بازیافت كاغذ

مقدار مواد آلوده جامد در رودخانه ها چقدر است ؟

در اطراف كلاس درس مدرسه خود نگاه كنید چه می بینید ؟

پوستر؟ دفتر؟ دفتر مشق؟ مجله با تعداد زیادی صفحه؟ شما تصاویر را به دست می آورید. كاغذ در هر جایی است!

كاغذ ماده ای است كه ما آن را یک بار مصرف می كنیم. 14 درصد زباله ها، زباله های و 15 تا 20 درصد ؟ آن زباله های کاغذهای متراكم شده است.

كاغذ اشكال مختلفی دارد. براق یا كدر، ضخیم یا نازک. كاغذ می تواند پر كننده روزنامه یا پر كننده پوشک بچه باشد. بیشتر كاغذ تولیدی از درختانی كه قطع شده و برش داده شده اند، تهیه می شود. البته می توان كاغذ را از پارچه های قدیمی یا علف نیز تهیه کرد.

كاغذ بازیافتی

كاغذ باز یافتی از كاغذ باطله تشكیل شده است که معمولاً با خمیر چوب تازه مخلوط شده است. توجه داشته باشید که برای بازیافت کاغذ، كاغذ بایستی بدون جوهر شود.

امروزه تقریباً هر نوع كاغذی می تواند باز یافت شود. اما بازیافت بعضی از انواع آن نسبت به دیگری سخت تر است. كاغذ هایی كه براق، خمیری یا چسبنده هستند باز یافت نمی شوند زیرا فرآیند آن خیلی پر هزینه است. هنگام بازیافت كاغذها بایستی از هم دیگر جداشود. شما نباید روزنامه و جعبه های مقوایی را با همدیگر برای باز یافت مخلوط كنید.

درجات مختلف كاغذ به انواع مختلف تولیدات جدید قابل بازیافت هستند. روزنامه های قدیمی معمولاً به كاغذ روزنامه های جدید، كارتون های تخم مرغ، كارتون های مقوایی قابل تبدیل است. كاغذ دفتر سفید درجه بالا تقریباً می تواند به هر تولید كاغذ جدیدی تبدیل شود: بلیط، كاغذ روزنامه یا كاغذ مجله و کتاب ها. گاهی اوقات بازیافت كننده ها ضمیمه های براق روزنامه ها را از شما درخواست می كنند. كاغذ روزنامه و ضمیمه های براق جزء انواع مختلف كاغذ هستند.

كاغذ بر خلاف دیگر باز یافتی ها نمی تواند بیشتر وبیشتر بازیافت شود. دلیل این است كه معمولاً وقتی كه تولیدات كاغذی جدید تشكیل می شوند، رشته های كاغذ دست نخورده، با كاغذ باز یافتی مخلوط می شوند. بیشتر جعبه های مقوایی تركیبی از 50 در صد رشته های جدید و 50 در صد رشته های باز یافتی هستند.

باز یافت كاغذ چه مقدار انرژی ذخیره می كند؟

بازیافت كاغذ انرژی ذخیره می كند اگر چه انرژی ذخیره شده آن نسبت به انرژی بازیافتی آلومینیوم و فولاد قابل مقایسه نمی باشد. با این حال یک كارخانه كاغذ كه كاغذ بازیافتی می سازد 20 درصد انرژی کمتری نسبت به كارخانه ای كه كاغذ را از الوار تازه می سازد، مصرف می كند. كارخانه های كاغذ مقدار زیادی از انرژی شان را از چوب های پس مانده و باطله تولید می كنند اما كارخانه های بازیافتی بیشتر انرژی شان را از شركت های انرژی محلی یا استفاده از وسایل تولید درب تآمین می كند.

تشكیل كاغذ باز یافتی، نسبت به کاغذی که 100 درصد از مواد اولیه ساخته می شود، ‌نیاز کمتری به سفید شدن و شیمیایی شدن دارد. هم چنین با بهبود این كاغذ های باز یافتی آلودگی کمتری خواهیم داشت. البته هر دو فرآیند محصولات فرعی مختلفی تولید می كنند.

كارخانه های كاغذ ممكن است دی اكسید سولفور بیشتری منتشر کند. اما كارخانجات باز یافتی ممكن است گل بیشتری تولید كنند.

انواع شناساگرها و کاربرد آن ها

شناساگرها مواد رنگی است که معمولا از مواد گیاهی گرفته می‌شوند و می‌توانند به شکل اسیدی یا بازی باشند. شناساگرها برای شناسایی اسیدها و بازها به ما کمک می‌کنند.

برای تعیین نقطه پایان در حین تیتر کردن از ترکیبات شیمیایی مشخص استفاده می‌شود که در نزدیکی نقطه تعادل در اثر تغییر غلظت مواد تیترشونده شروع به تغییر رنگ می‌کنند. این ترکیبات رنگی، شناساگر می‌باشند. به عبارتی دیگر، شناساگرها  مواد رنگی هستند که رنگ آن ها در محیط اسیدی و قلیایی با هم تفاوت دارد.

 کاربرد شناساگرها

یکی از ساده ترین راه تخمین کمی PH ، استفاده از یک شناساگر است. با افزودن مقدار کمی از یک شناساگر به یک محلول، تشخیص اسیدی یا بازی بودن آن ممکن می‌شود. در صورت مشخص بودن PH، تغییر شناساگر از یک شکل به شکل دیگر ، با توجه به رنگ مشاهده شده، می‌توان تعیین کرد که PH محلول کم‌تر یا بیشتر از این مقدار است. شیمیدان‌ها از این گونه مواد برای شناسایی اسیدها و بازها کمک می‌گیرند.

شناساگرهای زیادی وجود دارد که معروف ترین آن ها لیتموس (تورنسل) است که در محیط اسیدی، قرمز، در محیط بازی، آبی و در حدود خنثی بنفش رنگ است. تغییر رنگ آن در نزدیکی PH برابر 7 رخ می‌دهد. در هر حال تغییر رنگ ناگهانی نیست. فنل فتالئین، معرف دیگری است که بیشتر برای بازها قابل استفاده است. این ماده جامدی سفید رنگ است که در آزمایشگاه محلول الکلی آن را به کار می‌برند. این محلول در محیط اسیدی بی رنگ و در محیط قلیایی رقیق ارغوانی است.

می‌توان از آب کلم سرخ یا انواع گل های سرخ مثل شقایق و رز سرخ نیز به‌عنوان یک شناساگر اسید و باز استفاده کرد. از آمیختن شناساگرهای مختلف با یکدیگر نوار کاغذی به دست می‌آید که با یک مقیاس رنگ مقایسه‌ای همراه است و برای اندازه گیری‌های تقریبی PH به طور گسترده کاربرد دارد.

در اینجا به معرفی دو نوع شناساگر داخلی و خارجی می پردازیم:

1. شناساگر داخلی: اگر به محلول تیتر شونده، چند قطره از یک شناساگر افزوده شود و پس از پایان عمل تغییر رنگ در محلول ایجاد شود، چنین شناساگری را شناساگر داخلی یا درونی نامند.

2. شناساگر خارجی: در برخی حالات، قبل از آن که نقطه پایان به ظهور برسد، بین شناساگر و محلول تیتر شونده یک واکنش صورت می‌گیرد و در این حالت نقطه پایان بسیار سریع پدیدار می‌شود، مثل تیتر کردن فسفات با استات اورانیل در حضور شناساگر فروسیانور پتاسیم، فروسیانور پتاسیم با یون های اورانیل قبل از رسیدن به نقطه پایان واکنش می‌دهد.

برای به دست آوردن نتیجه صحیح و خوب باید به دفعات لازم چند قطره از محلول بالای رسوب ( یا محلولی که پس از صاف کردن رسوب به دست می‌آید ) را در فاصله زمان های مساوی، روی یک قطعه کاغذ صافی با شناساگر سیانور پتاسیم آزمایش کرد. چنین شناساگری، شناساگر خارجی نامیده می‌شود.

فاصله تغییر PH و تغییر رنگ برخی از شناساگرهای مهم اسید و باز که متداولند و جدول زیر آمده است:

بلورهای مایع و انواع آن

معمولا مواد را به سه دسته: جامد، مایع و گاز می شناسیم اما موادی مانند سس مایونز ماده ای است که حالتی بین یک مایع و یک جامد دارد.

کریستال های مایع نیز نه کاملا مایع و نه کاملا جامد هستند،‌ از لحاظ فیزیکی مانند جریان مایعات به چشم می آیند، اما آن ها برخی از خواص جامدات بلورین را نیز دارند. کریستال های مایع را می توان کریستالی در نظر گرفت که  برخی یا همه نظم موقعیتی خود را از دست داده اند، در حالی که از نظر جهت گیری نظم خود را حفظ کرده است.

بین سال های 1850 تا 1888محققان در پژوهش هایی که در زمینه فیزیک، شیمی، زیست شناسی و پزشکی انجام می دادند، متوجه شدند که بعضی مواد در دماهای نزدیک به دمای ذوب شان رفتار عجیبی از خود نشان می دهند. آن ها مشاهده کردند که خواص نوری (اپتیکی) این مواد با افزایش دما به طور ناپیوسته ای تغییر می کند.

مثلا استرین (stearin) در دمای 52 درجه سانتیگراد از جامد به مایع ابری شکل ذوب می شود و تا دمای 58 درجه سانتیگراد به صورت مایعی مات باقی می ماند و در دمای 5/62 به یک مایع شفاف تبدیل می شود. یا مثلا ترکیبات سنتز شده از کلسترول وقتی سرد می شوند، به رنگ آبی دیده می شوند. زیست شناسان در مواد بیولوژیکی مایع، رفتار ناهمسانگرد نوری که فقط در بلورها دیده می شود، مشاهده کردند.

این مواد (بلورهای مایع) شامل مولکول های آلی هستند که دارای شکل طویل با یک ناحیه مرکزی ثابت و لبه های انعطاف پذیر اند.

رفتار ناهمسانگرد بلور مایع ناشی از طویل بودن مولکول های آن است. خواص فیزیکی مولکول ها در امتداد موازی با خواص فیزیکی در امتداد عمود بر صفحه مولکول متفاوت است. این تفاوت خواص مولکول ها باعث تفاوت خواص توده ای آن ماده (حجم زیادی از ماده) نیز می شود.

بلور مایع در سه نوع دسته بندی می شوند: Nematic نماتیک، Smectic اسماتیک و Cholesteric کایرال. 

برای بلورهای مایع یک جهت n به عنوان جهت مبنا در نظر می گیرند که مولکول ها تمایل دارند که در آن جهت قرار بگیرند.

بلور مایع نماتیک

تصور کنید تعداد زیادی خلال دندان در یک جعبه مستطیل شکل به صورت نامنظم قرار داده شده است. وقتی شما جعبه خلال دندان را باز می کنید خلال دندان ها تقریبا هم جهت هستند اما در یک امتداد نیستند یعنی زاویه بین هر خلال داندان با محوری معین با هم فرق می کند. (دقیقا در امتداد یک خط نیستند فقط جهت آن ها مثلا متمایل به شمال است). آن ها آزادانه حرکت می کنند اما جهت حرکت آن ها یکسان است. این نوع کریستال مایع به نماتیک معروف اند.

بلور مایع اسماتیک

بلورهای مایع smectic نسبت به nematic این تفاوت را دارند که بعضی از آن ها دقیقا موازی با همدیگر هستند. بلورهای مایع smectic به دو نوع A و C تقسیم می شوند، نوع A همه مولکول ها در یک جهت تقریبا موازی اند اما نوع  C در هر ردیف مولکول ها موازی اند و جهت گیری ردیف ها با هم کمی متفاوت است. به شکل زیر توجه کنید.

بلور مایع Cholestric

بلور مایع Cholestric ( نوع پیچیده بلور مایع نماتیک است) کایرال است. در این نوع بلور مایع اگر مولکول های چند لایه را در نظر بگیریم. مثل این است که در هر لایه یک نمونه از نماتیک را داریم به ترتیب که در لایه ها پیش می رویم جهت مولکول ها نسبت به لایه قبلی می چرخد تا در نهایت در لایه ی آخر به جهت لایه اول می رسد، به فاصله بین این چند لایه یک گام (pitch) می گویند. (مطابق شکل) جهت مولکول در لایه اول از A به B بوده و در لایه آخر نیز همین طور است.

اثر سطح بر سرعت واکنش

در این طرح درس اثر سطح ماده بر سرعت واکنش بررسی می شود که مواد واکنش دهنده جامد، مایع یا گاز است و کاتالیزور واکنش، جامد است.

چه اتفاقی می افتد؟

در حالتی که ماده خیلی ریز باشد، واکنش سریع تر اتفاق می افتد، به طور معمول واکنش یک پودر جامد نسبت به واکنش همان مقدار ماده اما به صورت توده (ماده متخلخل) سریع تر است. چون پودر دارای سطح بیشتری نسبت به توده ماده است.

اگر واکنش یک نمونه جامد با نمونه گازی شکل را در نظر بگیرید واکنش گاز با نمونه توده ای جامد به خوبی وقتی نمونه به صورت پودر است پیش نمی رود چون گاز به خوبی نمی تواند در نمونه توده ای نفوذ کند. مثلا نمونه توده ای (کپه ای) منیزیم نسبت به نمونه نواری آن تمایل کمتری برای سوختن دارد.

در زیر مثال هایی بیان می کنیم تا مطلب فوق را بهتر درک کنید.

کربنات کلسیم و اسید هیدروکلریک

در آزمایشگاه پودر کربنات کلسیم با اسید هیدروکلریک رقیق شده سریع تر واکنش می دهد تا وقتی که همان مقدار از کربنات کلیسم به صورت سنگ مرمر یا سنگ آهک باشد.

تجزیه کاتالیزوری از پراکسید هیدروژن

تجزیه کاتالیزوری از پراکسید هیدروژن یکی دیگر از واکنش های آشنای آزمایشگاه است. اکسید منگنز (IV) اغلب به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. در واکنش تجزیه زیر اگر کاتالیزور به صورت پودر باشد اکسیژن سریع تر آزاد می شود در مقایسه با وقتی که کاتالیزور به صورت توده باشد.

مبدل های کاتالیزوری

مبدل های کاتالیزوری از قلزاتی مثل پلاتین، پلادیوم و رادیوم برای تبدیل ترکیبات سمی در اگزوز وسایل نقلیه استفاده می کنند تا مواد سمی را به مواد با ضرر کمتر تبدیل کنند مثلا در واکنش زیر هم مونوکسیدکربن و هم اکسید نیتروزن هر دو حذف می شوند.

از آن جا که گازهای خروجی از اگزوز مدت زمان بسیا رکوتاهی با کاتالیزور در تماس اند، واکنش باید بسیار سریع اتفاق بیافتد. فلزات بسیار گران قیمتی به عنوان کاتالیزور استفاده می شوند، این فلزات به صورت یک لایه نازک روی ساختار لانه زنبوری سرامیکی به منظور به داکثر رساندن سطح تماس موثر قرار داده می شوند.

فقط زمانی یک واکنش اتفاق می افتد که ذرات گاز یا مایع با ذرات جامد برخورد کنند با افزایش سطح جامد احتمال این که برخورد رخ دهد، بیشتر می شود. واکنش بین فلز منیزیم و یک اسید رقیق مانند اسید هیدروکلریک را در نظر بگیرید، واکنش شامل برخورد بین اتم های منیزیم و یون های هیدروژن است:

توضیح عکس

هیدروژن می تواند به لایه خارجی از اتم ها اصابت کند نه به مرکز توده ماده

با همان تعداد اتم ها به تکه های کوچکتر تقسیم می شود، احتمال این که یون های هیدروژن به اتم منیزیمی برخورد نکند بسیار کم است (برای همه اتم های منیزیم برخورد رخ می دهد)

افزایش تعداد برخورد در هر ثانیه سرعت واکنش را افزایش می دهد

اثر غلظت بر سرعت واکنش

برای بسیاری از واکنش های مربوط به مایعات یا گازها، افزایش غلظت واکنش دهنده ها، سرعت واکنش را افزایش می دهد. در چند مورد استثناء افزایش غلظت واکنش دهنده ها تاثیر کمی بر روی سرعت واکنش می گذارد.

در زیر چند مثال می بینید که افزایش فشار در گاز غلظت آن را افزایش داده است.

روی و اسید هیدروکلریک

دانه های روی با اسید هیدروکلریک رقیق به آرامی واکنش می دهد اما وقتی غلظت اسید را زیاد کنیم، سرعت واکنش افزایش می یابد.

تجزیه کاتالیزوری پراکسید هیدروژن

جامد منگنز معمولا به صورت اکسیدی است و در واکنش ها به عنوان کاتالیزور استفاده می شود، جدا شدن اکسیژن (تجزیه آن) وقتی که غلظت آن زیاد باشد نسبت به وقتی که رقیق باشد بسیار سریع تر اتفاق می افتد.

واکنش بین محلول سدیم سولفات و اسید هیدروکلریک

واکنش بین محلول سدیم سولفات و اسید هیدروکلریک، واکنشی است که اغلب برای بررسی رابطه بین غلظت و سرعت واکنش استفاده می شود. وقتی یک اسید رقیق به محلول تیوسولفات سدیم اضافه می شود، رسوب زرد کم رنگ گوگرد تشکیل می شود.

هر چقدر که محلول تیوسولفات سدیم رقیق تر شود، زمان بیشتری طول می کشد تا رسوب شکل بگیرد.

مواردی که تغییر غلظت بر سرعت واکنش تاثیر می گذارد

این موارد بسیار پر استفاده و رایج است و در ک آن بسیار آسان است.

برخورد دو ذره: برای این که بین دو ذره واکنشی رخ دهد، باید دو ذره با هم برخورد کنند، یا هر دو محلولند یا یکی محلول و دیگری جامد است. هر چه غلظت آن ها بیشتر باشد، احتمال برخورد آن ها با هم بیشتر است.

واکنشی که برخورد یک ذره صورت می گیرد:

اگر در واکنشی یک ذره برخوردکننده باشد، تعداد برخوردهای موثر محدود و کم می شود یعنی بعضی از برخوردها مفید نیستند؛ آن چه که مهم است این است که کدام ذره انرژی کافی برای واکنش را دارد.

فرض کنید که در یک زمان از یک میلیون ذره یک ذره انرژی کافی برابر یا بیشتر از انرزی فعال سازی را دارد. اگر شما 10 میلیون ذره داشته باشید، 100 تا از آن ها واکنش می دهند، اگر 200 میلیون ذره در همان حجم داشته باشید، 200 تا از آن ها واکنش می دهد. بنابراین سرعت واکنش با دو برابر کردن غلظت دو برابر شده است.

مواردی که تغییر غلظت بر سرعت واکنش تاثیری ندارد

در نگاه اول به نظر می سد که این گفته بسیار عجیب و غیر ممکن است.

اما این مورد زمانی اتفاق می افتد که کاتالیزور تا حد ممکن واکنشی را تسریع بخشیده است.

فرض کنید مقدار کمی از کانالیزور جامد را در واکنشی استفاده می کنید و غلظت آن به اندازه کافی بالاست، طوری که سطح کاتالیزور کاملا با ذرات واکنش دهنده اشغال شده است، افزایش غلظت محلول تاثیری روی آن ندارد چون کاتالیزور حداکثر ظرفیت خود را تا قبل از افزایش غلظت به کار گرفته است و دیگر سطحی از کاتالیزور برای ذرات واکنش دهنده بیشتر نیست.

گیاه شناسی چیست؟

انسان از دیر باز به گیاهان  علاقه و وابستگی داشته است. از گیاهان به عنوان غذا، سرپناه، پوشش و مصالح برای ساختن ابزار بهره می گرفته. هم چنین توانسته است خواص شفا بخش بعضی گیاهان را تشخیص داده و لذا به پرورش گیاهان  برای کاربرد های دارویی مبادرت ورزد.

هم چنین مردم در عهد باستان زیبایی حیات گیاهی را درک مر کردند. مثلا آشوری ها حدود 4000 سال پیش باغ های زینتی در آسیای غربی داشتند.

اما ظاهرا یونانیان باستان نخستین کسانی بودند که مطالعه ی گیاهان را به شکل یک علم در پیش گرفتند.

گیاه شناسی به بیان ساده، مطالعه ی گیاهان است.  علم شناخت و مطالعه ی شکل هایی از حیات، که ریشه دارند و حرکت نمی کنند. البته چنان چه به مطالعه ی دقیق تر بپردازیم مشخص می گردد که چنین تعریفی تا حد بسیار زیادی ساده نگری است.

مثلا خزه ها جزو گیاهان به شمار می روند. اما این گیاهان در مراحل اولیه زندگی به صورت رشته هایی نخ مانند هستند که به برخی از آبزیان، یعنی جلبک ها شبیهند.

گیاه شناسی با حقایقی سرو کار دارد که برای ما اهمیت زیادی دارند. زیرا گیاهان برای حیات روی کره ی زمین ضروری اند. همه ی آن چه می خوریم، سبزی ها، گوشت یا حتی بستنی، مستقیم یا غیر مستقیم به گیاهان مربوطند. گذشته از این، گیاهان سبز، تنها منبع اکسیژن جو زمین هستند.

موضوعاتی که گیاه شناسان مطالعه می کنند گستره از کوچک ترین باکتری ها تا بزرگ ترین موجود زنده ی روی کره زمین یعنی درخت عظیم سکویا sequoia یا درخت غول را در بر می گیرد.

به طور کلی گیاه شناسی نیز مانند اکثر علوم رشد یافته است و چندین زمینه ی مجزا را در بر می گیرد من جمله رده بندی

در رده بندی گیاهان را طوری مرتب می کنند که بازتاب روابط تکاملی شبیه شجره ی خانوادگی باشد.

ریخت شناسی

به ساختار و شکل گیاهان می پردازد.

فیزیولوژی

فیزیولوژی گیاهی به کارکرد ها و فعالیت های درونی گیاهان می پردازد. یعنی این که گیاهان چگونه جوانه می زنند، رشد می کنند، تولید مثل می کنند و می میرند.

آسیب شناسی

بیماری گیاهی در کانون توجه گیاه شناسان است که در گیاه پزشکی تخصص دارند.

بوم شناسی

بوم شناسی گیاهی، زیر رشته ای در گیاه شناسی است که کنش های بین گیاهان و محیط پیرامونشان را بررسی می کند.

باکتری شناسی

ارگانیسم های تک یاخته که باکتری نام دارند، موضوع تحقیق در این رشته هستند. بعضی باکتری شناسان فرآیند های حیات باکتری ها و بعضی بیماری های باکتریایی مانند سل و کزاز و .... و دانشمندان دیگر نیز کاربردهای مفید باکتری ها، مانند نقش باکتری ها در تجزیه ی ماده ی آلی یا کاربرد باکتری ها در صنایع غذایی، انرژی و دارو سازی را مطالعه می کنند.

در سال های اخیر، باکتری شناسان توانسته اند باکتری ها را برای پاک سازی بی خطر و سریع پسماند های خطرناک به کارگیرند. با مهندسی ژنتیک، باکتری ها نقش بی شمار دیگری در پژشکی و صنعت پیدا کرده اند.

دیرین گیاه شناسی

دیرینه شناسان گیاهی با استفاده از بقایای سنگواره شده ی برگ ها، دانه ها، هاگ ها و مواد گیاهی دیگر، گیاهان کامل را چنان که در گذشته ی دور می روییدند بازسازی می کنند.

سپس با این سوابق سنگواره ای جزییات توالی تاریخی و تکاملی گیاهان روی کره ی زمین را مشخص می کنند.

گیاه شناسی اقتصادی

گیاهانی که ارزش اقتصادی مفید دارند یا گیاهانی که برای جامعه خطرناکند، در کانون توجه گیاه شناسی اقتصادی قرار دارند. گیاه شناسان اقتصادی به طور کلی گیاهانی را مطالعه می کنند که منابع مهم غذا، دارو، چوب و الیافند. بسیاری از کوشش هایی که برای افزایش محصول یا محدود کردن آفات انجام می شود، مستلزم داده های گیاه شناسان اقتصادی است.

قوم گیاه شناسی

قوم گیاه شناسان استفاده ی جوامع بدوی از گیاهان را هم در حال و هم در گذشته ی دور مطالعه می کنند. چنین پژوهش هایی، از تاریخ نحوه ی استفاده ی نیاکان ما از گیاهان، بینشی ارزشمند به ما می دهد. بسیاری از این دانشمندان می کوشند گیاهانی را که خواص دارویی نیرومند یا سایر خواص آن ها در طول قرن ها فراموش شده است را کشف یا دوباره کشف کنند.

سلول گیاهی

پیکر گیاهان از  تعدادی اجزای میکروسکوپی کوچک به نام سلول ساخته شده است. به بیان دیگر سلول ها واحد های عملکردی و ساختاری پیکر گیاان و دیگر موجودات زنده هستند. اندازه  و شکل سلول ها بر اساس عملکردشان، شرایط محیطی و نیازهای موجودات زنده بسیار متنوع است. برخی از موجودات زنده تک سلولی هستند، در حالی که بقیه چند سلولی بوده و اشکال پرسلولی را تولید می کنند.

ساختار سلول

پروتوپلاست هر سلول دارای احزای پروتوپلاسمی و غیر پروتوپلاسمی می باشد. اجزای پروتوپلاسمی بیا زنده شامل هسته، میتوکندری، پلاستید ها، شبکه آندوپلاسمی، لیزوزوم ها، اسفروزوم ها، میکروتوبول ها و دستگاه گلژی هستند. در حالی که واکوئل ها، محصولات غذایی، محصولات ترشحی و محصولات زاید اجزای غیر پروتوپلاسمی را تشکیل می دهند.

به طور کلی هر سلول گیاهی دارای سه ناحیه ی مشخص دیواره، سیتوپلاسم و هسته است.  مجموع هسته و سیتوپلاسم را پروتوپلاسم می گویند که توسط غشاء ظریفی به نام غشاء سیتوپلاسمی احاطه شده است.

یک سلول گیاهی با داشتن دیواره سلولی، پلاست ها و واکوئل حجیم در زمان بلوغ، از یک سلول جانوری قابل تشخیص است.

دیواره سلول

دیواره ی سلولی در اطراف سلول های گیاهی موجب استحکام و پایداری این سلول ها می شود. این دیواره از سه بخش متفاوت ساخته شده است. تیغه میانی،دیواره ی اولیه و دیواره ی ثانویه (پسین).

این لایه با رسوب مواد پکتیکی در زمان تقسیم سلول، تشکیل می شود. تیغه ی میانی از پکتات های کلسیم و منیزیم ساخته شده است. باحل شدن این لایه به کمک آنزیم های پکتولیتیک دو سلول از هم جدا می شوند. این فرایند طی رسیدن و نرم شدن میوه دیده می شود.

نخستین لایه سلول، دیواره اولیه است که به وسیله پروتوپلاسم ساخته می شود.

 دیواره ی اولیه در اطراف سلول های جوانی که در حال رشد طولی هستند، نازک و قابل کشش می باشد. این دیواره از همی سلولز، سلولز و ترکیبات پکتیکی ساخته شده است. همی سلولز و ترکیبات پکتیکی نسبت به سلولز درصد بیشتری ازترکیبات دیواره ی اولیه وجود دارد.

دردیواره ی اولیه، میکروفیبریل های سلولزی، در ابتدا بر محور رشد طولی سلولی عمود هستند و به تدریح با فشار تورژسانس ناشی از گسترش دستگاه واکوئلی به حالت مورب و در نهایت موازی با محور رشد سلول، قرار می گیرند.

دیواره اولیه، دیواره اصلی در اطراف سلول های مریستمی، سلول های پارانشیمی و ... می باشد.

این دیواره بعد از دیواره ی اولیه به طرف پروتوپلاسم تشکیل شده و موجب سختی دیواره می شود. این دیواره اساسا سلولزی است. میزان همی سلولز در این دیواره کمتر از دیواره اولیه است. در یک دیواره پسین متداول، سه لایه مشخص با آرایش متفاوتی از میکروفیبریل ها و ماکروفیبریل های سلولزی وجود دارد.

تبادل مواد بین دو سلول مجاور به هم در مکان هایی به نام پلاسمودسماتا صورت می گیرد. در محل پلاسمودسماتا محتویات سلول های مجاورد در ارتباط با یکدیگر قرار می گیرند.

عملکرد دیواره، دیواره سلول در شکل دهی به سلول و حفظ محتویات سلولی دخالت دارد. دیواره با داشتن همی سلولز ها و در نتیجه تشکیل اولیگوساکارین دارای نقش ایمنی در برابر عوامل بیماری زا می باشد. دیواره همچنین در حفظ آب سلول نقش دارد.

گیاه چیست؟

حیات، به گونه ای که ما  آن را می شناسیم، بدون گیاهان امکان پذیر نخواهد بود. تمام غذای ما، مستقیم و غیر مستقیم از گیاهان به دست می آید، همان طور که اکسیژنی که تنفس می کنیم و چوبی که با آن سر پناه می سازیم از گیاهان است.

گیاه واقعاً چیست؟

بنابر تفکر علمی کنونی،

شماری از گیاهان طی مسیر تکامل، این رنگدانه ها را از دست داده اند و انگل ارگانیسم های دیگر شده اند.

اما تعریف امروزی «گیاه» فقط این نیست؛ یاخته های یک گیاه باید بتوانند خود را به شکل ساختار های متفاوتی چون ریشه برای لنگر شدن در زمین، و ساقه برای استوار ماندن سامان دهند.

گیاهان حقیقی شیوه ی منحصر به فردی برای تولید مثل دارند:

آن ها دو مرحله ی متمایز زیستی، یا نسل های متناوب، را می گذرانند. در طی یکی از این نسل ها، گیاه یاخته های جنسی، یعنی تخمک و اسپرم، تولید می کند. در نسل دیگر، گیاه تولید هاگ می کند.

بسیاری از گیاهان تولید مثل رویشی نیز دارند؛ یعنی از یک قطعه ی ساقه یا ریشه ی گیاه مادر، گیاهان جدید به وجود می آورند.

بسیاری از گیاهان به هر شکل که حیات را آغاز کنند، تا زمان نامحدودی به رشد ادامه می دهند. این رشد نامحدود عمدتاً از طریق گسترش گیاه از نواحی رشدی خاصی به نام مریستم انجام می شود که در نوک ریشه ها، جوانه ها، و بعضی بخش های ساقه قرار دارد.

یک گیاه عادی در تمام دوره ی زندگی اش در یک محل ثابت می ماند. اما حرکت نکردن گیاهان افسانه ای بیش نیست. گل های بسیاری از گونه های گیاهی هر صبح باز می شوند و هر عصر بسته می شوند.

بعضی گیاهان در طول روز برگ هایشان را به دنبال حرکت خورشید در آسمان، می چرخانند. چنین حرکت هایی معمولاً آهسته تر از آن است که ما ببینیم، مگر با عکس برداری آهسته.

اما چند گیاه غیر عادی، مثل علف مگس گیر و گل ناز قادرند به سرعت حرکت کنند. علف مگس گیر برای به دام انداختن حشره در نوعی زندان گیاهی، برگ های دندانه دارش را به سرعت می ببندد. گل ناز در واکنش به تماس، ناگهان برگ هایش را جمع می کند و آویزان می شود.

ویژگی های اشعه کاتدی

در این مطلب می خواهیم به آزمایش هایی که بعد از کشف اشعه کاتدی روی آن انجام گرفت، بپردازیم و در نهایت ویژگی هایی اشعه کاتدی را که طبق همین آزمایش ها نتیجه گیری شد، بیان کنیم.

 آزمایش ها

1- جنس كاتد را تغییر دادند ولی در اشعه هیچ تغییری  مشاهده نمی شود. بنابراین ماهیت اشعه به جنس كاتد بستگی ندارد و تمام فلزات قابلیت تولید این اشعه را دارند.

2- جنس گاز داخل لوله را تغییر دادند ولی باز در ماهیت اشعه تغییری مشاهده نمی شود. بنابراین ماهیت اشعه به جنس گاز داخل لوله بستگی ندارد.

3- برای این كه ماهیت این اشعه هرچه بیشتر برای ما روشن گردد یک مانع بین دو الكترود در لوله قرار دادند و همان طور كه مشاهده می شود، در سمت آند سایه ای تشكیل می شود و این بدان معناست كه اشعه از كاتد خارج شده و به سمت آند حركت می كند. همچنین می توان نتیجه گرفت كه این اشعه به خط مستقیم سیر می كند.

4- یك فرفره پره دار را در مسیر اشعه قرار می دهیم.

مشاهده می شود كه مدتی پس از شروع به كار دستگاه فرفره شروع به حركت می نماید. این مطلب نشان دهنده آن است كه اشعه كاتدی حامل ذراتی است كه دارای انرژی هستند. این ذرات پس از برخورد با پره های فرفره انرژی خود را به پره ها می دهند به همین دلیل پره ها گرم شده و باعث گرم شدن گاز اطراف خود می شوند. گاز گرم شده درون لوله توسط جریان همرفتی به حركت درآمده و باعث چرخش فرفره می گردد.

5- جابه جایی کاتد در لوله تأثیری در جهت اشعه نداشته و اشعه به خط مستقیم سیر می نماید.

به محل قرار گرفتن آند توجه کنید

6- یک میدان الكتریكی قوی را از خارج لوله بر اشعه اثر می دهیم.

همان طور كه مشاهده می شود، اشعه در میدان الكتریكی به سمت قطب مثبت منحرف می شود. یعنی این كه دارای بار منفی است.

7- از خارج از لوله یک میدان مغناطیسی را بر اشعه اثر می دهیم.

اشعه در راستای عمود بر میدان در جهتی منحرف می شود كه از بار ذرات دارای بار منفی انتظار می رود. بنابراین اشعه از جنس ذرات باردار می باشد.

بنابراین با توجه به آزمایشات فوق نتیجه می گیریم:

1- اشعه کاتدی از ذراتی که دارای بار منفی هستند، تشکیل شده است. این ذرات را در سال 1874 الکترین نامیدند که در سال 1891 بعد از آزمایشات فوق این نام بهالکترون تغییریافت.

2- این اشعه به نوع فلز کاتد یا گاز داخل لوله بشتگی ندارد، بنابراین تمام مواد دارای الکترون هستند.

 بعدها از اشعه کاتدی در ساخت تلویزیون ها و مانیتورها استفاده شد، ساخت این تجهیزات شاید بدون اشعه كاتدی میسر نمی شد. به صفحه نمایش مانیتورها و  تلویزیون هایی که با استفاده از اشعه كاتدی تصویر را ایجاد می نمایند به طور اختصاری CRT گفته می شود كه مخفف  Cathode Ray Tube می باشد. در شكل نحوه عملكرد این نمایشگرها را می بینید.

با توجه به این که آزمایشات فوق نشان دهنده وجود ذره ای کوچکتر از اتم با بار منفی هستند، بنابراین نظریه اتمی دالتون به چالش بزرگی كشانده شده است، اما در علم برای اثبات وجود یک ذره  باید مختصات آن ذره یعنی جرم و مقدار بار آن تعیین گردد.

گردش خون و انتقال مواد در بدن

خون یک ناقل مایع می باشد که برای حفظ یک محیط مطلوب جهت رشد سلول های بدن، اکسیژن، آنزیم ها (پروتئین هایی که باعث تسریع و پیشبرد واکنش های شیمیایی در بدن می شوند) و سایر مواد غذایی حیاتی را به سلول می رساند. خون از یک سری سلول‌های تخصصی (گلبول‌های قرمز، گلبول‌های سفید و پلاکت‌ها) و پلاسما (مایعی که سلول‌های خون در آن معلق هستند) تشکیل شده است.

انتقال مواد

در دستگاه گردش خون سه نوع رگ وجود دارد.

1. سرخرگ: رگ هایی که خون را از قلب خارج می کنند، این رگ ها دیواره ای ضخیم و کلفت ماهیچه ای دارند.

2. سیاهرگ: رگ هایی که خون را به قلب باز می گردانند، این رگ ها دیوراه ای نازک دارند.

3. مویرگ: این رگ ها خون را بین اندام بدن پخش می کنند و موجب تبادل مواد بین خون در سلول ها می شوند.

دیواره ی سرخرگ دارای بافت پیوندی ارتجاعی ویژه ای است كه در مقابل فشار زیاد خون، باز شده و موجب گشاد شدن موقتی و موضعی سرخرگ می شود. این عمل ھنگام ورود خون از بطن چپ به سرخرگ آئورت اھمیت دارد.

ھنگامی كه این دیواره بر اثر خاصیت ارتجاعی خود به حالت اولیه برمی گردد، فشاری پدید می آورد كه موجب حركت خون در طول رگ می شود عمل تنگ و گشاد شدن جداره سرخرگ مانند موجی در طول سرخرگ حركت می كند كه نبض را به وجود می آورد.

نبض را می توان در محلی كه سرخرگ از روی استخوان عبور می كند لمس كرد.

حدود90 درصد مایعی كه از مویرگ خارج می شود دوباره باز می گردد اما 10 درصد باقی مانده. از طریق لنف به سیاھرگ باز می گردد.

لنف

ھمه ی موادی كه از خون وارد آب میان بافتی می شود به خون باز نمی گردد بنابراین خون سیاھرگ ھا غلیظ تر از سرخرگ ھاست. مایع باقی مانده در بین بافت ھا به وسیله ی رگ ھای لنفی دوباره به جریان خون باز می گردد كه لنف نام دارد.

وظایف لنف

- جمع آوری مایع بین سلول

- جذب مولکول های چربی از دیوراره روده

- تولید، ذخیره و جابه جایی گروهی از گلبول های سفید که به آن ها سنقولیت می گویند

گردش خون

ھمه مھره داران به جز ماھی ھا گردش خون مضاعف دارند.

بنابراین انسان دو نوع گردش خون دارد.

1- گردش خون عمومی : در گردش خون عمومی یا بزرگ، خون از بطن چپ خارج شده و پس از تبادل مواد با بافت ھا به دھلیز راست می ریزد.

2-گردش خون ششی: در این گردش خون از بطن راست خارج و به شش ھا وارد می شود و پس از تبادل گازھای تنفسی به دھلیز چپ می ریزد.

فشار خون

جریان خون در اندام ھا و قسمت ھای مختلف بدن به صورت پیوسته وجود دارد و مداوم است. كنترل مقدار جریان و فشار خون تحت كنترل اعصابی است كه از مغز با دیواره رگ ھا ارتباط دارد. تنظیم فشار خون از یک سو تحت كنترل اعصاب و مراكز عصبی و از سوی دیگر تحت تأثیر كلیه ھا و ھورمون ھا قرار دارد.

گیرنده ھای تنظیم فشار خون در قوس آئورت و سینوس ھای سرخرگ و با مركز تنظیم فشار خون كه در بصل النخاع قرار دارد در ارتباطند. مقدار فشار خون در افراد مختلف متفاوت است و در سنین بالا به علت رسوب بعضی از مواد در دیواره ی سرخرگ ھا افزایش می یابد.

امواج رادیویی

امواج رادیویی بسته به طول موج خود توسط انواع مختلفی از فرستنده ها  تولید می شوند. این امواج می توانند توسط ستاره ها، جرقه ها و رعد و برق ها نیز ایجاد شوند و به همین دلیل است که تداخل امواج رادیویی را در هنگام طوفان و رعد و برق احساس می کنید.

در بین طیف الکترومغناطیسی، امواج رادیویی کم ترین فرکانس (بزرگ ترین طول موج) را دارند و بیش ترین استفاده از این امواج در ارتباطات و مخابرات است.

امواج رادیویی به انواع زیر تقسیم می شوند:

امواج بلند: حدود 1 تا 2 کیلومتر طول موج

امواج متوسط: حدود 100 متر طول موج که امواج AM را در برمی گیرد.

امواج وی اچ اف VHF: کلمه VHF از "Very High Frequency" که به معنای فرکانس خیلی بالا است، گرفته شده است. این امواج دارای طول موج حدود 2 متر هستند. در این امواج می توانید ایستگاه های رادیویی FM استریو را پیدا کنید.

امواج یو اچ اف UHF: این امواج از عبارت "Ultra High Frequency" که به معنای فرکانس بسیار بسیار بالاست، گرفته شده اند و طول موج آن ها کم تر از 1 متر است. این امواج برای ارتباطات رادیویی پلیس، ارتباطات تلویزیونی و رادیوهای صنایع هوایی ارتش مورد استفاده قرار می گیرند؛ البته امروزه ارتباطات ارتش به صورت دیجیتال و مخفی هستند.

خطرات امواج رادیویی:

اگر انسان بیش از اندازه در معرض امواج رادیویی و یا پارازیت های ماهواره ای قرار گیرد، امکان ابتلای او به انواع سرطان به ویژه سرطان خون، سقط جنین و اختلال های دیگر بدنی وجود خواهد داشت.

برخی از مردم از این که حتی دکل های با فرکانس بسیار پایین در بالای سر آن ها و یا محدوده منازل آن ها قرار دارد، نگران بوده و ادعا دارند که این موضوع، سلامتی آن ها را تحت تأثیر قرار می دهد.

 

 

کاربردهای دیگر امواج رادیویی:

انرژی فرکانس رادیویی (RF)، بیش از 75 سال است که برای درمان‌های پزشکی بکار می‌رود.این موج‌ها بیشتر در جراحی‌های کوچک و انعقاد خون بکار می‌روند.

اشعه گاما

در طیف امواج الکترومغناطیس، اشعه گاما دارای بیش ترین فرکانس و بیش ترین مقدار انرژی حمل شده است. این اشعه توسط داغ ترین و پر انرژی ترین ستارگان مانند ستارگان نوترونی و پالسارها (تپ اختر)، انفجار ابر نو اخترها، نواحی اطراف حفره سیاه موجود در کهکشان ساتع می شود. در روی کره زمین می توان این اشعه را در انفجارهای هسته ای، رعد و برق و واپاشی رادیواکتیو برخی مواد یافت. این امواج از درون بسیاری مواد عبور می کنند و برای این که جلوی آن ها را بگیرید، بایستی از موادی مانند سرب یا بتون استفاده کنید.

نقاط نورانی، اشعه های گامای ساتع شده از انفجار را نشان می دهد.

موارد استفاده:

به دلیل این که اشعه گاما می تواند سلول های رنده را از بین ببرد، از این اشعه برای نابود کردن سلول های سرطانی استفاده می شود تا بدون نیاز به جراحی های سخت و خطرناک به این هدف دست پیدا کنند. این عمل، رادیو درمانی نام دارد و به دلیل این که سلول های سرطانی نمی توانند مانند سلول های سالم که حتی در معرض اشعه گاما می توانند خود را درمان کنند، زنده بماند. البته در این درمان، مقدار مناسب اشعه حتما باید در نظر گرفته شود.

 

 

هم چنین اشعه گاما میکروب ها را نابود کرده و غذا را استریل کرده و می تواند باعث تازه ماندن آن به مدت طولانی شود. از این اشعه برای استریل کردن لوازم پزشکی نیز استفاده می شود.

خطرات:

این اشعه در صورت کنترل نشدن می تواند باعث تخریب سلول ها شده و انواع مختلفی از سرطان را به وجود آورد. بنابراین چنین اشعه ای برای جنین بسیار مضر بود و ممکن است باعث جهش های ژنتیکی شود.

شناسایی اشعه گاما:

برخلاف نور معمولی و اشعه ایکس، اشعه گاما را نمی توان توسط آینه، به دام انداخت و یا منعکس کرد. طول موج این اشعه آن قدر کوتاه است که می توانند از میان فضای بین اتم های یک آشکارساز عبور کنند. معمولا آشکارسازهای اشعه گاما شامل توده های بلوری بسیار متراکمی هستند.

هنگامی که اشعه گاما از این مسیر عبور می کند، با الکترون های موجود در بلور برخورد می کنند. این پدیده که پراکندگی کامپتون نام دارد، در جایی که یک اشعه گاما به الکترون برخورد کرده و انرژی خود را از دست می دهد، به وجود می آید. در این برخورد، ذراتی به وجود می آیند که می توان با سنسورهای خاصی آن ها را کشف کرد.

از زمان بیگ بنگ (انفجار بزرگ)، انجارهای اشعه گاما، پرانرژی ترین و نورانی ترین حوادث الکترومغناطیسی بوده اند و در 10 ثانیه می توانند انرژی ای آزاد کنند که خورشید در منظومه شمسی در طول عمر 10 بیلیون ساله خود می تواند آزاد کند.

اگر ما بتوانیم اشعه های گاما را ببینیم، آسمان شب را عجیب و نا آشنا خواهیم یافت!

در شکل های زیر تصاویری از انفجار اشعه گاما ایجاد شده توسط یک حفره سیاه که در 12.8 بیلیون سال نوری از ما متولد شده است، می بینیم.

سلسله گیاهان

نخستین گیاهان حقیقی «دوزیستان» بودند. این گیاهان اولیه، مانند دوزیستان جهان جانوری، می توانستند روی خشکی ادامه ی حیات دهند، اما برای باروری یا تولید مثل جنسی به رطوبت خارجی نیاز داشتند. آن ها به وسیله ی هاگ ها تکثیر غیر جنسی نیز داشتند.

امروز نمایندگان باقی مانده ی این گروه باستانی، گروهی کثیر از گیاهان ریز به نام خزه ها هستند. این گروه شامل خزه های آشنا و علف جگری ها و علف شاخی هاست که کمتر شناخته شده اند.

این گیاهان فاقد ریشه، ساقه، و برگ حقیقی هستند و پوشش مومی (کوتیکول) برای جلوگیری از خشک شدن بافت هایشان ندارند. فقط تعداد انگشت شماری از خزه ای ها هستند که ارتفاعشان از چند سانتی متر بیشتر می شود، و اکثر آن ها در مکان های مرطوب یا خیس روی زمین می خزند.

نخستین گیاهان آوندی در سنگواره هایی به قدمت حدود 405 میلیون تا 410 میلیون سال پیش، دیده شده اند. بافت آوندی آن ها شامل یک ستون محکم مرکزی است که آب و عناصر غذایی ضروری را درون گیاه هدایت می کند و در ضمن گیاه را استوار نگه می دارد. به بیان دقیق تر، آب از میان یک شبکه ی سخت پشتیبان، متشکل از یاخته های مرده به نام آوند چوبی عبور می کند، در حالی که غذا از میان آبکشی از یاخته های زنده به نام آوند آبکش می گذرد.

گیاهان آوندی برای لنگر کردن خودشان به خاک و گرفتن رطوبت و عناصر غذایی غیر آلی از آن، ریشه های حقیقی دارند. یک یا چند ساقه، اندام های فتوسنتزی اصلی، یعنی برگ ها، را حمایت می کنند. یک کوتیکول مومی اندام های بالای سطح زمین را می پوشاند تا به محافظت گیاه از خشک شدن کمک کند.

این گیاهان آوندی اولیه مانند خزه ای های بی دانه بوده و برای باروری متکی به آب بودند. از جمله نمایندگان امروزی این گروه «سنگواره های زنده ای» چون دم اسبیان، پنجه گرگیان و سرخس ها هستند.

دم اسبیان	پنجه گرگیان	سرخس ها

خزه ها، دم اسبیان، و سرخس های عظیم  حدود 350 میلیون سال پیش ظهور نخسیتن جانوران مهره دار خشکی خوشامد گفتند. حدود 100 میلیون سال بعد، دایناسورها در جنگل های سرخس های نخلی و مخروطیان ابتدایی ( نخستین گیاهان دانه دار جهان) جولان می دادند.

دانشمندان معتقدند نخستین گیاهان گلدار یا نهاندانگان تا زمانی در دوره ی کرتاسه، یعنی حدود 127 میلیون سال پیش، پدیدار نشدند.

 نهاندانگان اولیه شامل درختان راش، انجیر، و ماگنولیا و نیز بسیاری گونه های دیگر بودند که طی زمان ناپدید شده اند. شکوفایی بزرگ تر نهاندگان حدود 100 میلیون سال پیش رخ داد. و تعجبی ندارند که گونه های متعدد جدیدی از حشرات نیز در همان زمان به وجود آمدند. در آن هنگام نیز مثل حالا، اکثر گیاهان گلدار برای گرده افشانی یا باروری گل هایشان به حشرات وابسته بودند. نهاندانگان نیز با گل هایی به رنگ های خیره کننده و عطرها و شهدهایشان این حشرات «دلداده» را به سوی خود جذب می کردند.

فرایندهای حیات

گیاهان نیز مانند تمام موجودات زنده باید برای ادامه ی حیات، رشد، و تولید مثل غذا بگیرند و تنفس کنند. گیاهان، برخلاف جانوران، قادرند از طریق فرایند فتوسنتز غذای خود را بسازند. غذایی که طی فتوسنتز درست می شود، بعد در تنفس مصرف می شود. تنفس فرایندی است که طی آن اکسیژن و قند واکنش می کنند تا انرژی شیمیایی و کربن دی اکسید تولید شود.

بنابراین گیاهان، مانند جانوران، باید اکسیژن داشته باشند تا ادامه ی حیات دهند. یاخته های گیاهی، بیشتر اکسیژن خود را به شکل یک فراورده ی فرعی فتوسنتز تولید می کنند. در واقع، یاخته های گیاهی در مدت دوره های فتوسنتز فعال، مقدار زیادی اکسیژن اضافی بیرون می دهند. اما این تولید اکسیژن با توقف فتوسنتز متوقف می شود، مثلاً در شب هنگام. آن گاه، یاخته های گیاهی برای ادامه ی تنفس باید اکسیژن را از جوّ بگیرند.

گیاهان از راه روزنه ها، یعنی منفذهای ریزی که در پوشش های کوتیکول مومی برگ ها و ساقه ها قرار دارند، «نفس می کشند». گیاهان علاوه بر «دَم» با اکسیژن، باید کربن دی اکسید «بازدم» کنند، درست مثل جانوران. وقتی در زمان های خشکی گیاهان ناچار می شوند روزنه هایشان را ببندند، تنفس آن ها بسیار کند می شود و ممکن است سرانجام متوقف شود.

گیاهان به انواع عناصر غذایی غیر  آلی یا کانی ها نیز نیاز دارند و این ها را معمولاً از طریق ریشه ها از محیط پیرامون خود جذب می کنند. این عناصر غذایی شامل مقادیر نسبتاً زیادی نیتروژن، گوگرد، فسفر، پتاسیم، کلسیم، و منیزیم و نیز مقادیر اندکی  آهن، مس، منگنز، روی، مولیبدن، بور، کبالت، و کلر است. این چهارده عنصر غذایی خاک، هماره با کربن، هیدروژن، و اکسیژنِ جوّ، عناصر اصلی تغذیه ی گیاه را تشکیل می دهند. فقدان هر یک از این عناصر می تواند رشد گیاه را متوقف کند.

رشد

بیشتر انرژی تولید شده در تنفس به مصرف نگهداری بافت های کنونی گیاه می رسد. وقتی شرایط خوب باشد، انرژی اضافی به مصرف رشد می رسد. گیاه شناسان معمولاً دو نوع رشد گیاهی را تشخیص می دهند: اولیه و ثانویه.

رشد اولیه

فرایندی است که در آن ساقه ها و ریشه های گیاه طویل می شوند و بافت های خاصی مثل برگ ها به وجود می آیند. این کار با افزوده شدن یاخته های جدید در نواحی خاصی به نام مریستم های انتهایی انجام می شود که در نوک ریشه ها، شاخه ها، و جوانه ها قرار دارند (جانوارن، برعکس، یاخته های جدید ضمن رشد به تمام بدن افزوده می شوند).

رشد اولیه در گیاهان در واقع برابر تحرک در جانوران است. گیاهان به جای بلند شدن و راه رفتن، طول بدنشان را دراز می کنند تا به نواحی جدید منابع آب، نور خورشید، و عناصر غذایی دسترسی پیدا کنند.

رشد ثانویه

فرایندی است که طی آن گیاهان چوبی ضخامت ریشه ها، شاخه ها، و ساقه ها یا تنه هایشان را افزایش می دهند. رشد ثانویه از تولید یاخته های جدید در استوانه ای از بافت به وجود می آید که مریستم جانبی یا لایه ی زاینده نام دارد. لایه ی زاینده در فصل رشد هر سال، یاخته های جدید تولید می کند. این چرخه ی سالانه ی رشد را به شکل حلقه ی مشخصی در برش عرضی ساقه ی چوبی بعضی گیاهان یا در تنه ی درخت می توان دید. هر حلقه مربوط به یک سال رشد است.

ساختمان دستگاه دفع ادرار

دستگاه دفع ادرار شامل كلیه، میزنای، مثانه و مجرای دفع ادرار است.

كلیه ھا اعضای اصلی دستگاه دفع ادرار ھستند كلیه ھا در پشت معده و روده ھا به دیواره ی پشتی شكم چسبیده اند. به ھر كدام یک سرخرگ وارد و از آن یک سیاھرگ خارج می شود. خون وارد شده به كلیه تصفیه شده و مواد غیر لازم و سمی آن گرفته می شود و خون تصفیه شده از طریق سیاھرگ خارج شده به قلب باز می گردد.

 

ھر كلیه انسان حدود 11 سانتی متر طول و 6 سانتی متر ضخامت دارد. و وزن تقریبی آن حدود 150 گرم است. بافت كلیه شامل دو بخش مركزی و محیطی است.

بخش مركزی ھرمی شكل است. قاعده ھر ھرم به طرف قشر كلیه و رأس آن به طرف مركز كلیه(لگنچه) است.

بخش قشری كلیه، بخش مركزی را در برگرفته است و در آن انشعابات سرخرگ ھا، سیاھرگ ھا و قسمت اصلی نفرون ھا دیده می شود.

 

تشکیل ادرار

تشکیل ادرار نتیجه سه پدیده تراوش، بازجذب و ترشح مواد در نفرون هاست. حجم زیادی از مواد موجود در پلاسمای خون، با عبور از گلومرول به درون کپسول بومن تراوش می کند. در دنباله لوله اداری بسیاری از این مواد بازجذب می شوند. بازجذب به صورت فعال و غیرفعال صورت می گیرد. بازجذب از هدر رفتن مواد مفید مانند گلوکز و سدیم جلوگیری می کند. در طول لوله ادراری بعضی مواد مانند یون های هیدروژن و پتاسیم و بعضی داروها مانند پنی سیلین از خون گرفته و به داخل لوله وارد می شوند( ترشح) به این شکل ترکیب نهایی ادرار مشخص می شود.

کلیه ها از عوامل مهم تنظیم تعادل اسید – باز در بدن هستند. به این ترتیب که با کم و زیاد کردن دفع هیدروژن و دی کربنات، از اسیدی یا قلیایی شدن خون جلوگیری می کنند.

پس از تشکیل، ادرار توسط  نای به مثانه می ریزد و دیواره مثانه کشیده می شود. اگر کشش دیواره مثانه به حد خاصی برسد گیرنده های آن تحریک می شوند و با ارسال پیام های عصبی به نخاع انعکاس تخلیه مثانه را فعال می کنند.

نفرون

واحد عمل یا تصفیه كلیه نفرون نام دارد. تمام اعمال كلیه توسط نفرون صورت می گیرد. ھر نفرون در واقع یک لوله سر بسته و ته باز طویلی است كه جدار آن از یک لایه سلول درست شده است. سر نفرون شكل قیف و جسمک كلیوی نام دارد كه از یک پرده ی دو لایه خارجی به نام كپسول بومن و كلافه ی مویرگی به نام گلومرول ساخته شده است.

بسیاری از مواد مانند آب، گلوكز، اسیدھای آمینه وارد نفرون می شود اما جداره ی نفرون مواد لازم را دوباره باز جذب می كند این عمل از طریق انتشار و انتقال فعال صورت می گیرد اما مواد زاید و اضافی درون نفرون باقی می ماند كه به صورت ادرار وارد لگنچه كلیه می شود. از ھر 100 سی سی پلاسمایی كه وارد نفرون می شود 99 سی سی آن دوباره بازجذب می شود و فقط 1 سی سی آن به ادرار تبدیل می شود.

تعادل آب در بدن

• تركیب خون دائما با خوردن مواد غذایی و دفع مواد تغییر می كند اما این تركیب نباید از حد معینی خارج شود. اگر تغییر زیاد باشد موجب مرگ سلول ھا می گردد.

• كلیه ھا تنظیم محیط داخلی را بر عھده دارند. آب اضافی از طریق ادرار دفع می شود و مواد سمی خون مانند اسید اوریک، آمونیاک از طریق ادرار دفع می شوند.

• بنابراین كلیه ھا تنظیم كننده ی محیط داخلی بدن ھستند.

قارچ ها

قارچ ها وجوه مشترک فراوانی با گیاهان و آغازیان دارند. در واقع قارچ ها را گاهی جزء این جانداران طبقه بندی می‌کنند، اما قارچ ها از بسیاری جهات چنان با سایر جانداران متفاوت هستند که بیشتر زیست شناسان آن ها را در سلسله مجزا قرار می‌دهند. قارچ ها زندگی بسیار موفقیت آمیزی دارند. تقریبا در همه زیستگاه های در دسترس که روی زمین وجود دارد، یافت می‌شوند و بسیاری از آن ها از لحاظ اقتصادی و پزشکی حایز اهمیت هستند.

قارچ ها عامل اصلی فساد مواد غذایی و به خصوص میوه ها و محصولات كشاورزی هستند گروهی از قارچ ها بیماری زا هستند و مبارزه با آن ها به دشواری صورت می گیرد.

اما بعضی از قارچ ها در تولید مواد غذایی (شیمیایی) داروها و حتی طعم مواد غذایی واقع آفات گیاهی نقش دارند. مثلاً برای تهیه نان از گرد مخمر در نانوایی استفاده می شود كه نوعی قارچ تك سلولی است و یا برای تهیه ماست و یا پنیر از انواع قارچ های تك سلولی استفاده می شود.

جنبه‌های مفید قارچ ها

قارچ ها، همراه با باکتری ها، قندها، آمینو اسیدها و پروتئین‌ها را تجزیه می‌کنند. قارچ ها مخصوصا در تجزیه لیگنین چوب نقش دارند.

از قارچ ها در ساختن آنتی بیوتیک ها استفاده می‌شود. پنی سیلین و کریزوفولوین از آنتی بیوتیک های مستخرجه از قارچ ها هستند. از قارچ پنی سیلیوم کریزوژنوم آنتی بیوتیکی به نام پنی سیلین استخراج می‌کنند که از رشد استافیلوکوک ها جلوگیری می‌کند. کشف خاصیت آنتی بیوتیکی پنی سیلین اولین بار در سال 1925 توسط الکساندر فلیمینگ که در بیمارستان سنت ماری در لندن روی قارچ پنی سیلیوم نوتاتوم تحقیق می‌کرد، صورت گرفت.

قارچ ها در فرایندهای صنعتی و غذایی نظیر تهیه نان و تهیه پنیر نقش دارند. قارچ هایی که مواد قندی را تخمیر کنند، قارچ قندی یا ساکارومیست هستند.

از قدرت تخمیری قارچ های قندی در ایجاد الکل، گاز کربنیک و تخمیر مواد در صنایع متعدد استفاده می‌کنند. در سال های اخیر با روش های اصلاح نژاد و انتخاب نژاد بهتر توانسته‌اند انواعی از مخمرها را که امتیازات بیولوژیکی زیادی نسبت به نژادهای وحشی داشته، طعم و مزه فراورده‌ها را مطبوع‌تر می‌سازند، به دست آورند.

ارزش غذایی مخمرها به علت داشتن مقدار قابل توجهی اسیدهای آمینه، ازت، فسفر، ویتامین های C و D است. در کشور چین به عنوان جبران مواد پروتئینی، به جیره غذایی افراد از این قارچ ها اضافه می‌کنند. امروزه از قارچ های جنس آسپرژیلوس در تخمیر مواد غذایی زیاد استفاده می‌شود.

فرآورده‌های مختلفی از قارچ ها به دست می‌آید که از این فرآورده‌ها به اسیدهای آلی نظیر اسید سیتریک، اسید گلوکونیک و اسید ایتاکونیک، می‌توان اشاره کرد. هم چنین از قارچ ها در تهیه هورمون ها و ویتامین هایی از قبیل ریبوفلاوین، بتاکاروتن و در تهیه آنزیم هایی نظیر پروتئازها، آمیلازها و پکتینازها استفاده می‌شود. ماده دارویی افدرین نیز از قارچ ها تهیه می‌شود.

بعضی از قارچ ها با انجام فعالیت های شیمیایی و تجزیه مواد در خاک اقدام به سم‌زدایی (detoxification) می‌کنند.

قارچ ها در تشکیل گلسنگ ها به حالت سمبیوز یا همزیستی شرکت داشته و به صورت مایکوریز در ریشه برخی از گیاهان دیده می‌شوند.

مصرف خوراکی قارچ، قارچ هایی هستند که برای تغذیه جمع‌آوری می‌شوند، شامل ماش روم ها، تروفول ها، مورل ها و پاف بول ها. دنبلان ها که به گروه تروف بول ها تعلق دارند، مهم ترین گروه از قارچ های خوراکی بوده و به دلیل بوی تند آن ها از خوک یا سگ تربیت شده برای جمع‌آوری آن ها استفاده می‌شود. از قارچ های گروه ماش روم ها می‌توان به جنس های قارچ آگاریکوس اشاره کرد. لیکوپرودون نیز دارای مصرف غذایی هستند، اوری کولاریا هم خوراکی هستند. قارچ ها مورل ها به نظر برخی بسیار لذیذ است، ولی در برخی افراد ایجاد الرژی می‌کند.

استفاده از قارچ ها در کارهای تحقیقاتی:

از قارچ ها به طور گسترده‌ای در این موارد استفاده می‌شود. قارچ ها را تحت عنوان کارخانه مهندسی ژنتیک هم می‌گویند. از قارچ هایی که روی آن ها تحقیقات وسیع در ژنتیک صورت گرفته، می‌توان به قارچ نوروسپورا اشاره کرد.

مضرات قارچ ها

• عده‌ای از قارچ ها نظیر ارگوت غلات به شدت سمی هستند و مسمومیت‌هایی به نام ارگوتیسم ایجاد می‌کنند، علت مسمومیت قارچ ارگوت وجود آلکالوئیدهایی مانند ارگوتوکسین در آن است.

• قارچ ها در انسان، دام، طیور و گیاهان ایجاد بیماری می‌کنند.

• رشد قارچ ها بر روی مواد مختلف نظیر ساختمان های چوبی یا الوار، باعث پوسیدگی این ساختمان ها می‌شود.

• عده‌ای از قارچ های کلاهک‌دار خوراکی و عده‌ای نیز مانند برخی از آمانیت‌ها نظیر آمانیتا فالوئیدیس به علت داشتن مواد آمانیتاتوکسین) و آمانیتاهمولیزین، بسیار سمی و مهلک هستند.

• قارچ آمانیتا موسکاریا در ردیف قارچ های مخدر، جای دارد. ماده‌ای به نام موسکارین تولید می‌کند. در صورتی که به مقدار کم مصرف شود، دارای اثری جنون آمیز است و در صورتی که مقدار مصرف زیاد باشد، کشنده و مهلک خواهد بود.

مفهوم دانه در بلورها

دیدیم که با توجه به پیوند بین اتم های مواد مختلف خواص آن ها مانند استحکام، رسانندگی و ...  آن ها متفاوت است. هم چنین فهمیدیم که چینش اتم ها در کنار همدیگر در مواد با هم فرق دارد. مواد در یک شبکه به شکل مکعب، شش گوشی و ... قرار دارند و نیروی بین اتم ها، آن ها را در آن ساختار در کنار هم نگه می دارد.

بنابراین خواص مواد به نوع ساختار بستگی خواهد داشت. یعنی همه موادی که ساختار مکعبی دارند یکسری خواص مشترک دارند که این خواص را موادی با ساختار شش گوشی ندارند.

یکی دیگر از نکاتی که باید یادآوری شود این است که خواص مواد مثل رسانندگی الکتریکی، رسانندگی گرمایی و ... در جهات مختلف ساختار یک ماده با هم متفاوت است. مثلا گرافین فقط در جهت زیکزاکی رساناست و در عمود بر آن رسانا نیست. برای درک بهتر این مسئله مثالی می زنیم:

در ساختار گرافیت ما انتظار داریم که استحکام در راستاهای مختلف متفاوت باشد؛ زیرا ساختار اولیه در جهت صفحات لانه زنبوری دارای استحکام بالا و در جهت عمود بر صفحات دارای استحکام کمی است. بنابراین گرافیت فقط در برخی جهات خاص می‌بایست "قابلیت حرکت لایه‌ها بر روی یکدیگر" را داشته باشد.

پس دلیل این تناقض چیست؟

برای رسیدن به جواب سوال فوق باید با مفهوم «دانه» آشنا شوید.

برای درک بهتر شکل زیر را با دقت ببینید.

روده باریک، کبد و رود بزرگ در دستگاه گوارش

روده باریک از معده شروع می شود و به روده بزرگ ختم می شود، قطر آن تقریبا 5/3 سانتی متر و طول آن 6 متر است. روده باریک از سه قسمت دوازدهه (اثنی عشر)، تهی‌روده ( ژژنوم) و درازروده (ایلئوم) تشکیل شده است، دوازدهه حدود 25 سانتی متر اولیه روده ی باریک است كه بلافاصله از معده قرار دارد.

جداره ی روده كوچک چین خوردگی های فراوانی دارد و هر یک از این چین خوردگی ها خود دارای برجستگی های متعددی هستند كه پرز نام دارند.

غشای پوششی نازک پرزها و سطح زیاد آن ها موجب افزایش جذب مواد غذایی می شود. به طوری كه سطح جذب آن ها به 600 برابر افزایش می یابد و مساحت آن ها به حدود 200 متر مربع می رسد.

1. تکمیل عمل گوارشی

2. جذب و فرآورده گوارشی روده و ورود آن به خون و لنف

3. تنظیم هورمونی (ترشحات لوزالمعده، صفرا و معدف)

4. کنترل مایعات و الکترولیت های بدن (مواد معدنی)

5. تولید شیره های گوارشی لازم برای هضم کامل غذا

6. توقف طولانی غذا و فرصت جذب

كبد و كنترل مواد غذایی

كبد در سمت راست بدن، زیر دنده و بالای معده قرار دارد، سطح بالایی آن محدب و سطح زیرین آن مقعر است كبد، بزرگترین غده ی بدن،  وزنی حدود 1/1 تا 1/6  كیلوگرم دارد و دارای چهار قسمت یا لوب (Lobe) راست و چپ، عقب و جلو است. در زیر لوب بزرگ طرف راست آن كیسه صفرا قرار دارد كه گلابی شكل است.

مهم ترین رگی که وارد کبدمی شود سیاهرگ باب است. موادی كه از روده باریک جذب خون می شوند از طریق سیاهرگ باب به كبد می روند. کبد مواد زاید و سمی خون آورده شده را می گیرد و خونی طبیعی و سالمی را به جریان می اندازد. در واقع هرآنچه از روده باریک وارد خون می شود به وسیله كبد كنترل می شود.

مثلاً اگر مقدار قند ورودی به خون زیاد باشد كبد آن را به گلیكوژن تبدیل و ذخیره می كند و در موقع گرسنگی دوباره آن را به قند تبدیل می كند و به خون باز می گرداند.

اگر مقدار قند خون باز هم زیادتر باشد كبد آن را به لیپید تبدیل می كند و لیپید حاصل را در نقاط مختلف بدن مثل اطراف كلیه ها و  پهلوها ذخیره می كند.

روده بزرگ از انتهای روده کوچک شروع و به مخرج ختم می شود. قطر این روده  8 سانتی متر و طولش 5/1 متر است. روده بزرگ دارای 3 قسمت سکوم، کولون و رکتوم است هم چنین دیواره روده بزرگ شامل 3 لایه مخاطی، عضلانی و لایه خارجی است.

توجه داشته باشید که مخاط روده بزرگ پرز ندارد. بعد از این که جذب مواد غذایی در روده كوچک انجام گرفت، باقیمانده آن وارد روده بزرگ می شود که البته بیشتر آب موجود در این مواد به داخل بدن باز جذب می شود و ماده دفعی نیمه جامد باقی مانده (مدفوع) در قسمت راست روده باقی می ماند تا زمانی كه با یک حركت روده ای خارج شود. خوب است بدانید که آپاندیس در انتهای سکوم قرار دارد.

کیسه صفرا بعد از دوازدهه قرار می‌گیرد. هنگام ورود مواد غذایی به معده، کبد مایع زرد رنگی ترشح می کند که از طریق مجرایی به کیسه صفرا انتقال می‌یابد. وظیفه کیسه صفرا نگهداری این مایع زرد رنگ است. کار این مایع کمک به هضم چربی‌های غذایی است که می خوریم.

لوزالمعده Pancreas‏

لوزالمعده یا پانکراس غده‌ای پهن و دراز است که در قسمت فوقانی شکم و پشت معده قرار گرفته ‌است. لوزالمعده متشکل از سه قسمت سر، تنه و دم است. قسمت سر آن در قوسی از دوازدهه قرار گرفته ‌است. تنه لوزالمعده در پشت معده قرار دارد و دم آن تا نزدیک طحال امتداد دارد.

پانکراس هم یک غده درون ریز (غده‌ای که ترشحات آن با نام هورمون وارد جریان خون می‌شوند) و هم یک غده برون ریز (غده‌ای که ترشحات آن به خارج از بدن هدایت می‌شود) است که آنزیم ها و مواد دیگری ترشح می‌کند که مستقیماً وارد روده شده و به هضم پروتئین، چربی و کربوهیدرات کمک می‌کنند.

زنبور عسل Bee

در مقاله ی گذشته در رابطه با زنبور ها مطالبی آموختیم. در این مطلب به بررسی زنبور های عسل خواهیم پرداخت.

زنبورهای عسل مانند مورچگان جزو جانوران اجتماعی به حساب می آیند و مانند آن ها در ساختمان لانه و جمع آوری غذا و نگه داری لاروها با یکدیگر همکاری می کنند.

اگر چه زنبورهای عسل با زنبورهای زرد خویشاوندی دارند ولی تفاوت آن ها در این است که زنبورهای زرد لارو خود را با گوشت تغذیه می کنند در حالی که زنبورهای عسل از شهد و گرده گیاهان به نوزادان خود غذا می دهند.

در کلنی زنبورهای عسل، ملکه کندو را سرپرستی می کند.

ملکه پس از طی دوران دگردیسی از زنبورهای کارگر معمولی بزرگ تر است .

بقیه رقبای خود را نیش زده و می کشد و بعد از جفت گیری به کندو باز می گردد. با ورود ملکه جدید ملکه قبلی برای تشکیل کلنی جدید کند و به همراه تعدادی از زنبورهای کارگر را ترک می کند.

لانه حجره حجره بوده زنبورهای عسل از موم ساخته می شود حجره ها به صورت شش ضلعی است و روی ورقه ی از موم که با افق زاویه ی 90 درجه می سازد ساخته می شود.

فرآورده های زنبور عسل

عسل

عسل از قدیمی ترین شیرین کننده هایی است که مورد استفاده انسان بوده است و حاوی قندهای گلوکز، فروکتوز، مواد معدنی مثل  منیزیم، پتاسیم، کلسیم، کلریدسدیم، گوگرد، آهن و فسفات است. در ضمن این که ویتامین هایی متفاوتی در آن دیده می شود.

عسل حاوی آنتی بیوتیک های متفاوتی است و علاوه بر املاح فوق، مواد معدنی دیگری نیز داراست.

عسلک (عسل برگ)

موم

موم از غدد مخصوصی که در زیر شکم زنبورها قرار دارد ساخته می شوند. زنبورها موم را به هم پیوسته و شانه های معروفشان را می سازند.  زنبور عسل شهد و دانه های گرده گل ها را جمع آوری کرده و از آن ها عسل می سازند.

زهر

زهر زنبور ترکیب بسیار پیچیده ای دارد و دست کم هشت نوع پروتئین در آن شناسایی شده است 

مشخص شده است ترکیبات زهر رنبور عسل در مناطق مختلف و نسبت به فصل های مختلف با هم فرق می کند.

زهر از کیسه ای که در انتهای بدن زنبور قرار دارد ترشح می شود.

وقتی زنبور عسل فردی را نیش می زند زهر از کیسه زهر خالی شده وارد بدنش می گردد و باعث درد و سوزن فراوان می شود. چون نیش زنبور عسل خاردار است. این خارها در بدن فرد گیر کرده و  بعد از گزش از بدنش جدا می گردد و روده اش که چسبیده به نیش است بیرون آمده و این زنبور می میرد.

بره موم (صمغ)

از فرآورده های مفید زنبور عسل است که مخلوطی از مقادیر مختلف موم زنبور وصمغ ( رزین ) گیاهانی است که با نشستن و برخاستن زنبور عسل روی آن ها، به ویژه از جوانه گل ها و برگ ها جمع آوری می شود. زنبورها، رزین های محافظ گل و برگ را با آرواره های خود می تراشند و همانند دانه گرده آن را روی ساق پاهای عقب خود در سبد گرده حمل می کنند. در حین جمع آوری بره موم، رزین ها، مقداری بزاق، سایر ترشحات زنبور عسل و هم چنین موم با آن مخلوط می گردند.

گفته می شود بره موم فواید متخلفی دارد از جمله ترمیم و نوسازی بافت ها،فعالیت های ضد باکتری و ...

ژله رویال

یا ژله شاهانه که غذای مخصوص ملکه تلقی می شود. و از غددی که در سر زنبور هستند ترشح می گردد. ژله رویال ارزش غذایی بسیار بالایی دارد.

شهد

شهد توسط خرطوم و دانه های گرده توسط مژه های ریز بدن زنبور جمع آوری می شوند .

در فواصل استراحت زنبورهای عسل دانه های گرده روی مژه های بدنشان را به داخل کیسه های گرده روی پاهای عقبی شان جمع می کنند. و بعد آن ها را به لانه برده با گرداندن در داخل دهانشان با بزاق آغشته و به عسل تبدیل می کنند.

بعد از ساخته شدن عسل آن را داخل حجره ها قرار داده و روی آن را به وسیله یک لایه موم می پوشانند.

عنکبوت ها

بیش تر ما کما بیش عنکبوت ها را می شناسیم آن ها در جاهای مختلفی یافت می شوند. خانه ها، خرابه های متروکه و جنگل ها، باغ ها و ... و تقریباً در تمام نقاط کره زمین یافت می شوند. بنابراین در هر وضعیت آب و هوایی قادر به سکونت هستند.

بیش از هزاران نوع عنکبوت در نقاط مختلف جهان شناخته شده است که اندازه های بسیار گوناگونی دارند. کوچک ترین آن ها از یک دانه ی برنج ریزتر و بزرگ ترین آن ها از کف دست ما بزرگ تر است.

       

  آن ها بیش تر از حشرات تغذیه می کنند. اما بعضی از آن ها از عنکبوت های کوچک تر قورباغه ها و حتی ماهی ها به عنوان غذایی لذیذ استفاده می کنند.

بدن عنکبوت از دو قسمت اصلی تشکیل شده است.

سر و قفسه سینه

شکم

در جلوی سر سینه یک جفت اندام استوانه ای وجود دارد که یک نیش در انتها و دندانه هایی کوچک در اطراف نیش وجود دارد.

این اندام جنگالی شکل را چنگال یا کلیسه می گویند.

عنکبوت برای شکار، سم خود را از نوک کلیسه وارد بدن طعمه می کند. و بعدش از مرگ از همین چنگال ها مایعی را وارد بدنش می کند این مایع سبب می شود که محتویات داخل بدن موجود شکار شده به یک سوپ رقیق تبدیل شود.

آن وقت عنکبوت این سوپ رقیق را با کمک دهان و معده قوی خود می مکد بنابراین این چنگال ها برای عنکبوت ها نقش حیاتی دارند.

قسمت کناری بیرونی به وسیله ی دو اندام باریک و کشیده به نام پالپ محافظت می شوند.

پالپ ها هاعضو اصلی حس چشایی هستند و نقش زبان را ایفا می کنند. عنکبوت ها دو چشم دارند که در قسمت جلو سر قرار دارند. چشم ها در بعضی عنکبوت ها از جمله عنکبوت گرگی یا جهنده بسیار قوی است.

گروهی دیگر  مانند عنکبوت های توربان حس بینایی ضعیف تری دارند. در بخش کناری سر سینه هشت پا قرار دارد.

پاها در حرکت شکار و دیگر فعالیت ها نقش دارند.

بدن

قسمت دوم شکم است شامل قلب معده اعضای تنفسی و غده های تولید تار

تارهای عنکبوت

تارهای عنکبوت در متال باغ ها و حتی روی گل ها دیده ایم عنکبوت ها به وسیله ی غده های موجود در انتهای شکم آن را تولید می کنند.

عنکبوت ها با این رشته ها تورهایی پر از پیچ و خم می سازند سپس روی تور با قطره های ریز و چسبنده ای که ترشح می کنند می پوشانند وقتی حشره ای به طور تصادفی روی تور بیفتد قطره های چسبناک مانع فرارش می شوند.

عنکبوت نیز لرزش های تور که ناشی از به دام افتادن حشره است حس کرده به طرف او می رود و ابتدا با سم او را از بین می برد و بعد از جسدش تغذیه می کند.

باید دانست البته همه ی عنکبوت تار نمی بافند عنکبوت ها تخم های خود را در کیسه هایی که از رشته های تاری ساخته اند قرار می دهند و آن را در شکافی در تنه درختان و یا دیوارها پنهان می کنند.

برخی نیز کیسه ی تخم را در حالی که هنوز به انتهای شکم وصل است به خود حمل می کنند. وقتی نوزاد ها از تخم خارج می شوند کیسه را پاره کرده از بیرون می آیند.

کرم ابریشم

اهمیت کرم ابریشم به جهت تولید ابریشم است که مایع ترشح شده از غده های دهان کرم است. این مایع به محض خروج از دهان منجمد می شود و چون به صورت پیوسته از منفذ خیلی باریکی خارج می شود، پس از انجماد به صورت الیاف باریک و ظریف ابریشم ظاهر می گردد.

در واقع ابریشم پیله ای است که کرم ابریشم جهت طی مراحل دگر دیسی دور خود تنیده است.

پروانه ها که تغییر یافته ی کرم های داخل پیله هستند قبل از خروج از آن به وسیله گرما یا بخار آب خفه می شوند تا نتوانند پیله را سوراخ کنند.

چون این کار باعث آسیب رسیدن به الیاف ابریشم می شوند. بعد از قرار دادن پیله ها در آب گرم به وسیله ی ماشین ریسندگی الیاف را ریسیده و باز می کنند. نخ ابریشمی به صورت کلاف به دست می آید. هر پیله در حدود 1000 متر نخ ابریشم می دهد.

غذای اصلی کرم های ابریشم برگ درخت توت سفید است. بنابراین شروع مرحله ی پرورش کرم و یا زندگی آن به طور طبیعی با وضعیت آب و هوایی و زمان جوانه زدن درخت توت تناسب  دارد.

کرم های ابریشم به شدت گرسنه هستند و در مدت کوتاهی مقدار زیادی برگ توت تغذیه می کنند.

در پرورش کرم ابریشم برگ های درخت توت را خرد می کنند و به صورت یک نواخت در اختیار لاروهای بیرون آمده از تخم قرار می دهند.

اتاق پرورش کرم های جوان می بایست از نظر حرارت رطوبت و تهویه قابل کنترل می باشد.

به دلیل حساسیت کرم های جوان به عوامل بیمای زا و به منظور پیگیری از شیوع بیماری در مراحل پرورش آن ها می بایست بدنشان را هر روز یا یک روز در میان به خصوص پس از زمان پوست اندازی آن ها ضدعفونی کنند.

به تدریج که جثه و اندازه کرم ها بزرگ شد، آماده ی تنیدن پیله می شوند، و نشانه های آن با کم اشتهایی، تغییر رنگ لارو (شفاف شدن) کوتاه شدن قد، کندی حرکت ترشح تارهای ابریشمی بالا گرفتن سر و تکان دادن آن، ترشح زیاد ادرار و تغییر بافت مدفوع بروز می کند.

کرم های ابریشم قبل ا آن که برای تنیدن تار آماده شوند، 4 بار پوست اندازی کرده اند، بار اول در 6 روزگی، بار دوم در 12 روزگی، بار سوم در 18 روزگی و بار چهارم در بیس و شش روزگی.

دوره ی تنیدن پیله در شرایط محیطی مناسب 3 تا 4 روز به طول می انجامد. و در صورت وجود این شرایط حدود 8 روز پس از آغاز تنیدن پیله شفیره کامل شده و می تواند پیله را به منظور ابریشم کشی برداشت نمود، زیرا در غیر این صورت به زودی پروانه ی بالغ پیله را سوراخ کرده و از آن خارج می شود، و با این اتفاق تارها قطعه قطعه شده، و دیگر قابل استفاده نخواهد بود.

یکی از حشرات بسیار سودمند برای بشر، کرم ابریشم و صنعت نوغانداری است.

این صنعت در کشورمان به مرور جایگاه ویژه ای پیدا کرده است و استان های گلستان، گیلان، مازندران، خراسان، آذربایجان شرقی، اصفهان و فارس، کشاورزان در کنار زراعت به پرورش کرم ابریشم اشتغال یافته اند.

ستاره دریایی Astercidea

ساختمان بدن ستاره سانان آن ها از یک صفحه ی مرکزی با تعدادی بازو است که از آن سرچشمه می گیرد.

بیش از 1500 گونه ستاره دریایی شناسایی شده اند.

 

آن ها یا روی کف ماسه ای و گل و لای ته اقیانوس می خزند و یا روی صخره های دریایی زندگی می کنند و معمولاً به رنگ زرد مایل به خرمایی دیده می شوند. اما بعضی از آن ها را در رنگ هایی مثل قرمز، نارنجی، آبی، صورتی، سبز و ... وجود دارند و می توان دید! در عین حال در رنگ های ترکیبی نیز مشاهده شده اند.

این جانوران تقریباً در تمام نقاط کره زمین وجود دارند. اما بیش از همه در آب های ساحلی دریاها دیده می شوند.

بیش ترین حضور را در سواحل شمال شرقی اقیانوس آرام دارند. در اطراف جزیره ی ونکوور vancover در کانادا هفتاد گونه ستاره ی دریایی می توان یافت.

ستاره های دریایی دارای ساختمان بدن 5 ضلعی هستند و اکثر گونه های آن ها 5 بازو دارند اما گاهی دارای تعداد زیادتری بازو می باشند. مثلاً در ستاره های دریایی خورشیدی اروپایی در حدود 7 تا 14 بازو وجود دارد.

هم چنین در ستاره های دریایی که در سواحل غربی امریکا دیده می شود heliaster در حدود 40 بازو وجود دارد.

قطر بدن در ستاره های دریایی بین 12 تا 24 سانتی متر است اما هستند ستاره های دریایی که قطر بدنشان تنها 2 سانتی متر باشد.

فرق در ستاره های دریایی که در سواحل شمال غربی ایالات متحده دیده می شوند فاصله ی بین بازوها تا یک متر نیز می رسد.

تمام سطح زیرین صفحه ی مرکزی به همراه بازوها به نام سطح دهانی نامیده می شود و دهان ستاره در مرکز آن قرار گرفته است. از دهان یک شیار به داخل هر بازو امتداد پیدا می کند.

هر شیار حاوی دو یا چهار ردیف پاهای لوله ای است که جزو اندام حرکتی محسوب می شود.

حاشیه شیارها یا خارهای متحرکی محافظت می شود این خارها قادرند روی اشیاء را بپوشانند. سطح کلی بدن ستاره ی دریایی زبر است و بر آن خارها، برجستگی و ... قرار دارد.

نوعی ستاره دریایی به نام آکاناستر acanthuster وجود دارد که دارای خارهایی با طول 3 سانتی متر است. این جانور روی صخره ها زندگی می کند.

در بعضی از ستاره های دریایی نیز که خارها پهن و مسطح شده اند. بدن نسبتاً صاف است.

اسکلت بدن ستاره سانان از استخوان چه های ossicle مجزا از هم تشکیل شده است. این استخوان چه ها به شکل های صلیبی، میله ای یا صخره ای و از جنس آهک هستند.

استخوان چه ها شبکه ی مشبکی را به وجود می آورند که به وسیله ی بافت پیوندی به یکدیگر متصل است. و فضای بین آن ها بر حسب شکل استخوان چه متفاوت است. مثلاً در شکل صفحه ای استخوان چه طبیعتاً این فضا کم تر است.

مشبک بودن استخوان چه ها در ستاره های دریایی احتمالاً به دلیل کاهش در وزن بدن و افزایش توان جانور است. هر خار در ستاره ی دریایی امتداد استخوان چه های جانور است که به سطح خارج بر جستگی پیدا کرده است.

زمان تولید مثل ستاره های دریایی که در دریاهای با درجه حرارت معتدل زندگی می کنند فصل ها راست در طی تخم ریزی ستاره های دریایی ماده گاهی تا دو و نیم میلیون تخم می گذارد.

تعدادی ستاره ی دریایی که در دریاهای قطب شمال و جنوب وجود دارند که تخم های خود را پرورش می دهند. تخم های این جانوران معمولاً بسیار بزرگ بوده حاوی مقدار زیادی زرده است و طبیعتاً تعداد کم تری دارد.

تعدادی از ستاره سانان به طور طبیعی با تولید مثل غیر جنسی تکثیر پیدا می کنند.

سپس هر یک از دو قسمت صفحه ی مرکزی و بازوها را ترمیم می کند گاهی ممکن است علاوه بر بازوهای از دست رفته بازوهای اضافی نیز به وجود آید.

حتی یک نوع ستاره ی دریایی وجود دارد که قادر است بازوهای خویش را از محل چسبیدن به صفحه ی مرکزی قطع کند.

سپس این بازوی قطع شده از خود یک صفحه ی مرکزی و بازوهای جدید به وجود می آورد. این ستاره ها را در زیان محاوره ای ستاره ی دنباله دار می گویند .

ستاره های دریایی توانایی ترمیم بسیار زیاد است در بعضی گونه ها حتی اگر یک پنجم صفحه ی مرکزی به صورت چسبیده به یک بازو باقی بماند مجدداً یک ستاره ی دریایی کامل به وجود خواهد آمد.

اسفنج ها

اسفنج از جانوران پریاخته پست هستند که در اغلب مواقع شبیه گیاهانند و قادر به حرکت نیستند.

اسفنج ها در گونه های مختلف با شکل های گوناگون یافت می شوند. مسطح، گرد، کوزه ای، منشعب و یا حتی غیر منظم دیده می شوند.

       

      

بسیاری از اسفنح ها خاکستری یا خرمایی رنگ می باشند. در حالی که اسفنج هایی نیز به رنگ های قرمز شفاف، زرد، آبی یا سیاه نیز دیده می شوند.

تمامی اسفنج ها آبزی هستند و اکثر گونه ها دریایی اند و تا عمق بیش از 7 کیلومتری اقیانوس دیده می شوند و به تخته سنگ ها صدف ها و یا سایر اشیای سخت می چسبند.

یک نوع اسفنج وجود دارد که در آب شیرین زندگی می کند.

اسفنج تجارتی حمام در واقع اسکلت قابل ارتجاع یک گونه اسفنج دریایی است. که تمام پروتوپلاسم آن که قبلا زنده بوده از بین رفته است.

اسفنج ها به طور کلی

اسفنج ها را اصطلاحا به نام پارازوآ  Prazoa می نامند. که به زبان یونانی پارا به معنی در کناره بوده و مفهوم آن اینست که اسفنج ها در خط مستقیم تکامل بین جانوران تک سلولی و جانوران پر سلولی قرار نمی گیرند.

اسفنج ها فاقد اعضای حسی یا سلول های عصبی هستند. به جز مقدار کمی، قادر به حرکت یا انقباض بدن خود نمی باشند.

تولید مثل

اگر قسمت هایی از یک اسفنج در اثر زخمی شدن از بین برود در اثر ترمیم Regeneration جایگزین خواهد گردید.

بسیاری از گونه های اسفنج ها در اثر جوانه زدن تکثیر می یابند. جوانه ها یا در وقتی که رشد اسفنج افزایش می یابد از اسفنج مادر جدا می شوند و یا این که به صورت چسبیده به کلنی اسفنجی باقی مانده و در این صورت برای افزایش قسمت های موجود کلنی اسفنج به کار می روند.

اسفنج های آب شیرین و برخی دیگر از انواع آن ها از طریق ژمول Gemmule یا جوانه های داخلی افزایش می یابند.

ژمول ها قادرند که گونه اسفنج را در مقابله با سرما خشکی و یا سایر شرایط نا مساعد محیط محافظت نمایند.

در تولید مثل به طریقه جنسی بعضی از اسفنج ها هم تخمک و هم اسپرم را تولید می نمایند. در حالی که در بعضی از اسفنج ها جنسیت مجزا می باشد.

رابطه ی اسفنج ها با سایر موجودات

جانوران کمی وجود دارند که به اسفنج حمله می کنند یا از آن ها تغذیه می نمایند. که احتمالا این موضوع به خاطر وجود اسپیکول در اسفنج ها و یا به خاطر ترشحات نامطبوع آن ها باشد.

اما بسیاری از بند پایان، کرم ها، نرم تنان  برخی از ماهی ها در حفره های موجود در بدن اسفنج ها به سر می برند. برخی از نرم تنان دریایی نیز از اسفنج ها تغذیه می کنند.

هم چنین خرچنگ ها تکه ای از اسفنج زنده را به صدف خود می چسبانند. نوعی اسفنج نیز معمولا بر روی صدف حلزونی که به عنوان پناهگاه خرچنگ زاید مورد استفاده قرار می گیرد رشد می کند. که در نهایت باعث جذب صدف گردیده، به طوری که خرچنگ به زودی در داخل اسفنج زندگی خواهد کرد.

از زمان های قدیم انسان همیشه اسکلت رشته ای اسفنج حمام Spongia را مورد استفاده خود قرار داده است.

غواصان و صیادان آب های مدیترانه و خلیج مکزیک سالیانه بیش از یک میلیون کیلو اسفنج صید می نمودند.

بدین ترتیب که اسفنج ها بر روی آب آورده می شوند قسمت های پروتوپلاسمی آن را می گذاردند تا بگندد. آن گاه بخش شیشه ای  تمیز گردیده و خشک می شد.

و سپس آن را قطعه قطعه کرده و به فروش می رساندند. امروزه با وجود اسفنج مصنوعی صید طبیعی چندان رونق ندارد.

نرم تنان

صدف این جانوران یک تکه بوده و معمولا مخروطی شکل است و توده ی احشایی را احاطه کرده است. سرو پای عضلانی معمولا تقارن دو طرفه دارند ولی به علت پیچ خوردگی توده ی احشایی این تقارن در آن قابل مشاهده نیست.

شکم پایان از طریق جبه (جلد) و یا حفره ی جبه که در واقع نقش شش را ایفا می کند، تنفس می کنند.

حلزون باغی را همه ی ما می شناسیم این جانور، موجود فعالی است در سرش دو جفت شاخک دارد یک جفت آن چشمی و دیگری حسی است.

دهان که چندان هم مشخص نیست یک منفذ شکاف مانند می باشد، درست در زیر قسمت پایی سری قرار گرفته است. 

پای عضلانی که دارای تقارن دو طرفی است مرز مشخصی با سر ندارد. توده ی احشایی جانور مرکب از امعاء و احشاء پیچ خورده و توسط یک صدف یک تکه ی مارپیچ احاطه شده است.

جبه ی پوشاننده ی توده ی احشایی، در حاشیه ی پایینی اش، کمی ضخیم تر است.

جز در یک نقطه منفذ ریه که در سمت راست بدن واقع است،

و رد آن جبه با دیواره ی بدن اتصال ندارد، و حفره ی جبه با دیواره ی عروقی و مملو از هوا، از فاصله گرفتن جبه از دیواره ی بدن ایجاد شده است این حفره نقش ریه یا شش را برای جانور بازی می کند.

پوسته در بسیاری از شکم پایان ساختاری پیچیده دارد. ظاهری به شکل مخروط خالی دارد و در قسمت مرکزی دارای یک محور مرکزی تو خالی به نام ستونک یا Columella است. که اغلب از راه یک منفذ تحتانی به بیرون راه دارد.

در موقع استراحت و به هنگام خطر قسمت پایی سری که توسط یک عضله به نام عضله ی ستونکی به ستونک یا کلوملا اتصال دارد. به داخل صدف کشیده می شود.

لبه ی آزاد جبه پر رنگ و دارای غدد مخاطی (موکوسی) و غدد آهکی است.

پوسته ای از لایه های متعددی ساخته شده که به جز داخلی ترین آن ها، بقیه توسط یقه ی جبه ساخته می شوند. این لایه ها دارای اسامی و جنس متفاوتند.

کانال گوارشی

کانال گوارشی یا لوله گوارش از دهان شروع می شود که به شکل شیاری است در سمت زیری و انتهایی جلوی بدن جانور واقع است.

بعد از دهان مری قرار دارد که باریک است و به یک چینه دان وصل می شود. دو غده ی بزاقی به موازات چینه دان قرار دارند که ترشحات خود را به قسمت جلویی مری می ریزند. این ترشحات حاوی آنزیم های متعدد است و می تواند سلولز را هضم کند.

بعد از چینه دان و بعد معده قرار دارد و سپس روده ی پیچ خورده که به مخرج منتهی می شود.

سیستم گردش خون

شکم پایان در سیر تکاملی خود یک دهلیز را از دست داده اند و قلبشان یک بطن و یک دهلیز ندارد. رنگیزه ی تنفسی هموسیامین نام دارد و خون آبی رنگ است.

سیستم دفعی

شکم پایان تنها یک کلیه دارند ماده دفعی نیز به تناسب زندگی در خشکی اسید اوریک و کمی آب است.

تولید مثل

این موجود قادر است از اسپرم خود برای بارور کردن تخمک هایش استفاده کند. (و یا بعضا از اسپرم فرد هم گونه دیگر)

پس از بارور شدن تخمک ها جانور اقدام به تخم گذاری می کند تخم ها اغلب در درون یک غلاف در سوراخ ها یا در زمین گذاشته می شوند و بعد از چند هفته حلزون های جوان سر از تخم بیرون می آورند.

سیستم عصبی

عقده ها (گره های عصبی) چنان اند که تشخیص انفرادی آن ها مشکل  است. همه ی بدن دارای حس لامسه و دیگر حس هاست. عمده ترین اعضای حسی به دو شاخک حسی و مخصوص حس شیمیایی، دو شاخک چشمی و در بر دارنده ی دو چشم ساده که برای دید محدود مناسب است و دو عضو مربوط به حس تعادل یا اتو سیست ها واقع در زیر غدد پایی محدود می شوند.

زمین لرزه چیست ؟

ارتعاشات شدید ایجاد شده که همان امواج زمین لرزه هستند از شکاف اولیه که کانون زلزله نام دارد، پراکنده می شوند. این ارتعاشات هم چون امواج ریزی که در  برخورد سنگ بر روی برکه ایجاد می شوند، در جهات مختلف و در مسیری طولانی از اطراف کانون منتشر شده و در مسیر خود موجب لرزش زمین می گردند. امواجی که به کانون نزدیک هستند بسیار بزرگ بوده که این امر قدرت تخریب بیش تری به آن ها می دهد.

زمین لرزه چگونه و در کجا رخ می دهد؟

اگر نقشه ی زمین لرزه در سراسر جهان را بررسی کنیم، این نکته برایمان آشکار می شود که :

به عنوان نمونه تعداد زیادی از زمین لرزه ها در محدوده حاشیه اقیانوس آرام و یا در وسط اقیانوس اطلس گزارش شده اند. این کمربندها سر نخ های مهمی جهت بسط  نظریه صفحات تکتونیک plate tectonic  ارائه می کنند.

خارجی ترین پوسته زمین، که همان لیتوسفر نام دارد، از بخش های سخت بسیاری  تشکیل شده است که به آن ها سطوح تکتونیک گفته می شود.

این سطوح همواره توسط نیروهایی که در عمق زمین  وجود دارند حرکت داده می شوند. میزان این جابه جایی به اندازه چند سانتی متر در سال (تقریبا برابر با رشد ناخن های دست ما) هستند.

در زیر سطوح لیتوسفر، استنوسفر زمین قرار دارد که در بازه زمانی طولانی رفتاری هم چون سیال از خود نشان می دهد و به این ترتیب به جابه جایی پوسته های زمین کمک کرده و آن ها را هم چون نوار نقاله ای عظیم  هدایت می کند.

امواج زلزله ای:

با جابه جایی ناگهانی دریک شکاف دو نوع متفاوت از امواج زلزله ای تولید می شوند : امواج P (امواج اولیه ) و امواج S (امواج ثانویه ). البته نوع سومی از امواج زلزله نیز از بر همکنش امواج P و  S  با سطح داخلی لایه های زمین تولید می شود. سرعت امواج به نوع موج و ویژگی های محیط انتشار  بستگی دارد هرچه تراکم سنگ های محیط بیشتر باشد امواج سریعتر حرکت می کنند. در پوسته زمین امواج P  با سرعتی درحدود 6 تا 7 کیلومتر در ثانیه حرکت می کنند در حالی که سرعت امواج  S  در حدود 5/3   تا 4 کیلومتر در ثانیه می باشد.

     

^{امواج P (سمت راست)  -  امواج S سمت چب}

جابه جایی امواج  P سریع تر است . شکل آن ها مثل امواج صوت در هوا موج طولی بوده و دارای انقباض و انبساط پی در پی  و موازی با انتشار می باشند.

امواج  S  آهسته تر از امواج P  بوده و امواجی عرضی هستند  به این معنا که حرکت ذرات عمود بر جهت انتشار صورت می گیرد. امواج S  به دلیل عرضی بودنشان امکان عبور از درون هوا و یا مایعات را ندارند.

پایداری جو

تشکیل ابر نتیجه صعود هوا و سرد شدن آن به صورت بی دررو است. وقتی بسته هوایی صعود می کند، فشار هوای اطراف آن کاهش می یافته و باعث انبساط این بسته هوا می شود.

از آن جا که انرژی موردنیاز برای انبساط از هوای داخل بسته تامین می شود، دمای هوای این ناحیه کاهش می یابد. با توجه به این که هوا یک هادی بسیار ضعیف برای گرماست، فرض بر این است که هیچ گونه تبادل انرژی بین این بسته هوا و نواحی دیگر صورت نمی گیرد.

فرآیندی که در آن هیچ گونه گرمایی به سیستم داخل و یا از آن خارج نشود "بی دررو" می نامند.

 

پایداری جو:

ارزیابی پایداری جو مبتنی بر دانشی است که از محیط در اختیار داریم. آهنگ کاهش بی درروی هوای خشک (DALR) و آهنگ کاهش دمای بی درروی اشباع (SALR) ارزش زیادی در ایجاد توانایی پیش بینی چگونگی تشکیل ابرها و شرایط جویی مربوط دارند.

1. جو ناپایدار:

هرگاه یک بسته هوای اشباع و یا غیراشباع که به صورت بی دررو بالا رفته و سرد می شود، تمایل به صعود داشته باشد، جو را مطلقا ناپایدار می نامند. در شکل یک بسته هوا که در سطح AA دمایی بیش تر از دمای محیط دارد دارای چگالی کم تری است و در نتیجه سبک تر بوده و بالا می رود.

از طرف دیگر برای یک بسته هوایی که نزول می کند به صورت بی دررو گرم شده و دمای آن در هر سطحی کم تر از دمای هوای محیط بوده و در نتیجه به نزول خود ادامه می دهد. در یک جو مطلقا ناپایدارELR>DALR>SALR. (ELR: آهنگ دما به صورت بی دررو)

توجه:

2. جو پایدار:

هرگاه یک بسته هوای اشباع که در حال صعود به صورت بی دررو است، سرد می شود و تمایل به بازگشت به سطح اولیه خود را داشته باشد جو را پایدار می نامند. در شکل زیر یک بسته هوا در سطح BB دمایی کم تر از دمای محیط دارد ولی چون دارای چگالی بیش تری است سنگین تر از هوای اطراف خود بوده، تمایل به بازگشت به سطح اولیه خود را دارد.

از طرف دیگر برای یک بسته هوایی که در حال نزول است و به صورت بی دررو گرم می شود، چون گرم تر از هوای اطراف است تمایل به بازگشت به سطح اولیه خود را خواهد داشت. بنابراین در جو مطلقا پایدار باید نامساوی زیر برقرار باشد: DALR>SALR>ELR.

^{نمایش جوی کاملا پایدار}

3.  ناپایداری مشروط:

هرگاه یک بسته هوای غیر اشباع که در حال صعود بوده و به صورت بی دررو سرد شود، در سطحی که دمای آن پایین تر از دمای محیط است قرار بگیرد، جو را به صورت مشروط ناپایدار می نامند. در شکل زیر این شرایط در سطح CC برقرار است و از آنجا که بسته هوا چگالی تر از هوای اطراف آن است، تمایل به بازگشت به سطح اولیه خود را دارد و در هر حال یک بسته هوای اشباع در این سطح که در حال صعود به صورت بی دررو سرد شده است، دمایی بیشتر از دمای هوای اطراف را داشته و به صعود خود ادامه خواهد داد. در یک جو مشروط ناپایدا ر باید نامساوی زیر برقرار باشد: DALR>ELR>SALR.

^{نمایش جوی با پایداری مشروط}

4. پایداری خنثی:

هرگاه ELR با DALR و یا ELR با SALR مساوی باشد، جو در حالت خنثی قرار دارد. در این حالت بسته هوا که صعود (نزول) نموده و به صورت بی دررو سرد (گرم)  شده، تمایل به باقی ماندن در وضعیت جدید خود را دارد.

از آن جا که DALR ثابت است، اگر برای SALR نیز مقداری معین در نظر بگیریم، آن گاه نقش  ELR در تعیین وضعیت پایداری جو در یک زمان مورد نظر اساسی خواهد بود.

با ثبت دمای هوا در طی یک صعود کاوشگر ممکن است قادر به تعیین ELR در لایه های مختلف وردسپهر بوده، بنابراین بتوانیم پایداری در این لایه ها را ارزیابی کنیم.

نکات جالبی درباره ی گازها

دیدکلی

این گازها از مخلوط شدن گازهای گوناگون مانند CO₂ ، He ، H₂S ، N₂ با هیدروکربن ها تشکیل می‌شوند. هیدروکربن ها معمولا ازنوع متان و دیگر پارافین‌های ردیف پایین هستند. فشار و دما، ترکیبات گاز در فازهای مختلف را معین می‌سازد. درنتیجه کاهش فشار ، اکثر هیدروکربن های ردیف بالا تغییرحالت می‌دهند، یعنی گازهای مرطوب درست می‌شوند. درصورتی که تمام گازهای خشک تقریبا از متان درست می‌شوند.

گازهای مرطوب شامل متان و مقدار قابل توجهی از آلکان‌ها با تعداد کربن بالا هستند.

هیدروکربن های گازی متعلق به سری نفت های پارافینی

گازهای خشک (Dry Gases)

این گازها حاوی مقدار زیادی متان می‌باشند (64 الی 96 درصد) و این گازها به سختی تبدیل به مایع می‌شوند. در کان‌سارهای زغال سنگ و مناطق مردابی نیز گازهای خشک به وفور یافت می‌شوند که قسمت عمده آن ها از متان به وجود آمده است. گاز متان در حرارت و فشار موجود در منابع زیرزمینی قابل تراکم نیست. بنابراین همیشه به صورت گاز در کان‌سارها وجود دارد و فقط در نتیجه فشارهای زیاد می‌تواند در نفت حل شود.

گازهای مرطوب (Wet Gases)

این گازها تقریبا به سهولت می‌توانند به مایع تبدیل شوند و دارای مقدار زیادی از پارافین‌های ردیف بالا مانند اتان ، پروپان ، هگزان و هپتان می‌باشند. این گازها را می‌توان تحت فشار و حرارت زیاد به مایع تبدیل کرد. لذا نسبت به شرایطی که در کانسار حاکم است، این گازها به شکل فاز مایع یا فاز بخار در آن جا وجود دارند.

لایه‌های مخازن نفت و گاز

گازهای طبیعی در کانسارهای نفت

بنابر آنچه گذشت، گازهای طبیعی ممکن است همراه با نفت و یا به صورت مجزا تشکیل کانسار دهند که هر دو نوع آن ، از نظر اقتصادی خیلی با ارزش می‌باشد. در کانسارهای نفت، امکان دارد که گازهای طبیعی به حالت های مختلف دیده شوند. غالبا این گازها قسمت فوقانی منابع را اشغال کرده، چون وزن مخصوص کمتری دارند، در نتیجه یا روی نفت و یا روی آب قرار دارند. ولی بعضی اوقات در کانسارهای نفت حاوی گاز ، درصد قابل ملاحظه‌ای از گازها به صورت محلول قرار می‌گیرد که نسبت آن وابسته به اختصاصات فیزیکی نفت و گاز و همچنین حرارت و فشار منبع یا مخزن است.

گاهی ممکن است دریک مخزن ، درصد قابل ملاحظه‌ای از گازهای طبیعی محلول در آب باشند. در اعماق بیش از دو هزار متری نیز ، تحت شرایط فشار و حرارت زیاد ، گازهای مخلوط در نفت از نظر فیزیکی غیر قابل تشخیص می‌باشند.

گازهای ترش و شیرین

گازهایی که دارای CO₂ و گوگرد هستند، به نام گازهای ترش و گازهای دارای گوگرد کمتر را گازهای شیرین گویند.

کانسارهای گازهای طبیعی

گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار می‌دهند. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل می‌شوند و درصورت رسیدن به درجه اشباع ، تجزیه شده ، در قسمت‌های بالای افق‌های نفتی به شکل گنبدهای گازی قرار می‌گیرند.

مهار گازهای طبیعی

اگرچه هنگام استخراج نفت ، سعی می‌شود برای نگهداری انرژی کانسار از استخراج آن جلوگیری شود، باز این گاز حل شده در نفت در هنگام استخراج به همراه آن خارج می‌شوند. درسال های گذشته این گازها را آتش می‌زدند. ولی امروزه از آن ها به عنوان مواد خام شیمیایی و ماده سوختنی با ارزش استفاده می‌کنند.

ترکیب گازهای طبیعی

دربعضی جاها ، گازهای زیرزمینی دارای نیتروژن بیشتر (کانزاس) یا CO₂ بیشتر (مجارستان ، کلرادو) درخود هستند. بخشی از CO₂ ، از محصولات تشکیلات نفتی و بخشی نیز با منشاء آتشفشانی بوجود می‌آید. مقدار جزئی هیدروژن نیز در اکثر مواقع پیدا شده است. گازهای ازت‌دار می‌توانند تا 2.5 درصد حجمی هلیوم داشته باشند (مانند ایالات متحده امریکا). از شکسته شدن عناصر رادیواکتیو درون سنگ های ساحلی هلیوم به وجود می‌آید. گازهای دارای سنگ مخزن کربناته ، دارای مقدار زیادی H₂S هستند.

رسیدن گازهای طبیعی به سطح زمین

بیرون آمدن گازهای طبیعی زیرزمینی به سطح زمین ، همانند بروز نفت به سطح زمین ، از پدیده‌های مهم بوده ، توسط میزان بیرون آمدن گازطبیعی می‌توان در مورد پتانسیل کانسارهای هیدروکربنی ، اطلاعات با ارزش و مهمی بدست آورد. ولی تشخیص و تفکیک این گازها خیلی ساده نیست تا بدانیم آیا این گاز مربوط به گاز مردابی یا گاز زغال سنگ و یا گاز مربوط به نفت است. از وجود هیدروکربنهای ردیف بالا ، می‌توان گفت که این گاز از نوع زیرزمینی است.

گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ

این نوع گازها تا 6 درصد حاوی هیدروکربن های ردیف بالا هستند. گازهایی که منشاء آن ها مربوط به زغال سنگ است، خیلی کمیاب هستند (مانند گازهای موجود در کانسارهای زغال سنگ هلند) و علت آن را چنین توجیه می‌کنند که این نوع گازهای حاصل در مرحله زغال شدگی برای خودشان سنگ مخزن خوبی پیدا نمی‌کنند تا جمع شوند.

تفکیک گازهای طبیعی از نفت

گازی که همراه نفت است، باید از آن جدا شود تا نفت خالص به دست آید. اگر نفت و گازی که باهم از چاه خارج می‌گردند، پیش از آن که از هم جدا شوند، مستقیما به مخازن نفت هدایت گردند، گاز چون سبک و فرار است، مقداری از آن ، از منافذ فوقانی مخزن به هوا می‌رود و در ضمن ، مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج می‌کند. از این رو ، نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن بفرستیم، به درون دستگاه تفکیک که نفت و گاز را از هم جدا می‌سازد، هدایت می‌کنیم.

دستگاه تفکیک نفت و گاز

این دستگاه به شکل یک استوانه قائم است که در آن ، ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می‌گردد و در این ضمن ، از سرعت آن نیز کاسته می‌شود. وقتی فشار و سرعت گاز ، خیلی کم شد، مقدار زیادی از آن ، از نفت جدا می‌گردد. آنگاه آن را توسط لوله به درون ظرفی هدایت کرده ، از آن استفاده می‌کنند.

گازهای طبیعی تفکیک شده

گازی که از دستگاه جدا کننده خارج می‌گردد، غالبا از نوع گاز تر است و مقدار زیادی بنزین سبک همراه دارد. این بنزین طبیعی ، بسیار مفید و قیمتی است. از این رو ، نباید آن را به هدر داد. در اوایل پیدایش صنعت نفت ، از این ماده گرانبها استفاده‌ای به عمل نمی‌آمد و آن را همراه با سایر اجزای گاز به هدر می‌دادند. اما رفته رفته که به اهمیت و فواید این گاز پی بردند، سعی شد که بنزین طبیعی آن را استخراج نموده ، از بقیه اجزای آن نیز به انواع گوناگون استفاده شود.

مه

مه به دلایلی متفاوت شکل می گیرد که نحوه تشکیل و مشخصات انواع آن به شرح زیر است:

مه فرارفتی:

 این مه در صورتی شکل می گیرد که یک توده هوای گرم با رطوبت نسبتا زیاد به طور افقی (فراررفتی) روی سطحی خنکتر حر کت کند که دمای این سطح، زیر نقطه شبنم توده هوای گرم باشد.

هنگامی که بر اثر هدایت توام با آشفتگی، هوا تا زیر نقطه شبنم خنک شود، بخار آب متراکم شده، قطره های آب غبار مه را ایجاد می کند. این نوع مه که تحت شرایطی متنوع از سرعت باد شکل گرفته و دوام می یابد، درجه تلاطم بیتشرین ارتفاع هوای سرد را تعیین می کند. این ارتفاع با ازدیاد سرعت باد افزایش می یابد بنابراین گرادیان(اختلاف) دمایی بین هوا و سطح به همراه میزان تلاطم،  احتمال تشکیل مه فرارفتی را معین می کند.

سرعت های کم باد شرایط بهتری را مهیا می سازد، البته با گرادیان دمایی شدیدتر مه فرارفتی می تواند در بادهای شدید نیز ایجاد شود.

در هر صورت در سرعت های زیاد باد به همراه گرادیان های دمایی کوچکتر احتمال تشکیل ابر پوشن با ارتفاع کم بیشتر است، به این دلیل که آهنگ سرد شدن هوا توسط سطح کوچکتر بوده و تا ارتفاع زیادتری گسترش می یابد. در این شرایط به طور معمول جو پایدار است زیرا خنک شدن هوا باعث کاهش ELR (آهنگ کاهش دما به صورت بی دررو) می شود.

 مه فرارفتی دریایی که مه دریایی نامیده می شود، در مواقع خاصی از سال رخ می دهد. در عرض های جغرافیایی شمالی، در سواحل نیوفاندلند و در محدوده شمالی اقیانوس آرام این نوع مه به خصوص در ماه جولای از شدت بیشتری برخوردار است. این مه هنگامی به وجود می آید که هوای گرم که از جنوب غربی و جنوب می ورزد به ترتیب از روی آب های سرد لابرادور و اویوشیو و یا آلوتیان عبور کند. مه دریایی روی این مناطق می تواند تا مدت ها باقی بماند و افزایش سرعت و یا تغییر جهت باد تنها باعث پخش شدن بیشتر آن می شود. همچنین در طول تابستان و در عرض های پایین تر در محدوده جریان های سرد کالیفرنیا، جزایر قناری و پرو مه دریایی رخ می دهد.

باید یادآور شد که تنها جریان های سرد باعث ایجاد مه دریایی نمی شوند بلکه در شرایط مناسبی از باد، هوا و دمای سطح آب نیز مه دریایی می تواند تشکیل شود. به عنوان مثال در دریای شمال در فصل تابستان و هنگامی که باد از سمت شمال شرقی، شرق و گاهی جنوب می وزد، پس از عبور روی اروپا به آب های سرد رسیده و مه دریایی را تشکیل می دهد. این مه در ساحل شرقی جزایر بریتانیا با نام Sea fret شناخته می شود.

مه فرارفتی دریایی روی خشکی ممکن است زمانی که هوا روی سطوح سرد جریان می یابد، تشکیل شود. تشکیل این مه را در نواحی سردسیر کشور هنگامی که تحت وزش بادهای گرم جنوب قرار می گیرند، می توان مشاهده کرد.

مه دریایی برای دریانوران و مشاغل مرتبط با دریا یک تهدید جدی به حساب آمده و پیش بینی آن ضروی است. از آن جایی که دمای آب و نقطه شبنم هوا دو پارامتر اساسی برای تشکیل این مه می باشند، با اندازه گیری مدام آن ها می توان زمان تشکیل این مه را پیش بینی کرد.

مه دود دریایی:

مه دود دریایی زمانی تشکیل می شوند که سطح دریا ظاهری بخار آلود و دودآلود داشته باشد. این نوع مه در ناحیه هایی محدود و تا ارتفاعی محدود شکل می گیرد. این نوع مه زمانی تشکیل می شود که هوای سرد روی آب گرمتر که اختلاف دمایی در حدود 10 درجه دارد بوزد؛ بدین صورت که هوای بالای سطح با تبخیر آب اشباع می شود. سپس این هوا صعود کرده و با هوای سرد بالاتر  می آمیزد. در این شرایط که مخلوط به حالت اّبّر اشباع تراکم رسیده و ذره های آب ایجاد شده تشکیل مه دود دریایی را می دهد. از آن جایی که هوا توسط سطح زیرین آن گرم می شود، ELR محیط از گونه ناپایدار می باشد.

سرعت باد می تواند از کم تا حد توفان تغییر کند. این مه برای اختلاف های دمای کمتر بین آب و هوا در سرعت های زیادتری ایجاد می شود چرا که این امر باعث تامین هوای سرد در بالای سطح آب می شود. در ساحل شرقی امریکای شمالی و قاره آسیا در طول زمستان هنگامی که هوای سرد پس از عبور از قاره ها بر روی رودخانه ها و آب های ساحلی می وزد، مه دود دریایی  تشکیل می شود.

مه تابشی:

 این نوع مه روی خشکی شکل می گیرد. آسمان صاف، رطوبت نسبی بالا، هوای نسبتا آرام و مدت زمان نسبتا طولانی برای سرد شدن هوای از جمله شرایطی است که باعث شکل گیری این نوع مه می شود.

 در طول شب آسمان صاف باعث تابش قوی زمین در طول موج بلند می شود؛ این جریان باعث افت سریع دمای سطح شده، در نتیجه باعث سرد شدن هوای بالای آن از طریق هدایت و تلاطم می شود. با سرد شدن هوا تا زیر نقطه شبنم، تراکمی صورت نگرفته و در نتیجه مه تابشی شکل می گیرد. از آن جاکه مدت سرد شدن نقشی اساسی در تشکیل این نوع مه دارد این اتفاق اغلب در پاییز و زمستان و در عرض های متوسط و بالا و همین طور در مناطق کوهستانی رخ می دهد. سرد شدن هوا توسط سطح باعث کاهش ELR محیط و در نتیجه پایداری جو می شود. ایجاد وارونگی در سطح زمین نیز می تواند حاصل فرآیند فوق باشد.

از آنجایی که اختلاف دمای آب و هوا نمی تواند زیاد شود، تشکیل این نوع مه روی دریا غیرممکن است ولی دیده شده که این نوع مه به صورت فرارفتی وارد آب های ساحلی می شود و پس از گرفتن گرما از آب، ذرات آب آن تبخیر و مه ناپدید خواهد شد. در محدوده مدارگان این نوع مه به ندرت در سطح دریا مشاهده می شود ولی در اوایل بهار و روی رودخانه ها امکان تشکیل آن وجود دارد.

مه جبهه ای:

 این نوع مه به همراه جبهه های هوای سرد و گرم و تحت شرایطی خاص شکل می گیرد.

آتشفشان

آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی ( به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد یا هر سه) از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید.

آتشفشان یکی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد.

مواد مذاب توسط نیروی ارشمیدس یا فشار گازها و به دلیل سبك‌تر بودن ماگما از سنگ های اطراف خود به بالا رانده می‌شود و در نهایت در نواحی از پوسته كه ضعیف می‌باشد پوسته را شكسته و ماده مذاب به سطح زمین می‌رسد.

مواد مذابی كه در زیرزمین قرار دارند و از  طریق دودكش یا لوله آتشفشانی به طرف بالا حركت می‌نمایند اصطلاحاً ماگما ‌نامیده می‌شوند. بعد از اینكه این ماگما از آتشفشان فوران نموده با آن لاوا (گدازه) گفته می‌شود.

گدازه هنگامی كه از دودكش به خارج حركت می‌نماید ماده گداخته سرخ و متخلخلی می‌باشد اما در اثر سرد و اكسید شدن به رنگ قرمز تیره، خاكستری و یا رنگ های دیگر تغییر می‌نماید. گدازه‌های خیلی داغ، دارای گاز فراوان همچنین حاوی آهن و منیزیم به صورت سیال بوده و جریانی نظیر قیر داغ دارند. در صورتی كه گدازه‌های سردتر، با گاز كم و درصد بالای سیلیس و سدیم و پتاسیم جریان آرامی نظیر حركت عسل غلیظ روی شیب دارند.

نمایش نحوه حرکت گدازه

ماده مذاب موجود در زیرزمین كه در حال صعود به طرف قسمت های بالای پوسته زمین می‌باشد حاوی بلورها، قطعات سنگ های دربرگیرنده  گازهای محلول می‌باشد و این ماده مذاب عمدتاً حاوی اكسیژن، سیلیس، آلومینیوم، آهن، منیزیم، كلسیم، سدیم، پتاسیم، تیتانیم و منگنز می‌باشد. البته ماگماها ممكن است دارای عناصر دیگر به صورت جزئی ‌باشند.

با سرد شدن به آرامی  ماگما، بلورهای كانی های مختلف تشكیل شده و در نهایت كل ماگما به صورت جامد در آمده و سنگ های آذرین درونی و یا سنگ های ماگما‌تیك را ایجاد می‌نماید. پس از بلوری شدن نهایی و سنگی شدن ممكن است این توده‌ها تحت تأثیر عواملی نظیر فرسایش پس از هزاران و میلیون‌ها سال در سطح زمین نمایان شود و بدین‌ترتیب توده‌های بزرگ از سنگ های آذرین درونی ظاهر می‌شوند. مثلاً گرانیت الوند همدان و یا گرانیت علم‌كوه از مثال های بارز در این رابطه می‌باشد.

ماگما دارای گازهای حل شده می‌باشد و با بالا آمدن ماگما به سطح زمین چون فشار طبقات بالایی كاهش می‌یابد این گاز آزاد شده و در نهایت اگر فشار گاز كافی باشد به آتشفشان حالت انفجاری می‌دهد. هرگاه گدازه به صورت سیال باشد و دارای گرانروی پایین باشد، گازهای موجود در‌آن به راحتی آزاد می‌شوند و آتشفشان به صورت آرام با خروج گدازه سیال به فعالیت خود ادامه دهد. ولی در صورتی كه گدازه ضخیم بوده و دارای گرانروی بالا باشد خروج گاز از ماگما به سختی انجام می‌شود و تراكم گاز در گدازه منجر به انفجار شده و آتشفشان‌های انفجاری را ایجاد می‌نماید.

گازهای موجود در گدازه را می‌توان با گاز موجود در یك شیشه نوشابه مقایسه نمود. هنگامی كه انگشتمان را روی درب شیشه گذاشته و آن را به شدت تكان می دهیم گاز جدا شده از نوشابه به صورت حباب‌هایی ایجاد می‌شود و هر گاه انگشتمان را به صورت ناگهانی برداریم محتویات داخل نوشابه به بیرون فوران خواهد نمود. گازهای داخل ماگما نیز چنین رفتاری را از خود نشان می‌دهند.

جدایش شدید گازها از گدازه ممكن است تولید سنگی بنام پومیس را نماید. این سنگ به علت وجود حبابهای گاز در آن بسیار سبك بوده و بر روی آب شناور می‌باشد.

در بسیاری از آتشفشان های انفجاری شدت انفجار آنقدر زیاد بوده كه مقداری از مواد تشكیل دهنده آتشفشان به هوا پرتاب شده و بمب‌ها و خاكسترهای‌آتشفشانی و گردوغبار آتشفشان ها را تشكیل ‌دهند.

   از نظر زمین‎شناسی 4 دسته آتشفشان وجود دارد:

1.     مخروط خاكستر

2.    مسطح

3.    مركب

4.    گنبد گدازه

  1.    مخروط خاكستر : از ساده‎ترین نوع آتشفشان‎ها است كه بر اثر منجمدشدن گدازه‎های بیرون ریخته از آتشفشان تشكیل شده است.

  2.    مسطح : از گدازه سیاه تشكیل شده و از تراكم متناوب مواد گدازه بوجود می‎آید.

  3.    مركب : این آتشفشان مجموعه‎ای است از گدازه سیاه و خاكستر و ارتفاع آن تا هشت هزار پا نیز می‎رسد (مانند كوه فوجی یاما در ژاپن)

  4.    گنبد گدازه : گدازه بسیار ضخیم تشكیل شده و بجای جاری شدن در بالای آتشفشان انباشته می‎شود.

      علیرغم خطارت و زیان‎هایی كه از ناحیه آتشفشان‎های جهان متوجه انسان و محیط زیست او می‎گردد جمعیت زیادی در این مناطق سكونت دارند. وجود خاك‎های حاصلخیز، چشمه‎های آب گرم، معادن غنی و ارزشمند، ذخایر گوگرد عوامل این مسئله هستند.

آتشفشان:

1.حجره بزرگ تفتالی

2. سنگ‌بستر

3. مجرا

4. پایه

5. آذرین‌لایه

6. مجرای فرعی

7. لایه‌های خاکستر فوران‌شده

8. گُرده

9. لایه‌های گدازه

10. گلو

11. مخروط انگلی

12. جریان گدازه‌ای

13. دودکش

14. دهانه

15. ابر خاکستر

بزرگترین آتشفشان کرهء زمین بزرگترین آتشفشان کره زمین مونالوآ نام دارد که بخشی از جزایر هاوایی را تشکیل می‌دهد. محیط قاعده مخروط این آتشفشان 600 کیلومتر و قله آن نسبت به کف اقیانوس که آن را احاطه کرده‌است 10 کیلومتر ارتفاع دارد..

بزرگترین آتشفشان کشف بشر بزرگترین آتشفشانی که تا کنون به وسیله بشر کشف شده‌است، الیمپوس مونز یا کوه المپوس نام دارد که در بهرام واقع است. شواهد به دست آمده از طریق عکس‌برداری‌های سفینهء فضایی نشان می‌دهد که ارتفاع این آتشفشان احتمالاً 23 کیلومتر بوده و کالدرای آن نیز 65 کیلومتر عرض دارد.

تعاریف اصطلاحات آتشفشان

آتشفشان (Volcano)

عبارت است از ساختمان زمین شناسی كه از طریق آن مواد مذاب و گازی و در مواردی همراه با قطعات جامد از اعماق به سطح زمین راه یافته و تجمع این مواد در محل خروج تشكیل بر جستگیها‌‌یی بنام آتشفشان می نماید.

ماگما -Magma

گدازه (Lava)

 ماگما و یا ماده مذاب خارج شده از آتشفشان را گویند. ماگما علاوه بر فاز مایع معمولاً حاوی مواد فرار (فاز گازی ) و یا جامد ( بلورها و قطعات ) ممكن است باشد

جریان گدازه ای (Lava flow)

به مواد گدازه ای روان شده در سطح زمین كه گاه به صورت نهر و یا رودخانه ای از مواد مذاب جلوه می نماید، گفته می شود.

حجره و یا اتاقک ماگمایی (Magma chamber)

به محل تجمع ماده مذاب و یا ماگما در اعماق زمین حجره ماگمایی اطلاق می شود. گاه این مجرای آتشفشانی حالت استوانه ای داشته كه در صورت پر شدن از ماده مذاب و انجماد ایجاد ستون منجمد آتشفشانی (Volcanic necks) می نمایند.

دودكش(plug)

دودكش، راهی است كه ماگمای یك آتشفشان از درون آن عبور می‌كند. دودكش های آتشفشانی گاه عبارت از شكستگی و یا محل بر خورد شكستگی ها می باشند. اگر در حالت اول شكستگی از ماگما پر شود, پس از انجماد تشكیل یك توده سنگ آذرین صفحه مانند می دهد كه طبقات را قطع نموده اند و بدان دایك Dike)) گفته می شود.

در مواردی نیز ماده مذاب از طریق شكستگی ها بالا آمده و بموازات چینه بندی سنگ ها جایگزین می شود. به این گونه سنگ های آذرین صفحه ای كه در بین لایه ها و به موازات آن ها تشكیل شده اند, سیل (Sill) اطلاق می گردد.

چنان چه ضمن جایگزینی ماده مذاب در بین چینه بندی بخش مركزی دارای تمركز بیشتری از مواد مذاب نسبت به طرفین بوده و تحدب به طرف بالا باشد در این حالت به توده سنگ های آذرین حاصل لاكولیت  (Laccolith) گفته می شود.

 پوسته (Crust)

پوسته، خارجی‌ترین لایة سنگی زمین است.

حجره ی ماگمایی(Magma Chamber)

حجرة ماگمایی حاوی ماگمای عمیق و درون پوستة زمین است.

دهانه آتشفشان (Volcanic crater)

به محل خروج مواد آتشفشانی در سطح زمین دانه یا (Crater) گفته می شود كه معمولاً بشكل قیف مانند در انتهای دودكش آتشفشانی ملاحظه می گردد.

مخروط آتشفشانی(Volcanic cone)

به برجستگی كه بر اثر انتشار و تجمع مواد آذر آواری ( پیروكلاستیك ) و گدازه ای در اطراف دهانه تشكیل می گردد مخروط آتشفشانی گفته می رود.

مواد آذر آواری یا پیروكلاسلتیك به مواد آتشفشانی پرتاب شده در اثر فوران آتشفشانی ( لخته های مایع  نیمه مایع یا خمیری و یا جامد ) اطلاق می گردد .

این مواد ممكن است منحصراً از مواد آذر آواری تشكیل شده باشد كه در این صورت بدان مخروط تفرایی (Tephra cone)می گویند و یا اساسا ً از مواد گدازه ای تشكیل یافته باشد كه بدان مخروط لاوایی (Lava cone) گفته می شود و یا بالاخره تناوبی از مواد گدازه ای و آذر آواری ممكن است باشد كه به این گونه آتشفشان ها استراتوولكان (Stratovolcan)گفته شده می شود.

فوران (Eruption)

 به خروج و پرتاب مواد آتشفشانی در سطح زمین فوران گفته می شود. خروج مواد آتشفشانی می تواند از دهانه مركزی آتشفشان و یا از طریق شكاف و احیاناً گروهی از شكاف ها صورت گیرد.

فوران های ماگمایی (Magmatic eruption)

به فورانه ایی گفته می شود كه نتیجه عملكرد مستقیم گازهای ماگمایی و ماگما می باشند

فوران های ناشی از بخار آب یا (Hydro eruption)

 این گونه فوران ها ناشی از بخار آب ثانوی بوده كه بواسطه گرم شدن آب های خارجی (یا زیر زمینی) در تماس با ماگما بوجود می آید.چنانچه این آب از منشاء آب های زیر زمینی باشد بدان  فراتیك  Phreatic می گویند.

دیاترم (Diatreme)

دهانه های انفجاری است كه بواسطه انفجار گازی بوجود آمده است، دیاترم در واقع به صورت دودكش های آتشفشانی پر شده از برش می باشند و شكل حفره ای یا چاه مانند دارند.

كا لدراها (Caldera)

به دهانه های نسبتاً وسیع آتشفشانی گفته می شود كه قطر آنها ممكن است به چندین كیلومتر برسد و شامل كا لدراهای انفجاری, كا لدراهای ریزشی و كا لدراهای فرسایشی هستند.

كا لدراهای انفجاری

 این نوع كالدراها بواسطه انفجار حجم عظیم از مواد آتشفشانی و پر سنگ در اثر گازهای تحت فشار حاصل و دهانه های وسیع تشكیل می دهد.

كا لدراهای ریزشی

این نوع كالدراها متداول ترین نوع می باشد كه در اثر انفجار و خارج شدن حجم زیاد از مواد ماگمائی و سنگین قسمت های فوقانی آتشفشان عمل فرو نشت یا ریزش اتفاق میافتد كه همراه با ایجاد شكستگی هائی می باشد.

كا لدراهای فرسایشی

این نوع كالدراها بر اثر فرسایش دهانه های آتشفشان های قدیمی و وسعت یافتن آن ها بوسیله عوامل جوی یا یخچالی و بادی ممكن است حاصل گردد.

سنگ

سنگ از نظر زمین‌شناسان به ماده‌ی سازنده‌ی پوسته‌ و بخش جامد سست‌کره‌ی زمین گفته می‌شود. سنگ‌ها از یک یا چند کانی درست شده‌اند و از نظر چگونگی پدید آمدن در سه گروه سنگ‌های آذرین، سنگ‌های رسوبی و سنگ‌های دگرگونی جای می‌گیرند.

سنگ‌های آذرین از سرد شدن گدازه‌ی آتش‌فشان‌ها به وجود می‌آیند.

سنگ‌های رسوبی پیامد فرسایش سنگ‌ها و انباشته شدن رسوب‌ها در دریاها هستند.

هنگامی که سنگی در فشار و گرمای زیاد قرار گیرد، سنگ دگرگونی پدید می‌آید.

سنگ‌ها و کانی‌ها

کره‌ی زمین از نظر ویژگی‌های فیزیکی ساختار لایه‌ای دارد. بخش مرکزی آن جامد است، بیش‌تر از آهن و نیکل درست شده و هسته‌ی درونی نامیده می‌شود. پیرامون هسته‌ی درونی را لایه‌ی مایعی از آهن و نیکل فراگرفته که هسته‌ی بیرونی نام دارد. پیرامون هسته‌ی بیرونی را لایه‌ای به نام گوشته در بر می‌گیرد که خود از لایه‌ا‌ی جامد و سخت به نام گوشته‌ی زیرین و لایه‌ای نرم‌تر و خمیری به نام سست‌کره درست شده است. پیرامون گوشته را لایه‌ی نازک و جامدی به نام پوسته فراگرفته که بیش‌تر از سیلیس، اکسیژن و آلومینیوم درست شده است. زمین‌شناسان به مواد طبیعی و بی ‌جان سازنده‌ی پوسته سنگ می‌گویند و بیرونی‌ترین لایه‌ی زمین را سنگ‌کره می‌نامند.

سنگ‌ها از یک یا چند کانی درست شده‌اند. کانی به موادی بی‌جان، جامد و بلوری گفته می شود که ترکیب شیمیایی به نسبت ثابتی دارند. بیش از 3 هزار گونه کانی در طبیعت یافت شده است که نزدیک 20 تا 25 گونه از آن‌ها در ساختمان بسیاری از سنگ‌ها وجود دارند. بیش‌تر سنگ‌ها از چند کانی درست شده‌اند، مانند گرانیت که بخش زیادی از آن از سه کانی کوارتز، فلدسپات و بیوتیت است.

هر گروه از سنگ‌ها نیز دارای کانی‌های مشخصی هستند که در گروه سنگ‌های دیگر وجود ندارند یا بسیار اندک هستند. برای نمونه، کانی هالیت فقط در سنگ‌های رسوبی دیده می ‌شود و در سنگ‌های آذرین یا دگرگونی دیده نمی ‌شود. کانی ولاستونیت نیز فقط در سنگ‌های دگرگونی یافت می شود. با این همه، برخی از کانی ‌ها، مانند کوارتز، ممکن است در هر گونه سنگی وجود داشته باشند.

سنگ‌ها و کانی‌های آن‌ها

سنگ‌های آذرین

سنگ های آذرین

هرچه بیش‌تر به ژرفای زمین برویم، دما بالاتر می ‌رود و در ژرفای زیاد به اندازه‌ ای می‌رسد که برای ذوب‌ شدن سنگ‌ها کافی است. با این همه، مواد درونی زمین به حالت مذاب نیستند. چون فشار زیادی که از لایه‌های بالایی بر لایه‌های زیرین وارد می‌شود، از ذوب شدن سنگ‌ها جلوگیری می‌کند. اما در جاهایی از ژرفای زمین که به دلیلی(برای نمونه، در پی جایه‌جایی ورقه‌های سنگ کره) از فشار کاسته می‌شود یا سنگ‌های سطحی زمین به زیر سطح فرو می‌روند، سنگ‌ها ذوب می‌شوند. هر جایی که سنگ‌ها ذوب شوند، ماده‌ی مذاب، که ماگما نام دارد، به سوی بالا راه پیدا می‌‌کند و آرام آرام دمای آن کاهش می‌یابد و سنگ‌های آذرین را پدید می‌آورد.

ماگما ممکن است به بخش‌های بالایی پوسته نفوذ کند یا از راه شکاف‌ها و سوراخ‌ها به سطح پوسته راه یابد. ماگمایی که از سطح پوسته بیرون نمی‌زند به آهستگی و طی سال‌ها سرد می‌شود و سنگ‌های آذرین درونی را می‌سازد. به ماگمایی که از دهانه‌ی آتش‌فشان بیرون می‌آید و به سطح زمین می‌رسد، گدازه می‌گویند. همه‌ی حجم گدازه‌ای که به سطح زمین می‌آید، به حالت مذاب نیست و قطعه‌های ذوب نشده‌ی سنگ و کانی‌های بلوری را نیز در خود دارد. گدازه طی چند روز سرد می‌شود و سنگ‌های آذرین بیرونی را می‌سازد.

بررسی ترکیب شیمیایی سنگ‌های آذرین و گدازه‌ی آتش‌فشان‌های فعال، نشان داده است که ماگما یک ترکیب سیلیکاتی با اندکی اکسیدهای فلزی، بخار آب و مواد گازی است. سنگ‌های آذرین را بر پایه‌ی درصد این مواد در سه گروه گرانیتی(اسیدی)، بازالتی(بازی) و آندزیتی(میانه) جای می‌دهند.

سنگ‌های آذرینی مانند ریولیت و داسیت را که محتوای سیلیس آن‌ها بالاست، یعنی بیش از 63 درصد ₂ SiO دارند، از گروه سنگ‌های آذرین اسیدی به شمار می‌آورند.

سنگ‌های آذرینی مانند آندزیت که بین 52 تا 63 درصد ₂ SiO دارند، از سنگ‌های آذرین میانه و سنگ‌هایی مانند بازالت و گابرو را که محتوای سیلیسی کم‌تری دارند، از سنگ‌های آذرین بازی هستند.

برخی از سنگ‌های آذرین، مانند پریدوتیت، را که محتوای سیلیسی آن‌ها بسیار پایین است، فرابازی می ‌دانند.

بافت سنگ‌های آذرین

زمین‌شناسان در بررسی‌های صحرایی، که ابزارهای پیچیده‌ی آزمایشگاهی در دسترس نیست، از اندازه و آرایش بلورهای سنگ، که بافت سنگ نام دارد، برای توصیف سنگ‌ها بهره می‌گیرند. اصطلاح بافت سنگ هنگام بررسی سنگ زیر میکروسکوپ نیز به کار می ‌رود.

بافت سنگ آذرین علاوه بر این که آن را از سنگ‌ها دیگر جدا می‌کند، ما را از درونی بودن یا بیرونی بودن آن و حتی ژرفایی که سنگ در آن‌جا از ماگما پدید آمده است، آگاه می‌سازد.

1. بافت نهان‌بلورین. بلورها را نمی‌توان با چشم غیرمسلح دید. اگر بلورها به اندازه‌ای کوچک باشند که فقط با میکروسکوپ‌ پولاریزان دیده شوند، اصطلاح میکروکریستالین و اگر فقط با میکروسکوپ الکترونی یا پرتوهای ایکس شناسایی شوند، اصطلاح کریپتوکریستالین را به کار می‌برند.

2. بافت آشکاربلورین. بلورها درشت و از 2 تا 5 میلی ‌متر هستند. این بافت زمانی پدید می‌آید که ماگما به آهستگی درون زمین سرد شود.

3. بافت پگماتیتی. گونه‌ای از بافت آشکاربلورین است که اندازه‌ی بلورهای آن بزرگ‌تر از 5 سانتی‌متر و حتی چند متر است.

4. بافت پرفیری. گونه‌ای از بافت آشکاربلورین است که دارای بلورهای درشت در زمینه‌ای از بلورهای ریز است. این بافت نتیجه‌ی سرد شدن آهسته زیر سطح زمین و آمدن ناگهانی ماگما به سطح زمین است که نخست با پدیدآمدن بلورهای درشت و سپس با بلورهای ریز همراهی می‌شود.

5. بافت سوراخ‌دار. در پی سرد شدن تند گدازه‌ای که گاز فراوان در خود دارد، بر سطح زمین پدید می‌آید. سنگ‌پا نمونه‌ای از این بافت است.

6. بافت شیشه‌ای. در برخی فوران‌های آتش‌فشانی، گدازه به درون آب ریخته می‌شود و بسیار تند سرد می‌شود. این گونه سنگ‌ها بلور ندارند و بافتی مانند شیشه دارند.

7. بافت آذرآواری. هنگامی که گدازه به صورت ذره‌های خاکستر به هوا پرتاب می‌شود و آن ذره‌ها به صورت لایه‌ای ته‌نشین می‌شوند، سنگ‌هایی را می‌سازند که ذره‌های سازنده‌ی آن‌ها آذرین، ولی ته‌نشینی آن‌ها شبیه سنگ‌های رسوبی است.

8. بافت آگلومرا. اگر اندازه‌ی ذره‌های پرتابی از دهانه‌ی آتش‌فشان بزرگ باشد، پس از ته‌نشین شدن به یکدیگر جوش می‌خورند و سنگ یکپارچه‌ای را می‌سازند که آگلومرا نامیده می‌شود.

خانواده‌های سنگ‌های آذرین

سنگ‌های آذرین را بر پایه‌ی بافت، درصد سیلیس، رنگ، چگالی، ترکیب شیمیایی و در نظر داشتن ویژگی‌های دیگر، طبقه‌بندی می‌کنند.

1. خانواده‌ی گرانیت- ریولیت. گرانیت از شناخته‌شده‌ترین سنگ‌های آذرین درونی است که فراوانی و زیبایی آن پس از صیقل یافتن، باعث شده است که در معماری مورد توجه باشد. نام این سنگ از واژه‌ی لاتین گرانوم به معنای دانه‌ی گندم گرفته شده است، زیرا بیش‌تر کانی‌های آن به اندازه‌ی دانه‌ی گندم است. بافت‌ آن از نوع آشکاربلورین است و بیش‌تر از فلدسپات پتاسیم‌دار، پلاژیوکلاز سدیم‌دار و کوارتز درست شده است.

کانی‌های بیوتیت، آمفیبول، هورنبلند و گاهی میکای سفید نیز در ساختمان آن دیده می‌شود.گرانیت‌ها به رنگ‌های سفید، خاکستری و صورتی دیده می‌شوند که برخاسته از نوع فلدسپات آن‌هاست.

ریولیت از نظر نوع کانی‌ها با گرانیت تفاوت زیادی ندارد و در واقع گرانیتی است که بیرون از پوسته‌ی زمین پدید می‌آید. ریولیت‌ها رنگ روشنی دارند و چون جهت‌یافتگی ماده‌ی مذاب را به آسانی می‌توان در آن‌ها شناسایی کرد، به این نام خوانده می‌شوند( ریولیت به معنای جریان یافته است.) در این خانواده سنگ‌هایی با بافت شیشه‌ای نیز وجود دارد که ابسیدین شناخته‌شده‌ترین آن‌هاست.

این سنگ تیره‌رنگ است و تیرگی آن به این علت است که هیچ گونه بلوری در آن وجود ندارد. به سنگ‌های بیرونی با بافت سوراخ‌دار این خانواده، پونس، پامیس یا سنگ‌پا می ‌گویند. توجه داشته باشید که سنگ‌پا ممکن است در خانواده‌های دیگر نیز وجود داشته باشد.

2. خانواده‌ی گرانودیوریت- داسیت. گرانودیوریت یکی از فراوان‌ترین سنگ‌های آذرین درونی است که از نظر کانی ‌شناسی، در میانه‌ی سنگ‌های گرانیتی و دیوریتی جای می‌گیرد. زیرا درصد کوارتز آن اندکی از گرانیت کم‌تر ولی از دیوریت اندکی بیش‌تر است. داسیت همانند بیرونی گرانودیوریت است. این سنگ در ایران فراوان است و بیش‌تر به رنگ روشن دیده می شود.

3. خانواده‌ی دیوریت- آندزیت. دیوریت‌ها سنگ‌هایی هستند که بیش‌تر از فلدسپات‌ پلاژیوکلاز سرشار از کلسیم درست شده‌اند. این سنگ‌ها اغلب کوارتز ندارند، اما گاهی اندکی کوارتز و فلدسپات پتاسیم‌دار نیز در ساختمان آن‌ها دیده می‌شود.کانی‌های تیره‌رنگ دیوریت‌ها اغلب آمفیبول، پیروکسن و بیوتیت است. آندزیت همانند بیرونی دیوریت است که به رنگ خاکستری تیره دیده می‌شود به صورت سنگ‌پا و آذرآواری نیز وجود دارد.

4. خانواده‌ی گابرو- بازالت. گابروها سنگ‌های تیره با چگالی به نسبت بالا هستند که بیش‌تر از پیروکسن و پلاژیوکلاز کلسیم‌دار درست شده‌اند. البته، ممکن است اندکی الیوین نیز در آن‌ها دیده شود. بازالت همانند بیرونی گابرو است. بازالت و گابرو 75 درصد سنگ‌های آذرین پوسته‌ی زمین را می‌سازند. بازالت سوراخ‌دار را اسکوری می‌گویند که شبیه سنگ‌پاست. بازالت شیشه‌ای نیز وجود دارد که به آن‌ها تاکی‌لیت می‌گویند. در پیرامون آتش‌فشان خاموش دماوند، به‌ویژه در کناره‌ی جاده‌ی هراز، می‌توان گونه‌های اسکوری، پرفیری و آگلومرای بازالتی را پیدا کرد.

5. خانواده‌ی پریدوتیت. پریدوتیت سنگی بسیار بازی است که بیش‌تر از کانی‌های آهن و منیزیم‌دار درست شده است. پریدوتیت‌ها چگالی بالایی دارند و رنگ آن‌ها تیره است. الیوین فراوان‌ترین کانی پریدوتیت‌هاست، اما ممکن است اندکی پیروکسن و حتی آمفیبول نیز در آن‌ها دیده شود. پریدوتیت‌ها سرشار از الیوین را دونیت گویند و پریدوتیت‌های سرشار از پیروکسن را پیروکسنیت می‌نامند. در صورتی که هم الیوین و هم پیروکسن را داشته باشند، لرزولیت خوانده می‌شوند. لمبورژیت، که بسیار کمیاب است و از بلورهای ریز اوژیت(نوعی پیروکسن) و الیوین آهن‌دار درست شده است، همانند بیرونی پریدوتیت‌هاست و به رنگ قرمز قهوه‌ای دیده می ‌شود. کیمبرلیت را نیز همانند بیرونی آن‌ها می‌دانند که سرشار از الیوین است و بلورهای ریز و اندکی گرونا(کانی دگرگونی) و الماس دارد.

اثرات فرسایش (بخش اول)

فرسایش از عواملی است که بازده زمین کشاورزی را پایین می‌آورد و در واقع زمین را از بین می‌برد. در نتیجه متخصصان باید تمام تلاش خود را برای جلوگیری از پیدایش فرسایش انجام دهند.

فاکتورهای موثر در فرسایش خاک :

الف) عامل انرژی : شدت بارندگی ، حجم رواناب ، نیروی باد ، زاویه شیب ، طول شیب .

ب) عامل مقاومت : فرسایش پذیری خاک ، ظرفیت نفوذ ، مدیریت خاک .

ج) عامل حفاظت : تراکم جمعیت ، پوشش گیاه ، مدیریت زمین .

اثرات فرسایش :

فرسایش تشدیدی خاک فشارهایی را که به یک خاک برای تولید محصول وارد می‌شود ، افزایش می‌دهد. فشارهای وارده می‌تواند فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی می‌باشد .

اثرات فرسایش بر خصوصیات فیزیکی :

1- کاهش عمق ریشه دهی .

2- کاهش ظرفیت ذخیره آب و خاک .

3- سله بستن و تراکم و سخت شدن خاک .

4- خارج شدن ذرات کلوئیدی و رسی از سطح خاک .

فرسایش باعث توسعه شیارها و گالی ها می‌شود و همین امر عملیات زراعی را مشکل می‌کند .  

اثر فرسایش بر خصوصیات شیمیایی :

فرسایش حاصل‌خیزی را کاهش می‌دهد از جمله اختلالات شیمیایی و تعذیه‌ای مربوط به فرسایش می‌توان کاهش CEC  (تبادل ظرفیت کاتیونی) کمبود عناصر غذایی NPK و عناصر میکرو را نام برد.

اثر فرسایش بر عملکرد محصول :

کمی کردن اثر فرسایش خاک بر عملکرد محصول، کار پیچیده‌ای است. به این دلیل که باید ارزیابی دقیقی از اثرات متقابل بین خصوصیات خاک، مشخصات محصول و اقلیم صورت می‌گیرد. اثرات فرسایش به عملکرد به صورت تجمعی است و حتی مدت ها بعد از شروع فرسایش شدید هم قابل مشاهده نمی‌باشد. فرسایش خاک، عملکرد محصول و از ظریق اتلاف عناصر غذایی، تخریب ساختمان، کاهش عمق خاک و ظرفیت نگهداری آب خاک کاهش می‌دهد .

اثرات بیرونی فرسایش خاک :

در بین مهم ترین این اثرات می‌توان به رسوب گذاری در مخازن و سدها، کاهش محصول در مناطق واقع شده در پایین دست به خاطر اثرات سیلاب و آلودگی آب ها به وسیله ترکیبات شیمیایی مختلف اشاره کرد. فرسایش خاک به عنوان عامل مهمی در کاهش حاصل خیزی شناخته شده است. حذف خاک از اراضی کشاورزی توسط فرسایش آبی و بادی، پتانسیل طولانی مدت تولید محصول را کاهش می‌دهد.

اثر فرسایش در ایجاد سیلابهای خطرناك

 در مناطقی كه زمین پوشش گیاهی كم دارد یا بكلی فاقد آن است، در موقع بارندگی‌های شدید یا ذوب شدن برف ها، آب زیادی در دامنه كوه ها جاری می‌شود كه اغلب تشكیل سیل های خطرناكی را می‌دهد.

اثر فرسایش در پر شدن سریع سدها

در حفظ خاك های حوزه آبریز رودهایی كه بر روی آن ها سد بسته شده است، نسبت به رودهایی كه بر روی آن ها سد بسته نشده است باید بیشتر دقت بشود و عملیات حفاظتی به منظور جلوگیری از فرسایش خاك سریع‌تر و جدی‌تر و موثرتر باشد، زیرا وجود سد خود در واقع در حكم یك صافی است كه مانع عبور مواد محموله آب می‌شود. هرچه خاك های حوزه آبریز رود مربوط بیشتر فرسایش یابد، به همان نسبت مواد بیشتری در پشت سدها جمع و روی هم انباشته می‌شود و در نتیجه عمر سد یعنی مدت بهره‌برداری از آن كوتاه تر می‌گردد.

اثر فرسایش بر روی كاهش آب های زیرزمینی

 پوشش گیاهی نه تنها خاك را حفظ می‌كند و مانع از فرسایش آن می‌شود، بلكه در حفظ آب نیز بسیار موثر است. در نقاطی كه زمین پوشش گیاهی دارد (كه این پوشش مانع از فرسایش آن می‌شود)، به هنگام بارندگی قطرات آب به هنگام فرود آمدن ابتدا به اندام گیاه برخورد می‌كند و به صورت ذرات ریز در می‌آید كه بهتر جذب زمین می‌گردد. از طرف دیگر ریشه‌های گیاه و هوموس موجود در خاك، آبی را كه به زمین می‌رسد جذب می‌كند و به این طریق مانع از جاری شدن آن در سطح زمین می‌گردد.

آبی كه به طریق مذكور در خاك حفظ می‌شود بعدها به صورت آب چشمه‌سار از كف دره‌ها بیرون می‌آید و آب های دائمی را تشكیل می‌دهد یا به عنوان آب زیرزمینی در آن محل یا نقاط دورتر از آن ها بهره‌برداری می‌شود.

به عكس، كوه ها یا زمین های شیبداری كه پوشش گیاهی ندارد و فرسایش یافته است، قادر نیست آب های برف و باران را در خود نگه دارد. چون به همین علت منابع آب های زیرزمینی تغذیه كافی نمی‌شود، در فصول خشكی قنات ها دچار كم آبی و در شرایط فوق‌العاده حتی خشك می‌گردد.

اثرات فرسایش 2

قبلا خواندید که....

اثر فرسایش در كاهش حاصلخیزی خاك

 بر اثر فرسایش، خاك روی زمین كه از نظر كشاورزی فعال ترین و بارخیزترین قسمت پوسته جامد زمین است، فرسوده می‌شود و از بین می‌رود و در نتیجه حاصلخیزی آن كاهش می‌یابد. فرسایش چنانچه شدید باشد، به كلی بارخیزی خاك را از بین می‌برد.

چنانچه قابلیت نفوذ آب یا هوا در خاك، بر اثر كم شدن یا از بین رفتن ماده آلی و تاثیر سایر عوامل كاهش یابد، خاكدانه‌ها متلاشی و از هم جدا می‌شود، در نتیجه، ساختمان خاك متراكم می‌گردد. در چنین حالتی در فصل مرطوب، محیط نامساعد و خفه‌كننده‌ای در خاك بوجود می‌آید. چون در این صورت هوا و آب نمی‌تواند در خاك نفوذ كند و همچنین خاك قادر نیست آّب را برای فصل خشكی در خود ذخیره نماید، از نظر شیمیایی و بیولوژیكی شرایط در خاك بسیار نامساعد می‌گردد.

در چنین محیطی به تدریج موجودات كوچك خاك‌زی (میكروارگانیزم‌ها) از بین می‌روند و هوموس خاك تلف می‌شود. بر اثر از بین رفتن مواد آلی (هوموس)، كمبود مواد ازتی خاك نیز ظاهر می‌گردد. با از بین رفتن هوموس و موجودات زنده، خاك حاصلخیزی خود را به كلی از دست می‌دهد.

فرسایش تونلی

یكی از جالب ترین و نادرترین ای فرسایش ها، فرسایش تونلی می باشد. این فرسایش در این ناهمواری اشكالی را شبیه به لانه روباه بوجود آورده است كه به نام اشكال فرسایش تونلی معروف هستند. اشكال فرسایش تونلی مطالعه شده در منطقه ساختاری ساده داشته و شامل تعدادی حفره یا گودال های قیفی شكل با ابعاد گوناگون و یك شبكه زهكشی زیرزمینی بوده كه این شبكه توسط خروجی هایی به شكبه زهكشی سطحی متصل است.

فرسایش توده ای

این نوع فرسایش در روی زمین اغلب به شكل عوارض زمین كه معرف حركات خاك در گذشته است ظاهر می‌گردد. این حركات عبارتست از تورم و بالا آمدن خاك، سرخوردگی، خزیدن زمین و ریزش خاك (حركت یخچال ها).

در فرسایش توده‌ای قسمتی از خاك دامنه كوه ها به حركت در می‌آید كه یا ممكن است بر اثر اشباع شدن خاك طبقه رویی از آب و نفوذپذیری خاك طبقه زیری، خاك رویی به حركت در آید، یا ممكن است بر اثر لغزش این عمل اتفاق افتد، به این معنی كه توده‌ای از كوه از محل اولیه خود جدا می‌شود و در محل دیگری قرار می‌گیرد، یا ممكن است در نتیجه ریزش باشد كه در این حالت قسمتی از كوه ریزش می‌كند و در سطح‌های پایین‌تر روی هم انباشته می‌شود.

فرسایش سیلابی

 فرسایش سیلابی یك تخریب ساده نیست. در مناطق كوهستانی و حتی در زمین های سست جلگه‌ای فرسایش شیاری و خندقی ممكن است به فرسایش سیلابی تبدیل گردد. در این فرسایش جریان آب به ویژه آبهای گل‌آلود، حامل ریگ و شن و غیره، موجب شسته شدن اطراف آن و حمل مواد بیشتر با خود می‌گردد. با این عمل، زمین های دیواره ی بستر، استحكام و قدرت خود را از دست می‌دهد و بتدریج و در مواقع جاری شدن سیلاب های شدید حتی به طور ناگهانی ریزش می‌كند و امكان دارد كه موجب تخریب و ویرانی مزارع و دهاتی كه در جوار این مسیل‌ها واقع شده‌اند، بشود. با افزایش مواد خاكی در آب، وزن مخصوص آن بیشتر و قدرت و نیروی درهم كوبنده آن زیادتر می‌گردد.

فرسایش خندقی

منشا این فرسایش، آب است. در این فرسایش عمق و عرض زمین های فرسایش یافته بیشتر از فرسایش شیاری است.

این شكل فرسایش، بر اثر پیشرفت فرسایش شیاری بوجود می‌آید، به این نحو كه شیارها به هم می‌پیوندند، در نتیجه زمین بیشتر شسته می‌شود و نهرها یا خندق هایی در سطح زمین تشكیل می‌گردد.

در این تخریب، سنگ مادر ظاهر می‌شود و آنقدر عمیق و عریض است كه گاوآهن قادر به عبور از آنها نیست. این خندق ها یا نهرها تدریجا عمیق‌تر می‌شوند. عمق خندق ها به یك متر یا بیشتر می‌رسد و بتدریج شكل آن ها تغییر می‌كند. این عمل در صخره‌های سست، خاك های رسی و رسی آهكی بیشتر دیده می‌شود.

این فرسایش اغلب در محدوده آب و هوای خشك و در نواحی كه تغییرات درجه حرارت در فصول مختلف در آنجا شدید است ظاهر می‌گردد. البته این شكل تخریب در زمین های جنگل‌كاری شده نیز دیده می‌شود و ساختمان زمین‌شناسی خاك هم در این فرسایش بی‌تاثیر نیست.

فرسایش چاله ی

 این شكل فرسایش بیشتر منشا بادی دارد. چاله ها در نتیجه توسعه فرسایش سطحی و بزرگتر شدن چاله های كوچك نخستین، بوجود می آید. در بسیاری از نقاط دشت لوط و حواشی دشت كویر سطح‌های وسیعی از زمین دیده می‌شود كه بر اثر باد بصورت چاله چاله در آمده است. این چاله ها نشانه فرسایش بادی شدید در این نواحی است. بادهای شدید موادی را كه از كندن این چاله‌ها بدست می آورد، كیلومترها با خود می‌برد.

فرسایش شیاری یا آبراهه ای

منشا این تخریب اغلب باران است و در پیدایش آن عامل، شیب بسیار موثر می باشد. فرسایش شیاری یا آبراهه ای، در دامنه كوه ها و حتی در سطح زمین های كم شیب نیز به سهولت دیده می‌شود. این شكل فرسایش، پیشرفته تر از فرسایش سفره‌ای بوده و ممكن است به صورت خطوط موازی نیز ظاهر شود كه ابتدا كم عمق است ولی به سرعت عمیق تر می‌شود. این شكل فرسایش، تا زمانی كه سنگ مادر ظاهر نشده است، بنام فرسایش شیاری خوانده می‌شود.

فرسایش سطحی یا سفره ای

عمل عامل فرسایشی در این فرسایش، در تمام سطح زمین است. این شكل فرسایش بیشتر منشا بادی دارد، ولی طبیعی است كه فرسایش آبی نیز ابتدا به طور سطحی اتفاق می افتدكه به علت فرسایش یكنواخت در تمام سطح كمتر محسوس می گردد.

این نوع تخریب با ظهور لكه های سفید و روشن در سطح نمودار می‌شود و نشان دهنده تخریب و از بین رفتن سطحی‌ترین قسمت زمین، آن هم به صورت لكه لكه است. اختلاف رنگ بین قسمت های فرسایش یافته و فرسایش نیافته علامت این تخریب است، زیرا قسمت رویی به علت دارا بودن مواد آلی، غالبا تیره رنگ می‌باشد.

علامت دیگر این فرسایش وجود ریگ و سنگریزه های آزاد در سطح زمین است. در این نقاط باد ذرات ریز را با خود برده و ریگ و سنگریزه در سطح زمین باقی مانده است.

فرسایش خاک

فرسایش كه به آلمانی  Abtrag و به فرانسه و انگلیسی Erosion  گفته  می‌‌شود، از كلمه لاتین Erodere  گرفته شده و عبارت است از فرسودگی و از بین رفتگی مداوم خاك سطح زمین (انتقال یا حركت آن از نقطه ای به نقطه دیگر در سطح زمین) توسط آب یا باد.

خاك یكی از مهم ترین منابع طبیعی هر كشور است. فرسایش نه تنها سبب فقیر شدن خاك و متروك شدن مزارع می گردد و از این راه خسارات زیاد و جبران ناپذیری را به جا می گذارد، بلكه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن سدها، بنادر و كاهش ظرفیت آبگیری آن ها نیز زیان های فراوانی را سبب می‌گردد. بنابر این نباید مساله حفاظت و حراست خاك را كوچك و كم اهمیت شمرد.

 اگر استفاده خاك بر اساس شناسایی استعداد و قدرت تولیدی آن و مبتنی بر رعایت اصول صحیح و علمی باشد، خاك از بین نمی رود. فقط در سایه حمایت پوشش نباتی(درختان یا سایر گیاهان) بوده كه فرسایش خاك بسیار كند شده و تعادلی در تشكیل و فرسایش خاك ایجاد گردیده است.

این تعادل مساعد كه تحت تاثیرشرایط طبیعی حكمروا شده بود، از زمانی كه بشر زمین را به منظور تهیه  محصول و به دست آوردن غذا و دیگر مایحتاج خود، مورد كشت و زرع قرار داد تا از آن به عنوان مرتع استفاده كرد، بر هم خورد و زمین ها در معرض فرسایش شدید و وسیع قرار گرفت.

بنابراین فرسایش قبل از آن كه مورد بهره برداری انسان قرارگیرد نیز اتفاق می‌افتاده (فرسایش طبیعی) ولی از وقتی ‌كه انسان در آن به كشت و زرع پرداخت باعث فرسایش بیش از حد(فرسایش سریع وشدید) خاك شده است.

مبارزه با فرسایش آبی

 معمولا برای حفظ خاك و مبارزه با فرسایش دو راه وجود دارد: مبارزه مستقیم و مبارزه غیر مستقیم.

این دو روش مبارزه نمی‌توانند جایگزین یكدیگر شوند، بلكه به صورت مكمل می‌باشند. استفاده از فعالیت های مدیریتی در قالب مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز، روشی مناسب در كنترل و كاهش میزان فرسایش و رسوب است.

در مبارزه غیر مستقیم هدف ایجاد پوشش گیاهی یا بیشتر كردن آن است. برای نتیجه گیری بهتر، بایستی روش بهره‌برداری از زمین با حفظ خاك متناسب باشد و به جهت ایجاد تعادل بین خاك و گیاه و زمین های مرتعی و جنگلی و زراعتی مشخص گردد تا نقاطی كه استعداد جنگل را دارد، جنگل‌كاری، و قسمت هایی كه برای مرتع‌داری مناسب است، در آن جا پوشش مرتعی ایجاد یا توسعه داده شود و خلاصه سطح‌هایی كه برای كشاورزی مستعد است، گیاهان زراعتی مناسب با آن محل به ویژه از خانواده لگومینوز كاشته بشود.

هر چند گیاهان زراعتی خاك را به خوبی مرتع و جنگل در برابر عوامل فرسایشی حفظ نمی‌كنند، اما چون خاك استعداد كشاورزی دارد، چنان چه از روی اصول صحیح كشت و زرع گردد، هم از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است و هم خاك حفظ خواهد شد.

  در بهره‌برداری صحیح از خاك در نقاط كوهستانی معمولا باید نكات ذیل مراعات بشود:

زمین هایی كه شیب آن ها زیاد و صخره‌ای است و هم چنین سطح هایی كه خاكش كم است، مانند قله كوه ها را باید به احداث جنگل اختصاص داد تا حساسیت خاك در مقابل فرسایش كم شود و زمین هایی كه دارای خاك نرم و مرطوب و كوهپایه‌ای است و نسبت به زمین های جنگلی شیب كمتری دارد در آن ها مرتع به وجود آورد و خلاصه اراضی كه خاكش خوب و شیب آن كم است و دسترسی به آب آبیاری لازم هم هست، با احتیاط و از روی اسلوب صحیح كشاورزی بشود.

 در این جا قابل ذكر است كه بسیاری از كارشناسانی كه برنامه آبخیزداری را اجرا می‌كنند معتقدند در نقاطی كه منظور، حفظ خاك است،‌ به هیچ وجه نباید زراعت بشود، كما این كه در ایران در كلیه حوزه‌های آبخیزداری بكلی مانع بهره‌برداری از زمین به صورت كشاورزی و برای دامداری می‌شوند، زیرا شخم زدن زمین و هم چنین بدون پوشش گیاهی ماندن آن برای مدتی از سال به فرسایش خاك كمك می‌كند.

مبارزه غیر مستقیم یعنی ایجاد پوشش گیاهی یا تقویت پوشش زنده خاك بیشتر به منظور پیشگیری صورت می‌گیرد، در صورتی كه مبارزه مستقیم هنگامی شروع می‌شود كه خاك فرسایش یافته باشد و باید اقداماتی انجام داد كه خاك بیش از این فرسایش نیابد و امكاناتی فراهم كرد تا سطوح فرسایش یافته ترمیم گردد. بنابراین در مبارزه مستقیم وضع خاك از نظر فرسایش از مرحله پیشگیری به مرحله استعلاجی می‌رسد كه انجام این امر مستلزم صرف هزینه زیاد است و اصل اقتصادی آن بایستی مراعات گردد.

فرسایش آبی موقعی اتفاق می‌افتد كه سرعت آب های جاری از سرعت آستانه فرسایش تجاوز كند. سرعت آستانه فرسایش، حداقل سرعتی است كه آب بتواند ذرات خاك را با خود حمل كند. در مبارزه مستقیم با فرسایش آبی، هدف نفوذ دادن آب بیشتر در زمین، یا هدایت آب های اضافی به طرف مجاری خروجی و خلاصه جلوگیری از سرعت آب های جاری در سطح زمین است تا به سرعت آستانه فرسایش نرسد كه موجب فرسایش خاك گردد.

مبارزه مستقیم با فرسایش را معمولا از طریق ایجاد بانكت‌های افقی در امتداد خطوط تراز و ایجاد سكوهای محافظ و حایل و دیگر اقداماتی كه بعدا به آن ها اشاره خواهد شد، انجام می‌دهند.

مبارزه با فرسایش خاك

 همان طور كه قبلا شرح داده شد، خاك توسط آب و باد فرسایش می‌یابد. پوشش گیاهی و هوموس در جلوگیری از هر دو نوع فرسایش ( آبی و بادی ) بسیار موثر است.

برای جلوگیری از فرسایش خاك در درجه اول باید هدف ایجاد پوشش گیاهی باشد. اما بدیهی است كه در بعضی نقاط، شرایط طبیعی طوری است كه امكان روییدن گیاه نیست ولی در هر حال باید اقداماتی در زمینه جلوگیری از فرسایش خاك صورت گیرد.

در این شرایط بایستی از فكر ایجاد پوشش گیاهی در آن منطقه منصرف شد و روش های دیگری را برای نفوذ دادن آب در زمین (در فرسایش آبی) و تثبیت خاك در فرسایش آبی و بادی در پیش گرفت. به عنوان مثال حفر جوی ها یا بانكت‌ها در دامنه كوه ها در جلوگیری از فرسایش آبی و استعمال مالچ نفتی در تثبیت ماسه‌های روان و دیگر اقدامات كه ذیلا به شرح آن ها خواهیم پرداخت.

لازم به ذكر است كه اقدامات لازم درباره جلوگیری از فرسایش خاك و انتخاب روش و به كار بردن وسیله صحیح برای مبارزه با آن باید با مطالعات و بررسی های دقیق و توجه به وضع اقلیمی و جغرافیایی و حتی اجتماعی منطقه مربوطه صورت گیرد نه آن كه یك فرمول و یك دستورالعمل برای مبارزه با فرسایش بادی برای كلیه نقاط به كار برده شود.

ساختار اتم

در آزمایش ها نیز مشخص گردید که اتم ها نیز خود از ذرات کوچک تری ساخته شده اند. در مرکز یک هسته کوچک مرکزی مثبت متشکل از ذرات هسته ( پروتون ها و نوترون ها) و بقیه اتم فقط از پوسته های متموج الکترون تشکیل شده است. معمولا اتم های با تعداد مساوی الکترون و پروتون، از نظر الکتریکی خنثی هستند.

ذرات سازنده اتم

عدد اتمی (Z)

به تعداد پروتون های هر اتم(به تعداد بارهای مثبت اتم) عدد اتمی می گویند برای مثال اتم سدیم 11 پروتون دارد, پس عدد اتمی سدیم 11 است. عدد اتمی را گوشه پایین سمت چپ نماد شیمیایی می نویسند ₁₁Na

عدد جرمی (A)

به مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های یك اتم عدد جرمی گفته می شود.

تمام اتم های یك عنصر پروتون های یكسان دارند اما تعداد نوترون های آن ها می تواند متفاوت باشد.

عدد جرمی در گوشه بالا و سمت چپ نماد شیمیایی نوشته می شود مثلا اتم كربن در هسته خود 6 پروتون و 6 نوترون دارد پس عدد جرمی آن 12 است. ¹²C

شیمیدان ها برای بیان جرم عنصرها بدین صورت عمل کردند که: فراوان ترین ایزوتوپ کربن یعنی کربن 12 را به عنوان استاندارد انتخاب کردند و جرم عنصرهای دیگر را با استفاده از نسبت هایی که در محاسبات آزمایشگاهی بدست آمده بود، بیان کردند.

به عنوان مثال جرم اتم اکسیژن 33/1 برابر جرم اتم کربن است. با توجه به این که جرم اتم کربن 12 می باشد جرم اتم اکسیژن را محاسبه کرد. در این مقیاس جرم اتم اکسیژن برابر 16خواهد شد.

واحد جرم اتمی amu است که کوتاه شده ی عبارت atomic mass unitاست. در این مقیاس جرم پروتون و نوترون lamu است.

ایزوتوپ

ایزوتوپ ها، اتم های یك عنصر هستند كه در تعداد نوترون و در نتیجه عدد جرمی با هم تفاوت دارند اما عدد اتمی آن ها یكسان است.

مثلا هیدروژن دارای سه ایزوپ است.

بیشتر عناصر، یك ایزوتوپ معمول و چند ایزوتوپ كمیاب دارند به ایزوتوپ های كمیاب تر ناخالصی های ایزوتوپی می گویند.

مثلا ایزوتوپ معمول ئیدروژناست كه 9/99 درصد كل هیدروژن های موجود در طبیعت را شامل می شود. كم تر از 1/0 درصد را و مقدار ناچیزی را شامل می شود.

هنگامی که به وسیله اتم، یک یا چند الکترون از یک اتم دیگر جدا می گردد، یون ها ایجاد می شوند. یون ها اتم هایی هستند که به علت عدم تساوی تعداد پروتو ن ها و الکترون ها، دارای بار الکتریکی ویژه می شوند. یون هایی که الکترون(ها) را بر می دارند، آنیون (anion) نامیده شده و بار منفی دارند.

اتمی که الکترون(ها) را از دست می دهد کاتیون (cation) نامیده شده و بار مثبت دارد. کاتیون ها و آنیون ها به علت نیروی کولمبیک(coulombic) میان بارهای مثبت و منفی، یکدیگر را جذب می نمایند.

اوربیتال اتمی

از نظر لغوی اوربیتال به معنای خانه الکترون می‌باشد و ناحیه‌ای است که احتمال یافتن الکترون در آن زیاد است. معادله شرودینگر پایه مکانیک موجی است. این معادله بر حسب یک تابع موجی سای برای الکترون نوشته می‌شود. از حل معادله شرودینگر اتم هیدروژن یک سلسله جواب به عنوان تابع موج بدست می‌آید. تابع موج ناحیه‌ای در اطراف هسته را نشان می‌دهد که در آن ناحیه، احتمال یافتن الکترون وجود دارد.

اوربیتال محدوده‌ای از فضای اطراف هسته می‌باشد که احتمال یافتن الکترون در آن وجود دارد. این احتمال در نزدیکی هسته بیش ترین مقدار را دارد. ولی برای تمام نقاطی از فضا که فاصله معینی از هسته دارند، احتمال معینی وجود دارد. هر اوربیتال می‌تواند حداکثر دو الکترون را در خود جای دهد. دو الکترونی که در یک اوربیتال جای می‌گیرند، دارای اسپین مخالف هستند.

هر الکترون را می‌توان با چهار عدد کوانتومی مشخص کرد که به منزله شناسنامه الکترون هستند و فاصله نسبی الکترون از هسته (n)، لایه فرعی و شکل اوربیتال (L) ، جهت گیری اوربیتال در فضا (s) را بیان می‌کنند.

تفسیر مکانیکی اوربیتال

شدت هر موج با مجذور دامنه آن متناسب است. تابع موجی (سای) ، تابع دامنه است. مجذور دامنه یا مجذور تابع موجی برای یک حجم کوچک در هر موقعیتی از فضا با چگالی بار الکترونی در آن حجم متناسب است.

می‌توان تصور کرد که بار الکترونی به سبب حرکت سریع الکترون به صورت ابر باردار در فضای دور هسته گسترده شده است. این ابر در برخی نواحی غلیظ ‌تر از برخی نواحی دیگر است. احتمال یافتن الکترون در هر ناحیه معین متناسب با چگالی ابر الکترونی در آن ناحیه است. این احتمال در ناحیه‌ای که ابر الکترونی غلیظ‌ تر ‌‌باشد، بیشتر خواهد بود.

این تفسیر کوششی برای توصیف مسیر الکترون به عمل نمی آورد، بلکه فقط پیش‌بینی می‌کند که احتمال یافتن الکترون در کجا بیشتر است. از نظر مکانیک کوانتومی هیچ محدودیتی برای وجود الکترون در فضا اطراف هسته وجود ندارد. پس بینهایت اوربیتال وجود دارد.

اعداد کوانتومی

مکانیک موجی که نظریه شرودینگر اساس آن می‌باشد با استفاده از چهار عدد کوانتومی وضعیت الکترون را توصیف می‌کند. این اعداد عبارتند از :

عدد کوانتومی اصلی

این عدد نشان‌دهنده ترازهای انرژی است که الکترون‌ها در آن ترازها به دور هسته گردش می‌کنند و عدد صحیحی می‌باشد. این عدد می‌تواند کلیه مقادیر اعداد صحیح مثبت به جز صفر را قبول کند.

عدد کوانتومی اندازه حرکت زاویه‌ای مداری

آرنولد زمر فیلد در سال 1916 پیشنهاد کرد که هر مدار بور (n) با شرط n>1 از لایه‌هایی فرعی با اختلاف انرژی کم تشکیل شده‌است. به هر لایه فرعی یک عدد کوانتومی (L) نسبت داده می‌شود. این عدد نشان دهنده شکل هندسی توزیع تابع احتمال پیدا کردن الکترون در فضای اطراف هسته می‌باشد و کلیه مقادیر L=0,1,2, … , n-1 را اختیار کند.

عدد کوانتومی مغناطیسی مداری

تعداد اوربیتال‌های یک تراز فرعی را می‌توان از این عدد استنتاج کرد که در اثر میدان مغناطیسی هر تراز (L ) به این ترازها شکافته می‌شود.

به عنوان مثال میدان مغناطیسی بر اوربیتال کروی S که با عدد L=0 مشخص می‌شود، تاثیری ندارد چون S تقارن کروی دارد و در تمام جهت‌ها بطور یکسان تحت تاثیر خطوط نیرو قرار می‌گیرد. این عدد که با m نشان داده می شود، مقادیر ممکن این عدد عبارتند از : m=+L,…,0,…,-L

عدد کوانتومی مغناطیسی اسپینی

این عدد مشخص کننده حرکت تقدیمی الکترون است و با نشان داده می‌شود، و می‌تواند مقادیر-1/2,+1/2  را اختیار کند.

ابر الکترونی و مکان الکترون

در مورد یک الکترون در حالت n=1 اتم هیدروژن، ابر باردار بالاترین چگالی را در نزدیکی هسته دارد و به تدریج که فاصله از هسته افزایش می‌یابد، رقیق‌تر می‌شود. احتمال یافتن الکترون در حجم کوچکی از فضا، در نزدیکی هسته، بیشترین مقدار را دارد و با افزایش فاصله از هسته به سمت صفر میل می‌کند.

 لایه‌های کروی بسیار نازکی را که یکی پس از دیگری به طور متحدالمرکز به دور هسته قرار دارند، تصور کنید. احتمال یافتن الکترون در واحد حجم فضای نزدیک به هسته بیش ترین مقدار خود را دارد. ولی در عوض یک لایه نزدیک به هسته، در مقایسه با لایه‌های دورتر، تعداد کم تری واحد حجم را در بر می‌گیرد. احتمال شعاعی هر دو این عوامل را با هم به حساب می‌آورد.

انواع اوربیتال

اوربیتال S

اوربیتال‌های S دارای تقارن کروی می‌باشد، تراز n=1 حداکثر دارای دو الکترون است. بنابراین تراز فرعی 1S و 2S و 3S و... هم تقارن کروی دارند، با این تفاوت که اندازه آن ها بزرگتر از اوربیتال 1S می‌باشد.

اوربیتال p

اوربیتال p از سه اوربیتال فرعی تشکیل شده است. هر اوربیتال p به شکل دو کره تغییر شکل یافته است که می‌توان آن ها را در امتداد یکی از محورهای سه گانه مختصات ( z,y,x) تصور کرد از این رو اوربیتال‌های p را با مشخص می‌کنند که در سه جهت مختلف قرار گرفته‌اند.

اوربیتال‌های p از لحاظ انرژی برابرند و در غیاب میدان مغناطیسی نمی‌توان تفاوتی بین الکترون‌هایی که این اوربیتال‌ها را اشغال کرده‌اند، قایل شد. ولی در بررسی‌های طیفی که تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند. هر اوربیتال به سه خط شکافته می‌شوند.

اوربیتال d

اوربیتال‌های d از 5 اوربیتال فرعی تشکیل شده‌اند که جهت گیری‌های متفاوتی در فضا دارند ولی از لحاظ انرژی باهم هم‌ارز هستند.

درجه انحطاط

تعداد الکترون هایی که مقدار انرژی برابر داشته باشند، درجه انحطاط یا چندگانگی نامیده می‌شوند. حداکثر تعداد الکترون های هر تراز از فرمول بدست می آید.

حقایقی درباره الماس

با مطالعه حقایق مربوط به الماس، به اطلاعاتی چون الماس های خون گرفته تا فن آوری در زمینه الماس مصنوعی ( ترکیبی ) پی ببرید. از ویژگی های الماس اطلاع حاصل کنید و به کاربردهای آن، ساختار و اتم ها و جواهرات تا زمینه های مختلف  اطلاعات و حقایق دیگری به دست بیاورید.

الماس یکی دیگر از اشکال کربن است.

الماس از کلمه یونانی به معنای شکست ناپذیر گرفته شده است.

اتم های کربن موجود در الماس در یک ساختار محکم و پیوندی چهارگانه قرار گرفته اند.

الماس سخت ترین ماده طبیعی شناخته شده است که در برش های صنعتی و ابزار صیقل دادن مورد استفاده قرار می گیرد.

در درجه مقیاس سختی مواد معدنی ( Mohs ) ، الماس شماره 10 را به خود اختصاص داده است که در این مقیاس 1 به نرم ترین ماده ( که طلا است ) و 10 به سخت ترین ماده که الماس است تعلق دارد.

درمقایسه با دیگر مواد موجود در طبیعت الماس یکی از بهترین هادی های حرارتی است.

تحت شرایط عادی، فشار و دمای موجود در سطح زمین، الماس به طور دما پویا بی ثبات است و به آسانی تبدیل به گرافیت می شود. بله درست متوجه شده اید الماس ها تبدیل به گرافیت می شوند. اما مراحل این تبدیل به قدری آهسته صورت می گیرد که ما متوجه آن نمی شویم.

اکثر ذخایر طبیعی موجود الماس در افریقا قرار دارد.

هرساله حدود 26000 کیلوگرم معادل (57000 پوند ) در سراسر دنیا الماس استخراج می شود که ارزش آن ها برای کمپانی های پر قدرتی که تولید الماس را تحت کنترل دارند میلیون ها دلار است.

بعد از سنگ Jemstone ، الماس یکی از پرطرفدارترین سنگ هاست که متناوباً در جواهراتی مثل انگشتر و گردنبند استفاده می شود علاوه بر نایاب بودن الماس، این سنگ به آسانی در جواهرات جایگزین می شود، به راحتی قابل براق شدن است و تنها توسط الماسی دیگر قابل خراشیدن است.

الماس ها بادقت قابل ملاحظه ای بریده شده تا هر قطعه خاص از الماس جلای خیره کننده و قابل توجهی داشته باشد.

هر الماس به نسبت برش آن ها، رنگ، عیار و شفافیت قیمت گذاری می شود.

طی سال ها الماس های زیادی که بسیار گران قیمت نیز بوده اند معروف شده اند که چهارتای آن ها به ترتیب زیر است.

الماس کوه نور که در هند پیدا شد و زمانی فکر می کردند که بزرگترین الماس دنیا است . الان بخشی از جواهرات تاج ملکه انگلیس است که در تاور لندن قرار دارد.

 الماس Hope  (آرزو ) که قیرات آن 52/45 است و به دلیل وجود برون  (Boroun) در ساختار کریستالی آن به رنگ آبی است.

درمعدن کیمبرلی در جنوب افریقا ، الماس زرد رنگ تیفانی به وزن حیرت انگیز 42/287   پیدا شد که بعدها به خریدار جواهری به نام چارلز تیفنی در نیویورک فروخته شد و بعدها آن را به شکل بالشتکی به عیار 54/128 (معادل 708/25 گرم ) و 90 تراش برای نشان دادن زیبایی آن  برش دادند.

این الماس توسط یک برده در یکی از معدن های هند پیدا شد 64/140 قیرات داشت. (1/28 گرم ) این الماس که Regret  نامیده شد، درگیر با یک داستان حماسی که در آن یک تاجر دریایی انگلیسی و یک شاهزاده فرانسوی دخیل بودند شد. 

الآن در موزه لوور فرانسه از سال 1887 به معرض نمایش گذاشته شده است.

الماس در فرم طبیعی آن بیلیون ها سال تحت فشار و گرمای زیاد طول می کشد تا شکل بگیرد. آن ها اغلب با یک فوران آتش نشانی به روی سطح زمین آورده می شوند.

در سال 1940 تحقیقاتی درباره تکنولوژی الماس ترکیبی صورت گرفت ودرسال 1950اولین الماس ترکیبی تولید شد.

شیوه های مختلفی برای ایجاد الماس ترکیبی وجود دارد که شامل ترکیب فشار زیاد و دمای زیاد ، تبخیر شیمیایی  و انفجار ترکیبی ( منفجر کردن واقعی کربن  برای به وجود آمدن دانه های بسیار ریز الماس ).

این ماده ترکیبی که به عنوان مربع زیرکونیا شناخته شده است یک شکل کریستالی از دی اکسید زیرکونیوم است (ZrO₂) . به دلیل ویژگی هایش که علاوه بر سختی آن، بدون عیب و بدون رنگ بودن آن، همچنین ارزان و بادوام نیز هست الماس نام گرفته است.

حقایقی در باره نیتروژن

حقایق جالب توجه مربوط به نیتروژن را مطالعه کنید و درباره گازی که هوای قابل تنفس برای شما را فراهم می سازد بیش تر بدانید.

 نیتروژن عنصری خارق العاده است که دارای  ویژگی های منحصر به فرد است و در مواد منفجره، داروهای بیهوشی، باروری،  و هم چنین مسابقات ماشین سواری مورد استفاده قرار می گیرد.

با مطالعه حقایق جالب توجه در باره اتم نیتروژن، نیتروژن مایع ، اکسید نیتروژن  اسید نیتریک و نیتروگلیسرین و چیزهای دیگر آگاه شوید.

نیتروژن عنصری شیمیایی با علامت اختصاری N  است که عدد اتمی آن 7 می باشد.

تحت شرایط معمولی نیتروژن گازی بدون رنگ، بو و مزه است .

نزدیک به 78% از هوایی که تنفس می کنیم از نیتروژن تشکیل شده است.

نیتروژن در همه موجودات زنده از جمله بدن انسان و گیاهان وجود دارد.

نیتروژن برای نگه داشتن طولانی مدت غذا به صورت بسته بندی و یا فله کاربرد دارد. هم چنین برای ساخت قطعات الکترونیکی، اهداف صنعتی و بسیاری مقاصد مفید دیگر استفاده دارد.

بیش از 98% اتمسفری که تیتان (TITAN ) بزرگ ترین ماه زحل را دربر گرفته است از نیتروژن تشکیل شده است. در منظومه خورشیدی ما تنها این ماه است که دارای اتمسفری متراکم است.

در دمای پایین نیتروژن به صورت مایع است. نیتروژن مایع در77 کلوین معادل (196- درجه سانتیگراد و 321- درجه فارنهایت ) به راحتی قابل جابه جایی است و کاربردهای زیادی دارد. نگهداری مواد در دمای پایین، در زمینه علم برودت شناسی  ) علمی که در آن به عکس العمل مواد در دمای بسیار پایین می پردازد )، هم چنین به عنوان عامل سرد کننده در کامپیوتر ( مایعی که از آن استفاده می شود تا از بالا رفتن دما در کامپیوتر جلوگیری کند)، ازبین برنده زگیل نیز بوده و بسیاری چیزهای دیگر.

در بیماری کم فشاری ( که به آن بندز نیز گفته می شود ) نیتروژن به صورت حباب هایی درون رگ های انتقال خون و دیگر قسمت های مهم بدن ایجاد می شود که در آن شخص به هنگام غواصی به طور ناگهانی دچار بی فشاری می شود مشابه با چیزی که فضانوردان و یا کسانی که در هواپیماهای کم فشار کار می کنند با آن رو به رو می شوند.

اکسید نیتروس (که به آن گاز خنده آور نیز گفته می شود با فرمول شیمیایی N₂O ) در بیمارستان ها وکلینیک های دندانپزشکی به عنوان بیهوش کننده مورد استفاده قرار می گیرد . (در جراحی های مختلف به عنوان از بین برنده و کاهش دهنده درد و هوشیاری عمومی کاربرد دارد.)

اکسید نیتروس هم چنین در مسابقات موتورسواری برای افزایش قدرت موتور و سرعت وسیله نقلیه استفاده می شود که در این صورت به آن نیتروس یا NOS  گفته میشود .

اکسید نیتروس یکی از گازهای گلخانه ای قابل توجه واز آلاینده های هوا است . تاثیر آن از نظر وزنی 300 برابر بیشتر از دی اکسید کربن است.

نیتروگلیسرین مایعی است که در ایجاد انفجار مانند دینامیت مورد استفاده قرار می گیرد واغلب در صنایع ساخت وساز ونظامی کاربرد دارد.

اسید نیتریک (HNO₃) اسیدی قوی است که غالبا در عمل لقاح استفاده می شود.

آمونیا (HN₃ ) یکی دیگر از ترکیبات نیتروژن است که بیش تر در عمل بارورسازی مصرف می شود.

حقایقی درباره کربن

کربن نقشی اساسی در دنیای ما ایفا می کند از دی اکسید کربن موجود در هوا گرفته تا گرافیت  (کربن ) موجود در مداد شما، همه جا می توانید آثار آن را بیابید. در این مقاله شما می توانید درباره کاربردهای بیشتر کربن، اتم کربن، ویژگی های آن ، هیدروکربن ها، ساختار کربن، بافت کربن ، منوکسید کربن ، ردپای کربن در شما و حقایق جالب توجه دیگر اطلاع کسب کنید.

علامت شیمیایی عنصر کربن C  است و عدد اتمی آن 6 می باشد.

کربن از کلمه لاتین کربو به معنای ذغال گرفته شده است.

 

کربن تعداد زیادی ترکیب را به وجود می آورد که از ترکیبات دیگر عناصر خیلی بیشتر است. به دلیل توانایی کربن در برقراری پیوند با دیگر عناصر غیر فلزی، اغلب از آن به عنوان ماده سازنده حیات نام می برند.

در حالی که کربن ترکیبات متفاوتی را به وجود می آورد ولی عنصری بدون واکنش است.

کربن دارای شکل های متفاوتی است سه نوع آن دارای ساختمانی نامشخص است. (ذغال ، دوده و غیره )، الماس و گرافیت.

گرافیت و الماس ویژگی های بسیار متفاوتی دارند. الماس بسیار شفاف و دارای جنسی سخت است. در حالی که گرافیت بسیار نرم و سیاه است ( به اندازه ای نرم است که با آن روی کاغذ می نویسند. )

از گرافیت به عنوان یک عایق حرارتی استفاده می شود ( گرما را به میزان کم تری منتقل می کند. ) گرافیت هم چنین یک رسانای خوب و الکتریسیته است.

اتم های کربن در گرافیت به شکل شش ضلعی تخت ولایه به لایه بر روی صفحه قرار گرفته است. 

از نظر فراوانی کربن چهارمین عنصر موجود در جهان است. (بعد از هیدروژن –هلیوم و اکسیژن ). در پوسته زمین پانزدهمین عنصر فراوان موجود است و در بدن انسان دومین عنصر فراوان است. (البته بعد از اکسیژن )

کربن دارای بالاترین درجه ذوب در بین دیگر عناصر است. حدود 3500 درجه سانتیگراد (3773 کلوین و 6332 درجه فارنهایت )

هیدروکربن ها ترکیبات آلی هستند که از مولکول هایی با خصیصه های هیدروژن و کربن تشکیل شده اند.

ساده ترین ترکیب هیدروکربن متان با فرمول شیمیایی ( CH₄) است.

کربن در تمدن های اولیه انسانی به صورت ذغال چوب و دوده کشف شد.

«ردپای کربن » جمله ای است که معنای آن در ارتباط با گازهای گلخانه ای منتشر شده توسط یک کشور، موسسه و یاشخص خاصی است.

چرخه کربن فرآیندی است که در آن کربن در همه جای زمین علی الخصوص در سیستم های حیاتی آن رد و بدل می شود.

این امری بسیار مهم و حیاتی روی زمین است که به کربن این امکان را می دهد که پیوسته در حال بازیافت و یا استفاده مجدد باشد.

دراتمسفر زمین، کربن به صورت دی اکسید کربن (CO₂ ) یافت می شود. اگرچه حجم کمی از اتمسفر را اشغال می کند، ولی نقشی اساسی در این باره دارد. از جمله این که توسط گیاهان در زمان فتوسنتز مورد استفاده قرار می گیرد.

منوکسید کربن (CO ) برای انسان و حیوان بسیار سمی است و در شرایطی که اکسیژن به اندازه کافی برای شکل گیری دی اکسید کربن نیست منوکسید شکل می گیرد. در بسیاری از کشورهای سراسر دنیا مسمومیت با منوکسید کربن یکی از متداول ترین و کشنده ترین مسمومیت هاست.

بافت کربن ماده ای بسیار سخت است که از بافت های نازک که عمدتاٌ از اتم های کربن که به صورت کریستال های میکروسکوپی به هم پیوند شده اند و در مواردی که استقامت بالا و وزن کم مورد نیاز است مورد استفاده قرار می گیرد.

سوخت های فسیلی مانند گاز متان ویا نفت خام ( بنزین ) نقش مهمی در اقتصاد مدرن ایفا می کند.

پلاستیک از مشتقات پلی مرهای کربن به وجود می آید. کربن به عنوان یک آلیاژ با آهن ترکیب می شود مثل استیل کربن.

گرافیت و خاک رس برای ساخت مغز مداد استفاده می شود.

ذغال چوب اکثراٌ برای کباب کردن غذا در منقل استفاده می شود.