גאולוגיה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

למושגים, תחומים ומאמרים בנושא גאולוגיה, ראו פורטל הגאולוגיה.

מפה גאולוגית של כדור הארץ המראה גילאי המסלע השונים בפני השטח של הפלנטה; בנית מפות אלו היא כלי בסיסי של הגאולוגיה

גאולוגיה היא אחד ממדעי הטבע, וענף בתחום מדעי כדור הארץ. גאולוגיה היא המדע החוקר את כדור הארץ המוצק: תכונותיו, תולדותיו, תהליך היווצרותו, והתהליכים השונים שעוברים עליו כגון רעידות אדמה והרי געש. הגאולוג חוקר את הקרקעות, הסלעים והמינרלים בתוך הקונטקסט שלהם והמערכת האזורית ומתוך כך מפתח הבנה שלמה של התפתחות כדור הארץ, התהליכים בו וההשפעות עליהם.

שמו של מדע זה נלקח מיוונית; גֵאָה (γη) פירושו "אדמה" ולוגוס (λογος) פירושו "תורה".

[עריכה] תולדות הגאולוגיה

[עריכה] הגאולוגיה ביוון העתיקה

יסודות הגאולוגיה טמונים ביוון העתיקה. מאז תקופת האבן התעניין האדם בסלעים על מנת שיוכל להרכיב יותר טוב את כליו,.ובתקופות מעט מאוחרות יותר למד האדם לנצל משאבים אחרים הטמונים ברבדי הסלע של כדור הארץ.

עדות ראשונה לניסיון מעמיק למצוא ולתעד הסברים על תופעות הטבע הקשורות בכדור הארץ נמצאת ביוון העתיקה. אמפידוקילוס, לדוגמה, השאיר תיאור מפורט ראשון של התפרצות הר הגעש אטנה בערך ב-540 לפני הספירה. הפילוסוף קסנופנס תיעד מאובנים שמצא בהרים. הפילוסוף הנודע הרודוטוס תיעד מאובנים דומים וכמוהו גם אריסטו.

אריסטו, כנראה, היה הראשון שביסס תאוריה גאולוגית על בסיס תצפיות. הוא הבחין לראשונה בסימנים של סחף והרבדה באדמה. הוא הסיק שכדור הארץ משתנה ובצורה מאוד איטית, כל כך איטית שהיא לא ניתנת להבחנה במהלך חייו של אדם אחד. אריסטו גם סבר שרעידות אדמה נגרמות מרוחות המשתוללות מתחת לאדמה.

הספרן המפורסם מאלכסנדריה, ארטוסטנס, הצליח בדיוק מפתיע לגלות את קוטר כדור הארץ על ידי שימוש בצל ובחוקי הגאומטריה.

[עריכה] ימי הביניים והרנסאנס

בימי הביניים לא הייתה התקדמות גדולה במדע בכלל ובגאולוגיה בפרט, עם זאת היו כמה סופרים שהשכילו לשמור על הכתבים העתיקים.

לאונרדו דה וינצ'י הבחין שהמאובנים הנמצאים בסלע היו פעם חיים, והגיע למסקנה שיש שינויים ביחס בין ים ליבשה. ג'ורג' אווין האנגלי עשה תצפיות שיטתיות רבות ברבדים של כדור הארץ, אבל כתביו לא התפרסמו עד 1796. במאה ה-17 הבחינו אנשי דת שבכל תרגומי התנ"ך והברית החדשה רק הפרטים הגאולוגים והגאוגרפים היו זהים בין כל הגרסאות. בעקבות כך התעוררה התעניינות כללית בגאולוגיה שמטרתה להוכיח את התרחשותו של מבול גדול, ולהצדיק את כתבי הקודש. אכן התאוריה הרווחת הייתה של הספר "תאוריה חדשה על הארץ" (A New Theory Of The Earth) שכתב וויליאן ויסטון ב-1669. בספר זה וויסטון "מוכיח" את התרחשותו של מבול גדול שיצר את הרבדים של כדור הארץ.

[עריכה] המאה ה-18

באמצע המאה ה-18 צמחה הגאולוגיה כמדע ממש. ב-1749 חוקר הטבע הצרפתי ג'וקג'ס-לואיס לקרק פרסם ספר שבו תקף באופן גלוי את חיבורו של וילאם וינסטון "תאוריה חדשה על הארץ" וטען שגיל כדור הארץ אינו 6,000 שנה אלא 75,000 שנה. הוא גם הראשון שהתווה את המושג גאולוגיה. ב-1755 פרסם הפילוסוף עמנואל קאנט דעה שהיווצרות כדור הארץ אינה קשורה לאלוהים. מכאן נפתחה הדלת לחקר כדור הארץ מחוץ לגבולות הדת. באיטיות השתרשה הגאולוגיה כמדע. מוזיאון הטבע הלאומי הצרפתי היה הראשן שהתחיל ללמד גאולוגיה כבר ב-1741, המוזיאון עזר רבות לקבלתו של המדע. עד שנות ה-70 של המאה ה-18 חקר כדור הארץ נהיה פופולרי.

הגאולוג הגרמני, אברהם גוטלוב וורנר הציע תאוריה לפיה כדור הארץ בתחילתו היה מכוסה מים וכך נוצרו שכבות הסלעים שאנחנו מכירים היום. התאוריה נקראה נפטוניזם ומי שתמך בה נקרא נפטוניסט. ג'יימס האטון, חוקר הטבע הבריטי, יצא נגד הנפוטניזם עם תאוריה משלו שכונתה, פלטוניזם. לפיה שכבות הסלעים שאנו עדים להם היום נוצרו באיטיות על ידי הצקה איטית של חומר, שנמשך גם היום. האטון האמין שכדור הארץ הוא מאוד זקן, ובוודאי שאינו בן 6,000 שנה כפי שטוען התנ"ך.

[עריכה] המאה ה-19

בתחילת המאה ה-19 הורכב הטור הסטרטוגרפי, המתאר את סדר השתכבות הסלעים בכדור הארץ. הביולוג הצרפתי, ג'ורג'ס קוויאר, הוא הראשון שהתחיל לתארך מאובנים על פי מקומם בסלע. יחד עם עמיתו המינרלוג, אלכסנדר ברודניארט, הם התחילו לאפיין את שכבות הסלעים השונים גם על פי סוגי המאובנים הנמצאים בהם, כך נולד תחום הסרטוגרפיה, מיפוי שכבות הסלע בכדור הארץ. עד היום מדענים רבים עזרו לשפר ולדייק את הטור הסטרטוגרפי.

צ'ארלס לייאל, הגאולוג, כתב את הספר "עקרונות הגאולוגיה". זה אותו ספר שלקח איתו, חוקר הטבע האנגלי צ'ארלס דרווין למסעותיו. הספר של צ'ארלס לייאל נתן לו את הבסיס ואת ההשראה לכתיבת "מוצא המינים" שיצא לאור ב-1859. לייאל הציג את עקרון האחדות (ראה להלן), והציג הוכחות משכנעות רבות מכל אירופה לטובת תורתו של האטון. בסוף המאה ה-19 כבר דיברו הגאולוגים על גיל כדור הארץ במובנים של מיליוני שנים.

[עריכה] המאה ה-20

בתחילת המאה ה-20 בעזרת כלים רדיולוגים העריכו את גיל כדור הארץ ב-2 מיליארד שנה.

ב-1912 הציע אלפרד וגנר את תאוריית נדידת היבשות, לפיה היבשות היו פעם יבשת אחת ועם הזמן הן התרחקו, וממשיכות להתרחק גם היום. אכן, היבשות מעוצבות בצורה כזאת שנראה שהיו מחוברות. נדידת היבשות גם עזרה להבין היווצרות הרים. עם זאת, לקח כ-40 שנה עד שרעיונותיו של וגנר יהיו מקובלים בעולם המדע, עם גילוי הלוחות הטקטוניים.

במחצית השנייה של המאה ה-20 הצטברו הרבה ראיות גאופיזיות שהעריכו את גיל כדור הארץ בכ-4.6 מיליארד שנה. במאה ה-20 התחיל גם חקר תולדות המגנטיות של כדור הארץ על ידי חקר הראיות המגנטיות שנשמרו בסלע.

ב-1972 הוציא נאס"א והמכון הגאולוגי הלאומי של ארצות הברית מספר משימות לווין שעזרו רבות להבנת תהליכים גאולוגים. מאז נפתח השימוש בלוויינים לצורך מחקר גאולוגי.

[עריכה] עקרונות יסוד בגאולוגיה

עקרון האחידות (The Principle of Uniformitarianism) - כל תהליך גאולוגי מתרחש כיום בצורה דומה עד זהה לצורה בה התרחש לאורך כל התקופות הגאולוגיות. עיקרון זה נוסח במאה ה-18 על ידי ג'יימס האטון (James Hutton). עיקרון זה סוכם על ידי צ'ארלס ליאל בביטוי הקובע כי "ההווה הוא המפתח לעבר".
עקרון האופקיות המקורית (The Principle of Original Horizontality) - עקרון זה מיוחס לניקולאס סטנו והוא קובע כי ההשקעה המקורית של שכבות סדימנט תהיה אופקית (מקבילה לאופק). כיום מקובל כי זהו קירוב כללי, אך מדויק מספיק ברוב הרמות שבהן מתבצעת גאולוגיה.
עקרון הסופרפוזיציה (The Principle of Superposition) - גם עקרון זה מיוחס לניקולאס סטנו והוא קובע כי במצב לא מופר, תהיה מונחת שכבה סדימנטרית צעירה יותר מעל שכבה סדמנטרית עתיקה יותר.

יש המשייכים לעיקרון זה את העיקרון על פיו יחידה או תופעה גאולוגית, החודרת ליחידה או תופעה גאולוגית אחרת, מאוחרת לזאת שנחדרה. אחרים טוענים כי עיקרון זה צריך להיות מופרד ומחלקים אותו לעקרון היחסים ההופכים (The Principle of Intrusive Relationships) ולעקרון יחסי החיתוך-חציה (The Principle of Cross-cutting Relationships).

[עריכה] המדעים המרכיבים את הגאולוגיה

ערך מורחב – גאולוגיה - מונחים

פדולוגיה – דרך היווצרות סוגי הקרקעות (התפוררות הסלע)
גאומורפולוגיה – תחום העוסק בשינויים הטופוגרפים כתוצאה מתהליכים הפועלים על פני כדור הארץ
וולקנולוגיה - תחום העוסק בחקר תופעות געש, הן תופעות תגעת נתך סלעים קרוב או על פני השטח.
אוקיינוגרפיה – תחום שעוסק בתוך הים ובסלעי הסביבה הימית
סדימנטולוגיה - תחום העוסק בסלעי משקע ובתהליכים היוצרים אותם
מינרלוגיה - תחום העוסק זיהוי, סיווג ומיון המינרלים השונים
- מינרולוגיה אופטית - תחם בתוך מינרולוגיה העוסק בזיהוי מינרלים ע"פ התכונות האופטיות שלהן תחת המיקרוסקופ.
פטרולוגיה - תחום העוסק בתהליכים הקשורים להיווצרות סלעים ולזיהוי הסוגים השונים של הסלעים
גאומכניקה - תחום העוסק בניתוח התכונות המכניות/הנדסיות של קרקע וסלע
פליאונטולוגיה - תחום העוסק בחקר ההיסטוריה וההתפתחות של החיים על פני כדור הארץ מתוך שרידים אשר השתמרו בסלע (מאובנים)
סטרטיגרפיה - תחום העוסק בקביעת גילם של סלעים וניתוח היחסים בין יחידות שנות של מסלע בעלי גיל שונה
- ביוסטרטיגרפיה - גישה לתיארוך סלעים באמצעות שימוש במאובנים
הידרולוגיה – מדע מי התהום

[עריכה] לימודי גאולוגיה בישראל

קידוח מים למחקר גאולוגי בנחל קומראן

בישראל ניתן ללמוד גאולוגיה במסגרת אקדמאית בשלושה מוסדות להשכלה גבוהה:

אוניברסיטת בן-גוריון בנגב - לתואר בוגר (רגיל או תואר כפול עם ביולוגיה או מדעי המחשב), מוסמך ודוקטור במסגרת המחלקה לגאולוגיה ומדעי הסביבה, כן ניתנים מספר קורסי שירות ומבוא כללים למחלקות אחרות. במקביל קיימים קורסים במסלול לגיאומורפולוגיה במסגרת המחלקה לגאוגרפיה ופיתוח סביבתי.

האוניברסיטה העברית בירושלים - בוגר (חד-חוגי או דו-חוגי), מוסמך ודוקטור בהתאם למבנה המסלול במכון למדעי כדור הארץ. במסגרת זאת נלמדים גם המקצועות מדעי האטמוספירה, אוקיינוגרפיה ולימודי הסביבה. לתלמידי חוגים אחרים ניתנים מטעם המכון קורסים מיוחדים כמו: "מבוא לגאולוגיה לתלמידי גאוגרפיה".

אוניברסיטה הפתוחה - קיימים יותר מעשרה קורסים בגאולוגיה במסגרת לימודים לתואר במדעים או במדעי הטבע.

בשאר המוסדות להשכלה גבוהה משולבים לימודי הגאולוגיה על לימודי מדעים קרובים:

אוניברסיטת חיפה - קורסים במסגרת החוגים גאוגרפיה ולימודי הסביבה , ציוויליזציות ימיות ומדעים גיאו-ימיים.

אוניברסיטת תל אביב - קורסים במסגרת החוג לגאופיזיקה ולמדעים פלנטריים

אוניברסיטת בר-אילן - במסגרת הקורסים לגאוגרפיה במחלקה ללימודי ארץ ישראל

הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל - קורסים במסגרת הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית

מכון ויצמן למדע - לימודים לתואר שני ושלישי במסגרת המחלקה למדעי הסביבה וחקר האנרגיה

כמו כן מתקיים קורסים בנושאי גאולוגיה במסגרת פעולות ההדרכה של החברה להגנת הטבע ומוסדות להוראת מקצוע מורה דרך.

[עריכה] ראו גם

[עריכה] לקריאה נוספת

עמנואל מזור, מי התהום והאדם , האוניברסיטה המשודרת - גלי צה"ל, 1976
עמנואל מזור וג.ה. הרבאו, סולם הזמן הגאולוגי', האוניברסיטה הפתוחה, 1978
עמנואל מזור, גאולוגיה בפטיש ישראלי, האוניברסיטה הפתוחה, 1980
עמנואל מזור, גאולוגיה - עולם של תצפיות ומסקנות , האוניברסיטה המשודרת - גלי צה"ל, 1980
עמנואל מזור ונחמה שפרן ( עורכים), נדבכים בגאולוגיה של ישראל, האוניברסיטה הפתוחה, 1987
עקיבא פלכסר, שיחות על הגאולוגיה של ישראל, סדרת אוניברסיטה משודרת, 1989.
עקיבא פלכסר, גאולוגיה - יסודות ותהליכים, הוצאת אקדמון, מהדורה שנייה, 1992.
עקיבא פלכסר וענת ילין-דרור, כדור הארץ - חמרים, מבנה ותהליכים, הוצאת כתר, 1995.
עמנואל מזור, טבע ומורשת כבסיס לתכנון הארץ במאה ה-21,האוניברסיטה המשודרת - גלי צה"ל, 2002
שלמה שובאל, צפונות כדור הארץ, הוצאת האוניברסיטה הפתוחה, 2007.