1-3.
3-2 المناظير الأرضية و الفضائية
التلسكوبات
يعد التلسكوب أداة رئيسة في استقبال الضوء المنبعث من الأجرام السماوية ثم تحليله باستخدام بعض الأجهزة المساعدة من الناحيتين الكمية والنوعية ، ودراسة توزيع الطاقة المنطلقة من تلك الأجرام عند الأطوال الموجية المختلفة. ومهمة التلسكوب ليست بالدرجة الأولى تكبير الصورة فقط كما يظن البعض ، ولكن الوظيفة المهمة للتلسكوب تتلخص في القدرة على تجميع وتركيز الأشعة الصادرة من الأجرام البعيدة وتكوين صورة واضحة يمكن التعامل معها ، ومع أن التكبير هدف مطلوب أيضا لمشاهدة الأجرام القريبة ، مثل: الشمس والقمر والكواكب ، ولكنه لا يفيد أبدا في الأجرام البعيدة ، مثل: النجوم والمجرات.
تقويم الفصل الثالث
السؤال : قارن بين كلا من:
1-المنظار الكاسر والمنظار العاكس
2-طیف انبعاث و طیف امتصاص.
3-قوة التكبير و قدرة التفريق.
4- المنظار الراديوي و المنظار البصري.
الفصل الرابع : الأحافير و التأريخ الصخري
4-1 تعريف الأحافير و شروطها
فالأحافير : هي بقايا أو آثار الكائنات التي عاشت على الأرض ، وحفظت في الصخور حفظا طبيعيًا عبر الأزمنة الجيولوجية المختلفة. وبمقارنة الأحافير المحفوظة في الصخور بمثيلاتها من الكائنات الحية الموجودة حاليا ، فإننا نستطيع أن نفهم الحياة والبيئة القديمة التي عاشت بها كائنات تلك الأحافير ؛ يسمى العلم الذي يدرس الكائنات الحية التي عاشت في الماضي علم الأحافير
4-2 طرق حفظ الأحافير و أهميتها
طرق حفظ الأحافير
تفيد عمليات حفظ الأحافير في معرفة المخلوقات الحية التي كانت موجودة تلك الأزمنة التي تمثلها هذه الأحافير والتي حفظت ضمن الصخور الرسوبية وسيساعد تصنيف أنواع الحفظ لها على تحديد العمليات المسؤولة عن تعديل البقايا الأحفورية لكل من الحيوانات والنباتات ، وتعد عملية حفظ الأحافير في الصخور عملية معقدة ، ويتطلب الأمر ظروف بيئية خاصة حتى يتم الحفاظ عليها ، فعندما يموت المخلوق الحي يبدأ جسمه بالتحلل على الفور ، إذ تعمل البكتيريا على تحلل المواد العضوية فيه وتساعد درجات الحرارة المتقلبة والأمطار على ذلك ؛ لذا يجب أن يحفظ المخلوق الحي عبر الدفن السريع ، ولحفظ الأحافير في الصخور
3-4 السجل الصخري
سلم الزمن الجيولوجي
يساعد سلم الزمن الجيولوجي العلماء على إيجاد العلاقات بين الأحداث الجيولوجية والظروف البيئية وأشكال الحياة الممثلة بالأحافير المحفوظة في السجل الصخري ، وتترتب الوحدات الزمنية في سلم الزمن الجيولوجي من الأقدم إلى الأحدث كما في الشكل 13-4 ، حيث تكون الأقدم في الأسفل ، وكلما انتقلنا الى أعلى السلم كانت كل وحدة أحدث من سابقتها ، كما هو موجود في تتابع الطبقات الصخرية.
4-4 العمر النسبي و العمر المطلق
التفسير الجيولوجي :
يمتد عمر الأرض إلى بلايين السنين ، ويعد جيمس هاتون- وهو جيولوجي أسكتلندي عاش في نهاية القرن الثامن عشر- من أوائل العلماء الذي اعتقدوا أن عمر الأرض كبير ؛ فقد حاول فهم تاريخ الأرض من خلال العمليات الجيولوجية ، مثل التعرية وتغيرات مستوى سطح البحر ، التي تحدث ضمن فترات زمنية كبيرة. لقد ساعد عمله هذا في بناء سلم الزمن الجيولوجي وتطويره.
الفصل الخامس الطاقة و مصادرها
5-1 النفط و الغاز و أماكن وجودهما
النفط والغاز الطبيعي
النفط الخام بمسمياته المختلفة النفط أو الزيت أو الذهب الأسود هو سائل كثيف قابل للاحتراق وهو عبارة عن هيدروكربون ، بمعنى أنه يتكون أساسا من ذرات كربون وهيدروجين ، كمـا يـحـمـل في بعض الأحيان عنصر الكبريت ضمن مكوناته. وتتدرج ألوانه من الأخضر الغامق إلى الأسود ، وكذلك كثافته من خفيف إلى ثقيل وذلك ، أصل مكوناته. وغالباً ما يجتمع الغاز الطبيعي ( كالميثان والبروبان والبيوتان) والنفط الخام في نفس المكمن ، حيث يتكون في نفس الظروف التي يتشكل فيها النفط غير أن الاختلاف يكمن في اختلاف درجة حرارة التشكل. حيث ينفصل الغاز عن النفط ، ويكون الغاز في الأعلى ثم النفط تحته ثم الماء في الأسفل ، ولا تتم هذه العملية إلا بوجود عنصر مهم وهو المصائد..
5-2 طرق استكشاف النفط و الغاز وخصائهما
الوقود الأحفوري
يتضمن الوقود الأحفوري كلا من النفط والغاز و الفحم الطبيعي ، ويعد مصدرًا غير متجدد للطاقة. يتكون النفط من بقايا عضوية لاحافير أحياء دقيقة ونباتات في عصور جيولوجية قديمة خلال الترسب الجيولوجي الذي استغرق ملايين السنين والمصدر الأساس لتشكل النفط هو المادة العضوية المتكونة من بقايا حيوانية ونباتية ميتة ، عامة ما تكون بحرية ، حفظت في ظروف خاصة ، حيث تدفن المادة العضوية تحت آلاف الأمتار في الطبقات الرسوبية من الطمي والرمل أو الطين.
المكونات الكيميائية للنفط الخام وأهميتها.
يتكون النفط الخام كيميائيا عند فصله بواسطة التقطير التجزيئي إلى أربعة مكونات
كيميائية رئيسة هي:
1) الجازولين عند حرارة 40- 200c
2) البارافين ( الكيروسين): عند حرارة C 40- 250
3) الديزل ، زيت الوقود النفط الثقيل عند حرارة 300C -250C
4) زيوت التشحيم ، الشحوم الشمع البارافيني والجازولين: أكثر من 300C
أما ما يتبقى بعد ذلك فهي منتجات إسفلتية.
5-3 أنواع الطاقة المتجددة
ما الطاقة المتجددة ؟
تسمى الطاقة التي تستمد من الموارد الطبيعية وتتجدد بصورة دائمة بالطاقة المتجددة. ويوجد في الطبيعة عدة أنواع منها مثل: الطاقة الشمسية- والطاقة الحرارية الأرضية والرياح- والأمواج البحرية- وطاقة المياه الجارية أو الساقطة من المنحدرات- وكذلك طاقة الكتلة الحيوية بأشكالها المختلفة. وتتميز الطاقة المتجددة بأنها لا تنفد بالإضافة إلى أنها طاقة نظيفة الشكل 8-5 وتختلف الطاقة المتجددة عن الطاقة الناتجة من الوقود الأحفوري من بترول وفحم وغاز طبيعي والتي تعد من الطاقة غير المتجددة والمؤدية إلى زيادة الاحتباس الحراري. لا تشمل الطاقة المتجددة استخدام الوقود النووي وذلك تجنبا للمخلفات الذرية الضارة الناتجة عن المفاعلات النووية.
الطاقة النووية
ما الطاقة النووية ؟
الطاقة النووية هي الطاقة المنبعثة من نواة الذرة نتيجة للتفاعل النووي الذي يحدث من الانشطار أو الاندماج النووي. تستغل هذه الطاقة في محطات توليد الكهرباء النووية ، حيث إنها مصدر موثوق وفعال التوليد الكهرباء دون انبعاثات كربونية بكميات كبيرة. كما تعد الطاقة النووية من المصادر التي تقل فيها الآثار البيئية سواء على الأرض أو الموارد الطبيعية. وكانت أول محطة للطاقة النووية أنشئت في مدينة أو بنينسك الروسية عام 1945 م والطاقة النووية التي يتم تسخيرها حول العالم اليوم لإنتاج الكهرباء تتم من خلال الاندماج أو الانشطار النووي ، بينما تقنية توليد الكهرباء من الاندماج النووي مازالت في مرحلة البحث والتطوير الشكل 16-5
تقويم الفصل الخامس
مراجعة المفردات
السؤال : اكتسب المصطلح الصحيح في مكان الكلمات التي تحتها خط فيما يلي:
1. الغاز سائل كثيف قابل للاحتراق يتكون أساسا من ذرات كربون وهيدروجين.
2. الفورا منيفرا كائنات دقيقة هائمة أو عالقة في الطبقات العليا من البحار والمحيطات.
3. ينتقل النفط والغاز مباشرة من خلال الهجرة الثانوية من صخر المصدر إلى صخر الخزان.
4. الطاقة غير المتجددة هي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية التي لا تنفد وتتجدد باستمرار.
5. يشكل اليورانيوم 238 النسبة الغالبية في العالم وينتج تفاعلًا انشطاريًا متسلسلًا.
الفصل السادس جيولوجيا الممكلة العربية السعودية
6-1 صخور الممكلة العربية السعودية
الأقاليم الجيولوجية المكونة للمملكة العربية السعودية
يقسم الجيولوجيون المملكة إلى أربعة أقاليم جيولوجية بالنسبة لصخورها هي: إقليم الدرع العربي أو صخور القاعدة ، وإقليم الرف العربي ، والذي يعرف أيضًا باسم الرصيف العربي ، وإقليم البحر الأحمر ، وإقليم الحرات. ويضاف إلى هذه الأقاليم إقليمين مهمين هما إقليم الكثبان الرملية ، وإقليم السباخ
أولا: إقليم الدرع العربي
يقع أغلب إقليم الدرع العربي في غربي المملكة العربية السعودية ، وهو ضيق الاتساع في الشمال والجنوب ، إذ إن عرضه في الشمال لا يتعدى 50 إلى 100 كيلومتر ، وفي الجنوب يراوح اتساعه بين 200 و 250 كيلو مترا ، بينما يصل أقصى اتساع له ، في الوسط ، إلى نحو 700 كيلومتر. وتبلغ مساحة الدرع العربي في المملكة العربية السعودية حوالي 630 ألف كيلومتر مربع ، أي ما يزيد على 32 من مساحة المملكة العربية السعودية
6-2 الصفيحة العربية و تكويناتها
نشأة الصفيحة العربية
يتكون سطح الأرض التي نعيش عليها بما فيه من جبال ووديان وصحاري وغابات وأنهار وبحار ومحيطات من كتلتين رئيستين من الصخور قشرة أرضية قارية ، وقشرة أرضية محيطية. وتنقسم هذه الصخور إلى صفائح تكتونية ، تطفو فوق صخور مائعة في جوف الأرض ، تُعرف بالصهارة ( الماجما) ، التي تتحكم في حركة تياراتها الجوفية وفي تحريك ما فوقها من صفائح. ورغم ما نراه بالعين المجردة من ثبات الأرض ، إلا أن هذه الصفائح تتحرك حركة دؤوية ؛ تنفصل عن بعضها في اتجاه وتصطدم ببعضها الآخر في الاتجاه الآخر. وفي هذا الإطار ، تقع المملكة العربية السعودية فوق ما يعرف بالصفيحة العربية ، التي كانت متصلة بالصفيحة الإفريقية ، وكان يحيط بها محيط ضخم يدعى بحر التيشس من الشمال والشرق. وقبل ملايين السنين تحركت الصفيحة العربية ، وكانت لا تزال جزءا من الصفيحة الإفريقية ، وتعرضت لعمليات جيولوجية تكتونية من تصادم ، وتحطم ، وزوال صخور قديمة ، وانحسار بحار ، وتباعد ، وتكون بحار فتية ، وظهور صخور جوفية. كما ثارت فيها البراكين ، وسالت عليها الحمم الملتهبة. وتحركت هذه الصفيحة ، عبر تاريخها الجيولوجي الطويل ، حتى وصلت المنطقة القطبية المتجمدة الجنوبية ، فغطتها طبقات الجليد لملايين السنين لما لا يقل عن سبع فترات ، وتعاقبت عليها البحار بين غمر وانحسار.
6-3 المياه الجوفية في الممكلة العربية السعودية
ما المياه الجوفية ؟
هي إحدى أشكال الغلاف المائي في الأرض. وهي المياه الموجودة تحت سطح الأرض في مسام وفجوات الصخور. وتعد مياه الأمطار هي! المصدر الرئيس للمياه الجوفية المتجددة وغير المتجددة. حيث تتسرب المياه من سطح الأرض إلى داخلها. وتعتمد عملية تسرب المياه إلى الطبقات تحت السطحية على نوع التربة الموجودة على سطح الأرض فكلما كانت ذات فراغات كبيرة ومسامية عالية ساعدت على التسرب الأفضل للمياه ، وبالتالي الحصول على مخزون مياه جوفية جيد بمرور الزمن الشكل 6-14 وتعرف المسامية بأنها نسبة حجم الفراغ في الصخر إلى حجم الصخر الكلي. بينما النفاذية هي قدرة الصخر على تسرب السوائل من خلاله إلى باطن الأرض.
تقوم الفصل السادس
مراجعة المفردات
السؤال : ضع المصطلح الصحيح مكان الكلمات التي تحتها خط فيما يأتي:
1. الصفيحة الأفريقية تشمل المنطقة الممتدة من بحر العرب جنوبا ، إلى سلاسل جبال طوروس شمالا ، ومن البحر الأحمر غربا إلى سلاسل جبال زاجروس شرقا.
2. يقع إقليم الرف العربي أغلبه في غربي المملكة العربية السعودية ، وهو ضيق الاتساع في الشمال والجنوب.
3. المياه السطحية هي المياه الموجودة تحت سطح الأرض في مسام وفجوات الصخور.
4.الطبقات غير المحصورة هي الطبقات المحاطة من الأعلى ومن الأسفل بطبقة صماء غير منفذة.
5. تعود أعمار صخور تكوين اليمامة لعصر الجوراسي ، ويتكون من تعاقب صخور جيرية وأملاح الأنهيدريت ، ويتميز هذا التكوين بوجود مخزون كبير من النفط.
6. أصغر الأقاليم في الدرع العربي مساحة هو إقليم عسير ، ويقع في الطرف الشرقي للدرع
7. يستفاد من مياه تكوين الساق في جنوب المملكة العربية السعودية.