زمین شناسی کاربردی

دکتر علیرضا حاجیان 

استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌‌‌آباد می‌‌‌باشد. ایشان دارای مدرک دکتری تخصصی ژئوفیزیک می‌‌‌باشد و تاکنون بیش از ده‌‌‌ها مقاله ISI و ISC در ژورنال‌‌‌های معتبر، 65 مقاله در کنفرانس‌‌‌های ملی و بین‌‌‌المللی، 20 کارگاه آموزشی و بیش از 4 ثبت اختراع داشته و جوایز متعددی را در زمینه‌‌‌های پژوهشی اخذ نموده که از آن جمله می‌‌‌توان به: دریافت تقدیرنامه از معاون پژوهشی بعثه مقام معظم رهبری 1389، مدال طلای مسابقات بین‌‌‌المللی اختراعات 2014 شیراز، کسب جایزه طرح برتر در جشنواره ملی ایده‌‌‌های نو و کارآفرین اصفهان 1389، رتبه دوم پژوهشگر برتر در بین دانشگاه‌‌‌های آزاد منطقه چهار کشور 1388، رتبه دوم مسابقات ملی موشك‌‌‌های آبی 1392، عضو افتخاری بخش اساتید انجمن زمین‌‌‌شناسی آمریكا 2012 و دریافت گواهی سطح بالای دانشجویان همکار دوره دکتری از دانشگاه کیل انگلستان اشاره نمود. وی در سال‌‌‌های 2010 و 2011 برای دو سال متوالی به عنوان Chairman Session در کنفرانس بین‌‌‌المللی انجمن علوم زمین آسیا ـ اقیانوسیه AOGS در کره جنوبی و تایوان و نیز داور ژورنال تخصصیEnvironmental Geophysics در آمریكا در سال 2014 انتخاب شد. ایشان از مبدعان کاربرد روش‌‌‌های عصبی ـ فازی در میکروگراویمتری می‌‌‌باشند. پروفسور پیتر استایلز در کتاب معروف خود با نام Environmental Geophysics از دکتر حاجیان به عنوان بنیانگذار استفاده از روش‌‌‌های نوین عصبی ـ فازی در گرانی‌‌‌سنجی یاد نموده است.
مهندس پوریا جندقیان 

دارای مدرک کارشناسی ارشد ژئوفیزیک می‌‌‌باشد. از جمله فعالیت‌‌‌های پژوهشی ایشان نگارش ده‌‌‌ها مقاله در زمینه ژئوفیزیک، زمین‌‌‌شناسی و آب‌‌‌شناسی می‌‌‌باشد. برگزاری چندین کارگاه آموزشی و شرکت در بیش از یکصد پروژه ژئوفیزیکی، زمین‌‌‌شناسی، زیست‌‌‌محیطی و اکتشاف آب‌‌‌های زیرزمینی از فعالیت‌‌‌های نامبرده است. انجام مطالعات زمین‌‌‌شناسی مهندسی و زیرسطحی در پروژه‌‌‌های عمرانی، تدریس در دانشگاه و تالیف کتاب در زمینه آب‌‌‌های زیرزمینی از دیگر فعالیت‌‌‌های ایشان است. از مهمترین موارد تحقیقاتی ـ کاربردی ایشان می‌‌‌توان به احیاء چندین قنات در مناطق مختلف کشور و مطالعات آب‌‌‌شناسی در مناطق مختلف اشاره کرد.

به نام آنکه هستی نام از او یافت       فلک جنبش، زمین آرام از او یافت
پیشگفتار
ما در دنیایی زندگی می‌‌‌کنیم که وابستگی کامل به منابع زمینی و معدنی دارد و اگر لحظه‌‌‌ای این منابع را از زندگی بشر امروز حذف نمائیم باز هم باید غارها سرپناه، چهارپایان وسیله حمل و نقل، شکار و میوه درختان غذا و سنگ چخماق ابزار کار او باشد.
جای هیچ‌‌‌گونه تردیدی نیست که تمدن و تکنولوژی بشر امروز بدون منابع معدنی سرابی بیش نخواهد بود. کشور ما از جمله کشورهایی است که اقتصاد آن بر پایه منابع زیرزمینی از جمله نفت و گاز، و مواد معدنی دیگر می‌‌‌چرخد. اگر ما خود نتوانیم به اکتشاف این منابع عظیم ثروت بپردازیم نخواهیم توانست به‌‌‌طور کامل و به‌‌‌موقع از این منابع خدادادی استفاده کنیم، و از طرفی ما در سرزمینی زندگی می‌‌‌کنیم که بر روی کمربند زمین‌‌‌لرزه قرار دارد و منابع آب آن اکثراً زیرزمینی  و نیاز جدی به مهار آب‌‌‌های سطحی داریم و اگر نیروی انسانی متخصص در این زمینه نداشته باشیم با خطر جدی روبرو خواهیم شد و جبران این مشکل کاری بس دشوار می‌‌‌باشد.
زمین‌شناسی علم مطالعه زمین، مواد تشكیل‌‌‌دهنده آن، ساختار این مواد و فرآیندهایی است كه در طول زمان بر آن تأثیر گذاشته‌اند و می‌گذارند. این علم شامل مطالعه موجودات زنده ای می‌گردد كه بر روی سیاره ما می‌زیسته‌اند. بخش بسیار مهمی از زمین‌شناسی مطالعه چگونگی تغییر مواد، ساختارها، فرآیندها و موجوداتی است كه در طول زمان تغییر یافته‌اند. زمین‌شناسان برای درك بهتر تاریخ زمین تلاش می‌كنند تا هرچه بهتر بتوان تاریخ گذشته زمین را بازسازی نمود، و فرآیندها و حوادث آینده را پیش‌بینی كرد.
زمین‌‌‌شناسی در علوم مختلف کاربردهای متفاوتی دارد که در زیر به نمونه‌‌‌هایی از کاربرد زمین‌‌‌شناسی در علوم مختلف اشاره می‌‌‌کنیم.
 
کاربردهای زمین‌‌‌شناسی در زمین‌‌‌شناسی مهندسی
شاخه‌‌‌ای از علم زمین‌‌‌شناسی و ژئوتکنیک است که به کاربرد زمین‌‌‌شناسی مهندسی در مسائل مهندسی و پروژه‌‌‌های عمران از قبیل سدسازی، تونل‌‌‌سازی، جاده‌‌‌سازی و سایر پروژه‌‌‌های بزرگ عمرانی می‌‌‌پردازد. در این رشته، خواص مهندسی خاک و سنگ، مقاومت زمین‌‌‌های مختلف، پایداری شیب‌‌‌ها و وضعیت آب‌‌‌های زیرزمینی در ارتباط با اجرای پروژه‌‌‌های مهندسی مورد توجه قرار می‌‌‌گیرد.
عدم آشنایی با علم زمین‌‌‌شناسی مهندسی و یا سهل‌‌‌انگاری در بهره‌‌‌گیری از این علم در اجرای پروژه‌‌‌های عمرانی می‌‌‌تواند به ایجاد خسارت‌‌‌های جانی و مالی منجر گردد و یا اینکه باعث گردد که اجرای پروژه با صرف هزینه‌‌‌های اضافی و سنگینی همراه گردد. بنابراین با انجام بررسی‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی و به خصوص زمین‌‌‌شناسی مهندسی که زیربنای پروژه‌‌‌های اجرایی و ساختمانی در مهندسی عمران به حساب می‌‌‌آید، می‌‌‌توان از بروز مشکلات و صرف هزینه‌‌‌های اضافی و حادث شدن اتفاقات غیرمنتظره جلوگیری به عمل آورد. لذا ضروری است که قبل از اجرای پروژه‌‌‌های عمرانی بزرگ به مطالعه زمین‌‌‌شناسی ناحیه در مقیاس وسیع اقدام گردد.
 
کاربردهای زمین‌‌‌شناسی در سدسازی
سدها سازه‌‌‌هایی هستند که برای به تله انداختن و محصور نمودن آب احداث می‌‌‌شوند. سدها برای مقاصد مختلفی چون ذخیره کردن آب برای مصارف شهری یا کشاورزی، تولید نیروی الکتریسیته، مقابله با سیل، کشتیرانی، پرورش ماهی و مانند آن ایجاد می‌‌‌شوند. بسیاری از سدها حالتی چندمنظوره دارند و به‌‌‌طور همزمان به صورت‌‌‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌‌‌گیرند. بررسی‌‌‌های دقیق ژئوفیزیکی زیرسطحی از اهمیت شایان توجهی در انتخاب ساختگاه سد برخوردار است.
 
کاربردهای زمین‌‌‌شناسی در اکتشاف نفت 
برای اکتشاف نفت ابتدا مدارک و شواهد و زمین‌‌‌شناسی، همچنین جغرافیای محیطی و پی‌‌‌جویی‌‌‌های ژئوفیزیکی و چاه‌‌‌پیمائی را مورد مطالعه قرار داده و پس از اینکه چاه‌‌‌های آزمایشی حفر گردید و از وجود نفت اطمینان حاصل کردند، شروع به استخراج نفت می‌کنند.
 
کاربردهای زمین‌‌‌شناسی در زمین‌‌‌شناسی ساختمانی
به دلیل افزایش پروژه‌‌‌های ساختمانی و گسترش ایجاد فضاهای زیرزمینی و تونل‌‌‌ها و احداث سدها و پالایشگاه‌‌‌ها و شهرک‌‌‌های صنعتی، لزوم مطالعات و بررسی‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی و به خصوص زمین‌‌‌شناسی مهندسی و مکانیک خاک و مکانیک سنگ در انجام امور ساختمانی ضرورت بیشتری پیدا کرده است و بایستی برحسب نوع سازه و تأثیر ساختمان‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی، در پایداری و یا ناپایداری آن سازه، به مطالعه و شناسایی ساختمان‌‌‌های مختلف زمین اقدام نمود و نقش هر یک از آن‌‌‌ها را در انجام عملیات ساختمانی مورد مطالعه و شناسایی قرار داد. ساختمان‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی از عواملی هستند که در رفتار سازه‌‌‌های مهندسی اثر بسزایی دارند. زیرا به هنگام احداث سازه‌‌‌ها، ساختمان‌‌‌ها بر روی زمین ساخته می‌‌‌شوند که به هرحال در شرایط طبیعی نمی‌‌‌تواند عاری از هرگونه ساختمان‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی باشد و به خصوص چنانچه شرایط ساختمان‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی نامناسب باشد، می‌‌‌تواند اثر سوء بیشتری در ناپایداری و تخریب سازه‌‌‌ها داشته باشد.
 
کاربردهای زمین‌‌‌شناسی در زمین‌‌‌ساخت
به‌‌‌طورکلی زلزله عبارت است از ارتعاش بخشی از پوسته جامد زمین که به دلیل آزاد شدن ناگهانی انرژی حاصل از شکسته شدن بخشی از پوسته و یا تغییر شکل بخش زیرین پوسته که بنام
گوشته معروف است حاصل می‌‌‌گردد. همچنین با توجه به نظریه جابجایی قاره‌‌‌ها و تکتونیک صفحه‌‌‌ای نیز تغییراتی در پوسته زمین به دلیل حرکت صفحات زمین صورت می‌‌‌گیرد. این حرکات می‌‌‌توانند عامل بروز برخی از زلزله‌‌‌ها باشند. با توجه به این که عمق کانون زلزله‌‌‌ها متفاوت می‌‌‌باشد و این عمق به شرایط زمین‌‌‌شناسی هر منطقه بستگی دارد لذا، مطالعه حرکت صفحات و ساختمان‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی به ویژه گسل‌‌‌ها و ... در شناخت زلزله و تعیین مکان و کانون آن مؤثر است.
 
کاربردهای زمین‌‌‌شناسی در مکانیک سنگ
مکانیک سنگ عبارت است از علمی که به شناخت رفتار و ویژگی‌‌‌های مکانیکی و مهندسی سنگ‌‌‌ها پرداخته و چگونگی رفتار یا واکنش سنگ را در برابر تغییرات تنش در زمین مورد بحث قرار می‌‌‌دهد. اگرچه ممکن است تعریف فوق گویای تمام موارد و مسائلی نباشد که در علم مکانیک سنگ مورد بحث و بررسی قرار می‌‌‌گیرد، ولی به هرحال در این علم بیشتر خواص و رفتار مهندسی سنگ و واکنش‌‌‌های آن‌‌‌ها در برابر میدان‌‌‌های تنش و تغییرات آن مورد توجه می‌‌‌باشد، که در این راستا زمین‌‌‌شناسی مهندسی می‌‌‌تواند اطلاعات خوبی در اختیار مهندسان مکانیک سنگ قرار دهد تا آن‌‌‌ها را یک گام جلوتر ببرد.
 
کاربردهای زمین‌‌‌شناسی در مکانیک خاک
به‌‌‌طورکلی، تعریف خاک از دیدگاه رشته‌‌‌های مختلف ممکن است تا حدودی متغیر باشد. به عبارتی تعریفی که یک متخصص کشاورزی از خاک می‌‌‌کند با تعریفی که یک زمین‌‌‌شناس از خاک دارد ممکن است تا حدودی متغیر باشد، به‌‌‌نحوی که از دیدگاه زمین‌‌‌شناسی خاک عبارت است از مواد سست و جدا از هم که از تجزیه و تخریب سنگ‌‌‌های سطحی پوسته زمین حاصل شده باشد. در حالی که از دیدگاه یک مهندس سازه، خاک عبارت است از هرگونه مواد معدنی تحکم نیافته‌‌‌ای که از ذرات جامد و مجزا از اعم تشکیل شده است و فضای بین آن‌‌‌ها را هوا یا سایر گازها و یا مایعات اشغال کرده باشد. لذا از تعریف فوق چنین برداشت می‌‌‌گردد که از دیدگاه مهندسی بیشتر خواص فیزیکی و مکانیکی خاک مورد نظر است. در حالی که از دیدگاه زمین‌‌‌شناسی بیشتر منشأ و خواص مینرالوژیکی خاک مورد نظر است، که همین تفاوت‌‌‌ها باعث ارتباط و درآمیخته‌‌‌شدن این دو رشته شده است.
در قرآن و دیگر کتب آسمانی اشارات متعددی به پدیده‌‌‌های مرتبط به علوم زمین شده است و این خود نشان از اهمیت این علم داشته و ما را به سمت و سوی فراگیری کاربردی‌‌‌تر و به شکل عام‌‌‌تر این دانش راهنمایی می‌‌‌کند. در زیر به چند مورد از این آیات اشاره‌‌‌هایی خواهیم کرد:
در مورد چگونگی تشکیل باران به‌‌‌طور مختصر می‌‌‌توان گفت که باران و برف در نتیجه چندین فرآیند تشکیل می‌‌‌شود. ابتدا ابرهای کومولونیمبوس در نتیجه باد و جمع شدن توده‌‌‌های کومولوس
به‌‌‌هم چسبیده شده و ابر کومولونیمبوس را تشکیل می‌‌‌دهند و کریستال‌‌‌های آب تجمع پیدا کرده و افزایش می‌‌‌یابند. در نتیجه فشار و برخورد ابرها و افزایش وزن آن‌‌‌ها باران تشکیل می‌‌‌شود و قطرات آب به پایین سقوط می‌‌‌کند. در قرآن کریم نیز اشارات متعددی به نحوه تشکیل باران شده مثلاً در سوره نباء آیه 14 به تراکم و فشار ابرها اشاره شده است:
وَأَنزَلْنَا مِنَ الْمُعْصِرَاتِ مَاء ثَجَّاجًا
و از ابرهاى متراکم آبى ریزان فرود آوردیم.
یا در سوره روم آیه 48 به‌‌‌طور دقیق و منظم به هر سه مرحله تشکیل ابر در قرآن اشاره شده است:
اللَّهُ الَّذِی یُرْسِلُ الرِّیَاحَ فَتُثِیرُ سَحَابًا فَیَبْسُطُهُ فِی السَّمَاء کَیْفَ یَشَاءُ وَیَجْعَلُهُ کِسَفًا فَتَرَى الْوَدْقَ یَخْرُجُ مِنْ خِلَالِهِ فَإِذَا أَصَابَ بِهِ مَن یَشَاءُ مِنْ عِبَادِهِ إِذَا هُمْ یَسْتَبْشِرُونَ
خدا همان کسى است که بادها را مى‏فرستد و ابرى برمى‏انگیزد و آن را در آسمان هرگونه بخواهد مى‏گستراند و انبوهش مى‏گرداند پس می‌‌‌بینى باران از لابلاى آن بیرون مى‏آید و چون آن را به هر کس از بندگانش که بخواهد رسانید بناگاه آنان شادمانى مى‏کنند.
همچنین در سوره نور آیه 43 نیز به این مساله اشاره شده است:
أَلَمْ تَرَ أَنَّ اللَّهَ یُزْجِی سَحَابًا ثُمَّ یُؤَلِّفُ بَیْنَهُ ثُمَّ یَجْعَلُهُ رُکَامًا فَتَرَى الْوَدْقَ یَخْرُجُ مِنْ خِلَالِهِ وَیُنَزِّلُ مِنَ السَّمَاءِ مِن جِبَالٍ فِیهَا مِن بَرَدٍ فَیُصِیبُ بِهِ مَن یَشَاءُ وَیَصْرِفُهُ عَن مَّن یَشَاءُ یَکَادُ سَنَا بَرْقِهِ یَذْهَبُ بِالْأَبْصَارِ
آیا ندانسته‏اى که خدا[ست که] ابر را به آرامى مى‏راند سپس میان [اجزاء] آن پیوند مى‏دهد آنگاه آن را متراکم مى‏سازد پس دانه‏هاى باران را مى‏بینى که از خلال آن بیرون مى‏آید و [خداست که] از آسمان از کوه‌‌‌هایى [از ابر یخ‏زده] که در آن‌‌‌جاست تگرگى فرو مى‏ریزد و هر که را بخواهد بدان گزند مى‏رساند و آن را از هر که بخواهد باز مى‏دارد نزدیک است روشنى برقش چشمها را ببرد.
اقیانوس‌‌‌شناسان به تازگی کشف کرده‌اند که وقتی دو دریا به هم می‌‌‌رسند با یکدیگر ترکیب نمی‌‌‌شوند آب دو دریای همسایه به دلیل وجود نیروی کشش سطحی ترکیب نمی‌‌‌شوند. آب دریاهای مختلف غلظت‌‌‌های متفاوتی با هم دارند و کشش سطحی ایجاد می‌‌‌کنند گویی که دیواره نازکی بین آن دو برپا شده است. در اقیانوس اطلس جریان آب شیرینی وجود دارد که آن را گلف‌‌‌استیریم می‌‌‌نامند. این جریان عظیم از سواحل آمریکای مرکزی حرکت می‌‌‌کند و سراسر اروپا را طی کرده و به سواحل اروپای شمالی می‌‌‌رسد. عرض این جریان 150 کیلومتر و عمقش حدود 800 متر و سرعتش 160 کیلومتر می‌‌‌باشد و حرارت آن با آب‌‌‌های اطرافش 10 تا 15 درجه تفاوت دارد و در آن‌‌‌جا هزاران کیلومتر آب وجود دارد که با آب‌‌‌های اطراف خود مخلوط نمی‌‌‌شوند و در آن‌‌‌ها موجودات زنده هم زندگی می‌‌‌کنند. این خاصیت در بسیاری از رودخانه‌‌‌ها از جمله رودخانه‌‌‌های کشور خودمان نیز وجود دارد.
همچنین در کشور مصر نیز هیأتی اکتشافی از دانشگاه مصر دریافتند که آب‌‌‌های خلیج عقبه از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی با آب‌‌‌های دریای احمر تفاوت دارند و با آن مخلوط نمی‌‌‌شوند، همچنین در جایی که دریای احمر به اقیانوس هند می‌‌‌رسد نیز این خاصیت وجود دارد. این پدیده در دریای مدیترانه و اقیانوس اطلس که در تنگه جبل‌‌‌الطارق به هم می‌‌‌رسد دیده می‌‌‌شود اما به دلایلی مانند دما میزان شوری و شیرینی از هم جدا می‌‌‌شوند. تصویری مربوط به تنگه جبل‌‌‌الطارق است که 13 کیلومتر بین دریای مدیترانه و آتلانتیک مرز وجود دارد که از همدیگر جدا می‌‌‌شوند. در شهر توریستی اسکاگن در دانمارک در جایی که دریای بالتیک و شمالی به هم می‌‌‌پیوندند این پدیده دیده می‌‌‌شود.
سوره مبارکه فرقان آیه 53:
و هو الذی مَرَجَ البحرینِ هذا عَذبٌ فُراتٌ و هذا مِلحً اُجاجً وَ جَعَلَ بَینَهما بَرزَخا و حِجراً مَهجوراً
و اوست کسی که دو دریا را موج زنان به سوی هم روان کرد این یکی شیرین و آن یکی شور و تلخ است و میان آن‌‌‌دو حریمی استوار قرار داد.
سوره مبارکه فاطر آیه 12:
وَمَا یَسْتَوِی الْبَحْرَانِ هَذَا عَذْبٌ فُرَاتٌ سَائِغٌ شَرَابُهُ وَهَذَا مِلْحٌ أُجَاجٌ وَمِن کُلٍّ تَأْکُلُونَ لَحْمًا طَرِیًّا وَتَسْتَخْرِجُونَ حِلْیَةً تَلْبَسُونَهَا وَتَرَى الْفُلْکَ فِیهِ مَوَاخِرَ لِتَبْتَغُوا مِن فَضْلِهِ وَلَعَلَّکُمْ تَشْکُرُونَ
 این دو دریا یکسان نیستند: یکی آبش شیرین و گواراست و یکی شور و تلخ، از هر دو گوشت تازه می‌‌‌خورید، و از آن‌‌‌ها چیزهایی برای آرایش تن خویش بیرون می‌‌‌کشید و می‌‌‌بینی که کشتی‌‌‌ها برای یافتن روزی و غنیمت، آب را می‌‌‌شکافند و پیش می‌‌‌روند، باشد که سپاسگزار باشید.
دانشمندان معتقد هستند که زمین در ابتدا مانند خورشید یک سیاره بود که از مواد مذاب ساخته شده بود سپس به تدریج سرد و متراکم شد خورشید و بقیه سیارات نیز به تدریج سرد و متراکم می‌‌‌شوند و سپس حیات بر روی کره زمین بوجود آمد. اطلاعاتی که ماهواره کپلر 9 ناسا در مورد اندازه اولیه زمین و ژوپیتر ارائه داد مشخص شد سایز زمین اولیه 2000 بار بزرگ‌‌‌تر از اندازه امروزی آن بوده است.
در سوره رعد آیه 41 به این موضوع اشاره شده است: آیا ندیده‌اند که ما[همواره]مى‏آییم و از اطراف این زمین مى‏کاهیم و خداست که حکم مى‏کند براى حکم او بازدارنده‏اى نیست و او به سرعت ‏حسابرسى مى‏کند.
و نکته جالب دیگر این آیه این است که به دلیل گسترش کائنات و فاصله گرفتن سیارات از یک دیگر متراکم شدن ستارگان و سیارات از جمله زمین امروز هم ادامه دارد و در این آیه از فعل حال استفاده شده است یعنی این کار هنوز هم ادامه دارد که دقیقاً با علم روز مطابقت دارد.
آیات متعدد دیگری در کلام‌‌‌الله مجید در مورد پدیده‌‌‌های زمین‌‌‌شناسی وجود دارد که بسیاری از آن‌‌‌ها در زمان حاضر به اثبات رسیده و راهنمای مناسبی جهت مطالعات گسترده زمین‌‌‌شناسی را پیش‌‌‌روی دانشمندان و محققان این علم قرار داده است.
در این کتاب تلاش شده است که به مجموعه زمین‌‌‌شناسی تا حد امکان به صورت کاربردی بپردازیم به گونه‌‌‌ای که خوانندگان گرامی بتوانند در زمینه‌‌‌های تخصصی خود از آن عملاً بهره جویند. در این راستا از اساتید بزرگوار، محققین گرامی و دانشجویان ارجمند خواهشمندیم نظرات و انتقادات خود را در زمینه مطالب کتاب به اطلاع مؤلفین برسانند تا بتوانیم با راهنمایی‌‌‌های مخاطبین محترم در تکمیل کتاب در چاپ‌‌‌های بعدی اقدام نمائیم.
در پایان مؤلفین لازم می‌‌‌دانند از زحمات مدیریت محترم انتشارات ارکان دانش جناب آقای مهندس محمد ترابیان که امکان چاپ این اثر را فراهم نمودند و همچنین سرکار خانم نسرین مختاری مدیر داخلی انتشارات که در مراحل مختلف آماده‌‌‌سازی کتاب به ویژه بازخوانی نهایی متن قبول زحمت کردند و از سرکارخانم‌‌‌ها سمیه جعفریان و فاطمه چلمقانی در تنظیم و صفحه‌‌‌آرایی متن و نفیسه اورک‌‌‌شیرانی بخاطر طراحی شکیل جلد کتاب تشکر و قدردانی نمایند.
دکتر علیرضا حاجیان، مهندس پوریا جندقیان
تابستان 1393
A.hajian@iaun.ac.ir
P_jandaghiyan@yahoo.com

فصل اول: منظومه ‌شمسی 
1-1- زمین در فضا
1-2- منظومه شمسی
1-3- حرکت سیارات منظومه شمسی
1-4- منشأ احتمالی پیدایش زمین
1-5- شکل‌گیری منظومه شمسی از دید دینامیک
1-6- شکل‌گیری منظومه شمسی از دید شیمی
1-7- ساختار درونی سیارات
1-8- سن زمین
1-9- اکتشافات و اثبات کرویت زمین
1-10- تعاریف اجزای تشکیل‌دهنده جهان
1-10-1- تعریف ستاره
1-10-2- تعریف سیارات
1-10-3- تعریف سیارک‌ها
1-10-4- اقمار
1-10-5- ستارگان دنباله‌دار
1-10-6- شهاب سنگ‌ها
1-11- کهکشان‌ها
1-12- واحدهای اندازه‌گیری در نجوم
1-13- حرکات زمین
1-14- مدارها و نصف‌النهارها
1-15- طول و عرض جغرافیایی
1-16- موقع و موقعیت جغرافیایی
1-17- اختلاف ساعت
1-18- خط بین‌المللی
1-19- سیارات منظومه شمسی
1-19-1- عطارد
1-19-2- زهره
1-19-3- مریخ
1-19-4- زحل
1-19-5- مشتری
1-19-6- اورانوس
1-19-7- نپتون
1-19-8- پلوتو
 
فصل دوم: ساختمان درونی زمین
2-1- ساختمان زمین
2-1-1- پوسته
2-1-2- گوشته (جبه)
2-1-3- هسته
2-2- ناپیوستگی‌های موجود در ساختمان زمین
2-3- ایزوستازی
2-4- تقسیم‌بندی سنگ‌ها
2-4-1- سنگ‌های آذرین
2-4-2- سنگ‌های رسوبی
2-4-3- سنگ‌های دگرگونی
2-5- درباره‌ی کانی‌ها
2-5-1- تاریخچه
2-5-2- کانی چیست؟
2-5-3- اهمیت اقتصادی کانی‌ها
2-6- شناسایی انواع کانی‌ها
2-6-1- جلا
2-6-2- رنگ و رنگ خاکه
2-6-3- سختی
2-6-4- رخ
2-6-5- شکستگی
2-6-6- چگالی نسبی
2-6-7- خواص مغناطیسی
2-6-8- طعم، بو و لمس
2-6-9- واکنش با اسید
2-6-10- شکل کانی‌ها
2-7- کاربرد کانی‌ها
2-8- انواع کانی از نظر نحوه تشکیل
2-9- کانی‌های دگرگونی
2-10- نامگذاری کانی‌ها
 
فصل سوم: تقسیمات سن زمین
3-1- زمین‌شناسی تاریخی
3-2- تاریخچه زمین‌شناسی تاریخی
3-3- علم چینه‌شناسی
3-3-1- تاریخچه علم چینه‌شناسی
3-3-2- کاربرد علم چینه‌‌ شناسی
3-3-3- ارتباط چینه‌شناسی با سایر علوم
3-4- زمان در زمین‌شناسی
3-4-1- اصول فیزیکی برای تعیین سن نسبی
3-4-2- تعیین سن از طریق بقایای حیوانی یا گیاهی (فسیلی)
3-5- واحدهای علم چینه‌شناسی
3-6- تقسیم‌بندی تاریخ زمین
3-7- سن زمین
3-7-1- سیر تحول و رشد
3-7-2- تخمین عمر زمین براساس شوری آب اقیانوس‌ها
3-7-3- تخمین عمر زمین براساس میزان رسوبگذاری
3-7-4- تخمین عمر زمین براساس سرد شدن کره زمین
3-7-5- مواد رادیواکتیو
3-7-6- تخمین سن زمین براساس سنگ‌های آسمانی
 
فصل چهارم: فرسایش 
4-1- هوازدگی 
4-1-1- انواع هوازدگی
4-1-2- هوازدگی شیمیایی
4-1-3- سرعت هوازدگی
4-1-4- هوازدگی و نهشته‌های معدنی 
4-2- باد
4-2-1- حمل مواد به وسیله باد
4-2-2- سایش بادی
4-2-3- حفره و فرورفتگی
4-2-4- اشکال تراکمی باد
4-2-5- تپه‌های شنی
4-2-6- قورد یا هرم‌های ماسه‌ای
4-2-7- تپه‌های ستاره‌ای
4-2-8- ریپل مارک
4-2-9- لُس
4-3- باران
4-4- رودخانه‌ها
4-5- یخچال‌های طبیعی
4-5-1- حرکت یخچال‌ها
4-5-2- انواع یخچال‌ها
4-5-3- رسوب‌گذاری به وسیله یخچال‌ها
4-5-4- رسوبات لایه لایه
4-5-5- فرسایش یخچالی
4-6- دریاها و دریاچه‌ها
4-7- آب‌های زیرزمینی
4-8- زمین لغزش
4-9- فرسایش به وسیله انسان
 
فصل پنجم: آتشفشان‌ها
5-1- آتشفشان
5-2- فوران‌های اصلی
5-3- فوران‌های گازی
5-4- فوران‌های آبدار
5-5- مراحل فعالیت آتشفشان
5-6- انواع گازهای آتشفشانی
5-6-1- تقسیم‌بندی گازهای آتشفشانی از نظر شیمیایی
5-6-2- تقسیم‌بندی گازهای آتشفشانی از نظر دما
5-7- چشمه‌های آب گرم و چشمه‌های معدنی
5-8- انواع فوران 
5-9- مشخصات آتشفشان 
5-10- شدت انفجار
5-11- ساختمان آتشفشان
5-12- آتشفشان فعال ایران 
5-12-1- دماوند (ببر خفته)
5-12-2- تفتان آتشفشانی فعال
5-12-3- بزمان جوان‌ترین آتشفشان ایران
5-12-4- سبلان
5-12-5- سهند
 
فصل ششم: یخچال‌های طبیعی 
6-1- یخچال‌های طبیعی
6-2- جابجایی یخچال
6-3- نیروی ویرانگر
6-4- کلاهک‌های قطبی
6-5- عصر یخ
6-6- برف و بهمن
6-7- حرکت یخچال‌ها
6-8- انواع یخچال
6-9- تخریب و حمل مواد به وسیله یخچال‌ها
6-10- رسوب‌گذاری به وسیله یخچال‌ها
6-11- تیل‌ها
6-12- رسوبات لایه لایه
6-13- فرسایش یخچالی
6-14- یخچالی شدن
6-15- چگونگی تشکیل یخ یخچال‌های طبیعی
6-16- طبقه‌بندی یخچال‌های طبیعی
6-17- پراکندگی یخچال‌های طبیعی جدید
6-18- تغذیه و تباهی یخچال‌های طبیعی
 
فصل هفتم: بیابان
7-1- تعریف بیابان
7-2- بیابان کجاست؟
7-3- کویر
7-4- اقالیم خشک طبق تقسیم‌بندی کوپن
7-5- نواحی خشک و نیمه خشک و بیابانی در ایران
7-6- انواع فرسایش در مناطق بیابانی
7-6-1- فرسایش خاک
7-6-2- فرسایش بادی
7-6-3- فرسایش ورقی
7-6-4- فرسایش مجرایی
7-7- بیابان‌زایی
7-7-1- بیابان‌زدایی در سطح جهانی
7-7-2- راه‌های مبارزه با بیابان‌زایی
7-8- دلیل وجود بیابان
7-9- وسعت بیابان‌های جهان و ایران
7-10- وضعیت منابع آب کشور
7-11- کویر مرکزی ایران
7-12- وجه تسمیه کویر
7-12-1- پوشش گیاهی و جانوری
7-12-2- آب راه‌ها و ارتفاعات کویر
7-12-3- دمای هوا
7-13- بیابان‌های معروف جهان
7-14- آشنایی با گرم‌ترین بیابان‌های جهان
7-14-1- بیابان کالاهاری در آفریقا
7-14-2- بیابان‌های استرالیا
7-14-3- بیابان تار در هند
7-14-4- بیابان عرب در شبه جزیره عربستان
7-14-5- بیابان چی هوآهوآن مکزیک
7-14-6- بیابان مونته در آرژانتین
 
فصل هشتم: تغییر شکل پوسته
8-1- چین‌ها
8-2- انواع چین، نحوه ایجاد و روش‌های شناسایی آنها
8-3- مشخصه‌های چین
8-4- تاقدیس و ناودیس
8-5- تقسیم‌بندی هندسی چین‌ها
8-6- تقسیم‌بندی چین‌ها براساس عمق آنها
8-7- سیستم چین‌ها
8-8- تک‌چین و پادگانه ساختمانی
8-9- ریز چین
8-10- گسل‌ها
8-11- مشخصه‌های گسل
8-12- انواع حرکت طبقات در طرفین صفحه گسل
8-13- طبقه‌بندی گسل‌ها
8-14- طرز تشکیل گسل‌ها
8-15- گسل‌های ایران
8-16- گسل‌ سن آندریاس
 
فصل نهم: زمین‌شناسی ساختمانی و تکتونیک
9-1- مفهوم و دامنه علم زمین‌شناسی ساختمانی و تکتونیک
9-2- تجزیه و تحلیل تکتونیکی و نحوه مطالعه ساخت‌ها در زمین‌شناسی
9-3- مطالعه ساخت‌ها
9-4- رابطه زمین‌شناسی ساختمانی با سایر علوم زمین
9-5- تعریف زمین‌شناسی مهندسی
9-6- تحلیل حوادث تکتونیکی
9-7- برخاستن کوه‌ها یا کوه‌زایی
9-7-1- عوامل زمینی
9-7-2- عوامل کیهانی
9-8- نظریه‌های کوه‌زایی
9-8-1- نظریه انقباض کره زمین
9-8-2- نظریه دهانه‌های بالا آمده
9-8-3- نظریه اشتقاق قاره‌ها
9-8-4- نظریه انبساط زمین
9-8-5- نظریه جریان‌های جابجایی در ماگما (جریان‌های همرفتی)
9-8-6- نظریه ناتعادلی ترمودینامیکی
9-8-7- نظریه صفحات یا پلاک‌ها
9-9- تنش یا استرس
9-10- قوانین تنش
9-11- انواع تنش
9-12- حالات مختلف تنش
9-13- تنش هیدرواستاتیک
9-14- تغییر شکل (کرنش)
9-15- مراحل تغییر شکل تنش از روی نمودار مربوط به آن
 
فصل دهم: زلزله 
10-1- زمین لرزه چیست؟
10-2- موج‌های لرزه‌ای
10-3- اهداف کلی در مورد شناخت زلزله
10-4- جایگاه زلزله‌شناسی
10-5- هدف زلزله‌شناسی
10-6- تاریخچه و سیر تکمیلی زلزله‌شناسی
10-7- لرزه زمین ساخت (سایز موتکتونیک)
10-8- چرخه لرزه‌ای
10-9- انواع زلزله
10-10- کمربندهای زمین لرزه
10-11- شدت و بزرگی یک زمین لرزه
10-12- نحوه تعیین شدت زلزله با روش مرکالی اصلاح شده
10-13- نکاتی از تاریخ لرزه‌خیزی ایران
10-14- پهنه‌های اصلی منطقه
10-15- مناطق لرزه زمین ساخت اصلی ایران
10-16- انواع مرزهای صفحات
10-17- انواع زمین لرزه‌های تکتونیکی برحسب عمق کانونی
10-18- گسل‌ها
10-19- اهداف پیش‌بینی درازمدت یا منطقه‌ای زمین لرزه
10-20- اهداف پیش‌بینی کوتاه مدت زمین لرزه
10-21- خطر زمین لرزه و برنامه‌ریزی همگانی
 
فصل یازدهم: آب کُره 
11-1- آب در کره زمین
11-2- اساس هیدرولوژی
11-3- آب‌های سطحی و آب‌های زیرزمینی
11-4- خواص فیزیکی آب
11-5- توزیع آب
11-6- سرانه آب
11-7- رودخانه
11-7-1- حوضه آبریز
11-7-2- جریان رود
11-7-3- دبی رود
11-7-4- رودهای دائمی و فصلی
11-7-5- عوامل مؤثر در تغییر مقدار آب رودخانه در طول زمان
11-8- دریا و دریاچه
11-8-1- ترکیب آب دریاچه‌ها
11-8-2- انواع دریاچه و طرز تشکیل آنها
11-8-3- حرارت دریاچه‌ها
11-8-4- سطح آب دریاچه‌ها
11-8-5- سواحل دریاچه‌ها
11-8-6- خشک شدن دریاچه‌ها
11-9- اقیانوس
11-9-1- اهمیت اقیانوس
11-9-2- جریان کرومول
11-10- آب‌های زیرزمینی
11-11- تئوری‌های مربوط به منشاء آب‌های زیرزمینی
11-12- تقسیم‌بندی سفره‌های آب زیرزمینی
11-13- سنگ‌شناسی آذرین، رسوبی و دگرگونی در ارتباط با ذخایر آب
11-14- زمین‌شناسی سفره‌های آبدار آبرفتی
11-15- بررسی مناطق با پتانسیل آبی
11-16- انواع لایه‌های آبدار
11-17- تخلخل مواد رسوبی
11-18- ویژگی‌های فیزیکی و سنگ‌شناسی محیط‌های متخلخل
11-19- ویژگی‌های محیط‌های متخلخل
11-20- انواع مختلف محیط‌های متخلخل
11-21- استخراج آب‌های زیرزمینی
11-21-1- چشمه
11-21-2- عوامل مؤثر در تشکیل و پیدایش چشمه‌ها
11-21-3- قنات
11-21-4- چاه آب و انواع آن
11-21-5- تعیین روش حفاری در ارتباط با وضعیت زمین‌شناسی لایه‌ها
 
فصل دوازدهم: هوا کُره
12-1- هوا کُره
12-2- ساختمان و ترکیبات جو
12-3- مگنتوسفر و باد خورشیدی
12-4- چگالی و فشار
12-5- دما
12-6- انواع ابرها
12-6-1- نامگذاری ابرها
12-6-2- دسته‌های ابر
12-7- آشنایی با جبهه‌های هوا
12-8- توده هوا
12-8-1- خواص و شکل‌گیری توده‌های هوا
12-8-2- تغییر خصوصیات توده‌های هوا
12-9- گازهای گلخانه‌ای
 
فصل سیزدهم: زمین‌شناسی ایران 
13-1- قاره گندوانا
13-2- ساختمان پوسته قاره‌ای
13-3- پوسته اقیانوسی
13-4- ساختمان پوسته ایران
13-4-1- نقشه آنومالی گرانی بوگه
13-4-2- میدان بوگه ناحیه‌ای
13-4-3- ایزوستازی و ساختمان پوسته
13-4-4- ضخامت پوسته
13-4-5- دگرشکلی ژئوئید
13-5- تکامل پوسته زمین ایران
13-6- حرکات تکتونیکی ایران
13-7- گسل‌های مهم ایران
 
فصل چهاردهم: ژئوفیزیک
14-1- محدوده ژئوفیزیک
14-1-1- ژئوالکتریک
14-1-2- مغناطیس سنجی
14-1-3- گرانی‌سنجی
14-1-4- لرزه‌نگاری
14-1-5- زلزله‌شناسی
14-2- هدف در مطالعات ژئوفیزیکی
14-3- هزینه مطالعات ژئوفیزیکی
 
پیوست‌ها 
پیوست 1: مشخصات و ویژگی‌های برخی از کانی‌ها
پیوست 2: زمین‌شناسی دریایی
پیوست 3: زمین‌شناسی نفت
پیوست 4: گزارش آماری زمین‌لرزه‌های ایران در سال 92
پیوست 5: معرفی برخی از نرم‌افزارهای علوم زمین
مراجع