طرق قياس درجات الحرارة التي تحدث عندها بعض العمليات الجيولوجية في الطبيعة
1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
العمليات الجيولوجية الطبيعة درجات الحرارة طرق قياس درجات الحرارة علوم الأرض والجيولوجيا
يعني ذلك المصطلح تقدير أو قياس درجات الحرارة التي تحدث عندها بعض العمليات الجيولوجية في الطبيعة، وتقسم الطرق المستخدمة في ذلك إلى نوعين رئيسيين هما:
1- طرق لا تعتمد على وجود النظائر المشعة (Non isotopid method):
يمكن قياس درجات الحرارة بطريقة مباشرة على السطح أو تحت السطح وذلك باستخدام المعالم والسمات المميزة للمواد القريبة من السطح حيث يمكن قياس درجة الحرارة مباشرة في الينابيع الحارة ومناطق الغازات والابخرة ومنافذ البراكين الصغيرة والحمم المنسابة وفي فتحت المناجم والمجسات والآبار.
وتتدرج درجة حرارة الينابيع الحارة من درجة تزيد قليلاً عن درجة حرارة الجو المحيط بها إلى درجة غليان الماء (20° – 100° س).
أما في المراجل حيث يخرج الماء من بعض الينابيع ساخناً على شكل نافورات أو على شكل بخار ساخن، يندفع من شقوق ضيقة عميقة تتصل بطبقات الأرض الداخلية ذات الحرارة العالية، فإن درجة الحرارة تكون أعلى من درجة غليان الماء.
وقد تتدرج من 560° س إلى 645° س، وقد تتراوح درجة حرارة المراجل في مناطق الحمم بين 700° س و 800°س، وتتراوح اللابة بين 700° س – 900°س للابة الانديزيتية والداسيتية في حين تصل درجة الحرارة إلى 1200°س في اللابة البازلتية.
وبطبيعة الحال فإن اللزوجة تزيد بانخفاض درجات الحرارة حيث لا يمكن مثلا للابة البازلتية أن تنساب عندما تكون درجة حرارتها 700 – 800°س بسبب زيادة اللزوجة
وتجدر الإشارة إلى أن الصهير الذي يوجد قريباً من سطح القشرة الأرضية تكون درجة حرارته قريبة من درجة حرارة اللابة المناظرة له كيميائياً وتتوقف درجة الحرارة التي يمكن أن تكتسبها الصخور المحيطة بالصهير أثناء عملية التمثيل الصهيري على عدة عوامل من أهمها:
حرارة الصهير: تحدد درجة حرارة الصهير مقدار المواد الصلبة المذابة والمنصهرة ولذلك فإن درجة حرارة الصهير لها أكبر الأثر في عملية التمثيل، ومن المعروف أن درجة إذابة المواد الصلبة في الصهير تتوقف على كمية الحرارة الكامنة في الصهير.
– الاتزان بين المحلول والمواد الصخرية.
– التركيب الكيميائي للصهير.
– وضع وترتيب المعادن في سلسلة التفاعلات.
– كتلة وحجم الصهير والصخور المحيطة.
– الضغط السائد أثناء عملية التمثيل.
– التركيب المعدني للصخور السابقة التكوين.
– التراكيب الجيولوجية الموجودة.
أما بالنسبة للمجسات وفتحات المناجم والآبار فقد أمكن استخدام تلك الفتحات الصناعية في تحديد درجات الحرارة في أماكن مختلفة من القشرة الأرضية وحتى أعماق تصل إلى آلاف الاقدام.
2- طرق تعتمد على وجود النظائر المشعة (Isotopic method):
وتتعدد أساليب قياس درجات الحرارة عن هذه الطرق، ويمكن من خلالها قياس درجات الحرارة بدقة، وفيما يلي أهم تلك الأساليب:
– تحول بعض المعادن من صورة إلى أخرى (معدن الكوارتز).
– دراسة علاقات أطوار الاتزان من خلال محاليل الاتزان للاطوار المعدنية المختلفة.
– تحديد درجة انصهار المعادن وعلاقته بالضغط المؤثر عليها.
– تحديد درجة الحرارة البوتكتية وتجمعات المعادن.
– تحديد درجة حرارة تحلل بعض المعادن.
ويلاحظ أنه في حالات كثيرة تكون نسبة النظائر المستقرة (Stable isotopes) للعناصر الخفيفة ليست متناسقة في الطبيعة، وذلك نتيجة عمليات طبيعية متنوعة تحدث عند درجات حرارة معينة.
وحيث أن درجات الحرارة تعتبر عاملاً هاماً في تحديد توزيع النظائر، فإن توزيع النظائر بالتالي يعكس درجات الحرارة التي تحدث عندها عمليات معينة.
ومن خلال هذه الطريقة أمكن تحديد درجات بعض المحيطات القديمة والمناخ السائد في البليوستوسين وكذلك حرارة تكوين بعض الصخور.
[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]