زمین شناسی یا ژئولوژی (Geology) از لغت یونانی Geo به معنی "زمین" و Logos به معنی "علم" یا "منطق" گرفته شده است. به عبارت دیگرزمین شناسی علم مطالعه زمین میباشد.
دید کلی
زمین شناسی علمی است که درباره پیدایش زمین ، تشکیلات ، ساختمان و مواد تشکیل دهنده زمین ، کوهها ، دشت ها و اقیانوس و همچنین تاریخ پیدایش جانداران و تسلسل وقایع فیزیکی در زمین و بالاخره تحولاتی که در زمین صورت گرفته و میگیرد بحث می‌نماید. زمین شناسی در نیم قرن اخیر در جهان و در ربع قرن حاضر در ایران گسترش فراوانی یافت. بسیاری از نظریات سابق دگرگون شد و زمین شناس در بررسی سیاره پرارزش خود به آگاهیهای نوین دست یافت که پایه علوم زمین جدید را فراهم ساخت چون مانند همه رشته‌های تجربی کار زمین شناسی بر اساس مشاهده و تغییر است لذا هر قدر امکان مشاهده مستقیم و غیر مستقیم ما ، از راه‌های ژئوفیزیک ، ژئوشیمی ، ماهواره‌ها و الکترونیک افزایش یابد، طبعا آگاهیهای ما هم از جهان و از گذشته کره زمین عمیق‌تر می‌گردد
تاریخچه
· مدارک و اسناد حاکی از آن است که حدود 4500 سال قبل از میلاد ، انسان موفق به استخراج مس شد، حدود 2800 سال پیش از میلاد آلیاژ مفرغ بوسیله ایرانیان شناخته شد. در سالهای 1600 تا 1300 پیش از میلاد استفاده از آهن معمول گردید. قدیمیترین نقشه زمین شناسی در 2000 سال قبل از میلاد مربوط به معادن زمرد و طلا در مصر باقی مانده است.
· اینکه اولین مطالعات علمی زمین شناسی از چه زمانی آغاز شده به درستی مشخص نیست، شاید اولین نوشته در مورد این علم به وسیله ارسطو (332-348) سال قبل از میلاد) در کتاب "السما و العالم" به رشته تحریر در آمده باشد، که در آن از تغییرات وارد بر زمین و آثار جوی ذکر به میان آمده است. بعد از جنگ جهانی دوم (1945-1939) با پیشرفت علوم و تکنولوژی و در نتیجه احتیاج به مواد اولیه اهمیت علم زمین شناسی بیش از پیش آشکار شد. برای جستتجوی معادن فلزی و مخصوصا نفت ، زمین شناسان را بر آن داشت که دست به یک سری مطالعات جدید در زمینه ساختمانهای تحت الارضی زده و مطالب جدید کشف نمایند.
· در اوایل قرن بیستم با پیشنهادات وگنر ، نظر زمین شناسان به فرضیه اشتقاق قاره ها معطوف شد. در سالهای اخیر با مطالعات و توجهات بیشتر به نظریه‌های گسترش کف اقیانوس و تکتونیک صفحه‌ای توسط دانشمندانی همچون مس و مورگان و با استفاده از پیشرفته‌ایی که در سایر علوم حاصل گردیده زمین شناسی وارد مرحله جدیدی از علوم شده است.
تعریف علم زمین شناسی
· زمین شناسی دانش سیاره زمین است ودرباره منشا مواد و اشکال موجود بر آن صحبت می‌کند. گذشته این سیاره وفرایندهایی که برروی آن رخ داده یا درحال رخ دادن است و بر اشکال آن تاثیر دارد بررسی شود. برای حصول نتیجه از این مباحث در زمین شناسی باید اثر فشارهای مختلف مورد اثر بر زمین وهمچنین شیمی موادی که این سیاره از آن تشکیل شده واثر موجودات زمین در آن از جنبه‌های مختلف مورد بحث قرار گیرد. اطلاعات اولیه در مورد خود کره زمین نظیر پیدایش زمین عمر آن و وضعیت آن در فضا واز این قبیل ازطریق مطالعه سایر اجرام سماوی بدست می‌آید و گاها از این طریق با مطالعه وضع فعلی سایر اجرام شبیه زمین به طرز پیدایش رخدادها وتغییرات در گذشته زمین پی می‌برند.
· تمام مطلعاتی که در مسیر شناخت زمین صورت میگیرد و علومی که در این مسیر پا گرفته و می‌گیرند در نهایت در خدمت جامعه بشری قرار میگیرد. در این علوم چگونگی استخراج واستفاده از مواد موجود در زمین و محیطهای زیستی پایدار در زمان پیدایش این مواد مورد بررسی قرار میگیرد و در علومی دیگر از خطرات ناشی از نیروهائی در حال حرکت و پویای موجود در زمین که ممکن است رفاه یا هستی انسانها را با خطر نیستی مواجه سازد آگاه می‌سازد. چون مواد موجود در زمین و ساختمانهای طبیعی موجود در آن از ابتدای تاریخ بشریت مورد استفاده انسانها بوده است میتوان گفت این علم از قدیمیترین علومی است که انسانها نا خودآگاه به آن پرداخته‌اند ودر طی قرون رفته رفته این علم و شاخه‌های متنوع آن مدون و طبقه بندی شدند و رشته‌های فرعی وتخصصی با قوانین تعریف شده را به وجود آورده‌اند که هریک بخشی از دانش زمین شناسی را تشکیل می‌دهند.
· زمین شناسی علمی است که به طور کلی در باره زمین صحبت می‌کند. این تعریف را باید کامل‌تر کرد. زیرا موضوع علوم دیگری نیز مثل هیات و نجوم و ... درباره زمین صحبت می‌کنند. ولی مقصود از زمین شناسی ، شناسایی و مطالعه تئوری‌های پیدایش زمین و مواد تشکیل دهنده آن ، بررسی عواملی که در وضعیت آن تاثیر دارند. و بالاخره مطالعه و شناسائی مواد ارزشمند زمین و نحوه استفاده از آنهاست. زمین شناسی علم قدیمی و دارای سابقه طولانی است. و بشر همواره در مورد زمین کنجکاو بوده است. حوادثی مانند زلزله ، طوفان ، سیل ، گردباد و ... انسان را همواره در مورد زمین نگران می کرده. علم زمین شناسی ، یعنی آنچه که امروزه به علم جداگانه دارای رشته‌های متنوعی است که بیش از دو سه قرن سابقه ندارد. و مانند سایر رشته‌های علوم تحقیقات مداوم دانشمندان متعددی این علم را به پایه امروزی رسانده است.
نقش زمین شناسی در زندگی
زمین شناسی علم قدیمی و سابقه‌داری است. اصولا بشر اولیه ، همیشه در مورد زمین کنجکاو بوده است. این کنجکاوی را میتوان معلول دو علت اساسی دانست. اول اینکه بشر و سایر موجودات زنده ، هستی خود را مرهون زمین بوده و همیشه غذای خود را از آن بدست می‌آورده‌اند و بدین ترتیب مجبور بوده‌اند که دائما در مورد آن مطالعه کنند تا بتوانند غذای مناسب و حدالامکان متنوعی برای خود به دست آورند. نکته دومی که بشر را در مورد زمین نگران می‌کرده است، وقوع حوادث ناگواری مانند زلزله ، آتشفشان ، طوفان ، سیل و نظایر آن بوده که همیشه خسارات مالی و جانی زیادی را سبب می‌شده است و بشر به ناچار همواره در صدد بوده است که علل این حوادث را دریابد تا بتواند حتی المقدور از وقوع آن جلوگیری و یا حداقل آن را پیش بینی کند.
در مبحث زمین شناسى محیط زیست کنش و واکنش انسان با محیط زمین‌شناسى بررسى مى‌شود. زمین‌شناسى محیط زیست علمى است که مورد قبول عامه واقع شده است.
زمین شناسى محیط زیست در واقع یک موضوع جدید نیست و بطور کلى باسه شاخه از علوم زمین بیشتر در ارتباط است، ژئومورفولوژى، زمین‌شناسى اقتصادى و زمین‌شناسى مهندسی.
با اطلاع از زمین‌شناسى محیط زیست مى‌توان نیازها ، نحوه اداره محیط زیست ومدیریت در امور زیست را بهتر فهمید. در زمین‌شناسى محیط زیست فقط مناطق روستایى و طبیعت اطراف ما بررسى نمى‌شود، بلکه محیط زیست‌هاى شهرى و منابع آلوده‌کننده آنها نیز مورد تحقیق و کاوش قرار میگیرد. از سال 2000 میلادى حدود 5/3 میلیارد نفر از مردم جهان (50 درصد مردم جهان) در مناطق شهرى زندگى مى کنند که فقط 1 درصد مساحت زمین را شامل مى‌شود. در این وضعیت است که کنش و واکنش انسان و محیط زیست زمین‌شناسى بیشترین شدت را خواهد یافت و زمین‌شناسى محیط زیست بصورت عملى بیشترین کاربرد را پیدا مى‌کند. رشد شهرها وجود منابع آب، کانى‌ها و سنگها را ایجاب مى‌کند و مواد باطله و زباله‌هاى زیادى را باعث مى‌شود که همین آسیب‌پذیرى انسان به مخاطرات طبیعى را بالا مى‌برد و این باید در مدیریت مورد توجه قرار گیرد. در این درس چنین مطالبى بررسى مى‌شود.
زمین‌شناسى محیط زیست یک موضوع کاربردی است و زمین‌شناسان محیط زیستى یک نقش اصلى و مهم در مدیریت مرتبط با زمین‌شناسى محیط زیست دارند.
کنش و واکنش (تقابل) انسان و محیط زمین‌شناسى که محیط زمین‌شناسى نه تنها شامل سنگها رسوبات، خاک و سیالات است بلکه سطح زمین یعنى شکل سطح زمین و عوامل تغییر دهنده آنرا نیز در بر مى‌گیرد. محیط زیست منابع لازم براى زندگى بشر را تأمین مى‌کند و اصل حیات بر آن استوار است. آب، کانى‌هاى صنعتى، مواد اولیه ساختمانى و سوخت ما از آن تهیه مى‌شود. با توجه به شرایط محیط زیست است که موقعیت شهرها و راه‌هاى حمل و نقل براى ما تعیین مى‌شود. با این علم تأثیر زباله‌هاى ایجاد شده توسط خودمان قابل پیش‌بینى است. هر چند مواد اولیه و پارامترهاى لازم براى زندگى ما از محیط زیست زمین‌شناسى است اما بسیارى از مخاطرات مانند آتشفشانى، زلزله و سیل نیز در همین محیط زیست زمین‌شناسى ایجاد مى‌شوند.
ممکن است که زمین‌شناسى محیط زیست را زیر مجموعه‌اى از علم محیط زیست در نظر گرفت. علمى که رابطه انسان و تمام محیط اطراف او را مطالعه مى‌کند که شامل مشکل‌هاى زمین‌شناسى، جوى و زیستى است. علوم محیط زیستى پایه‌اى‌ترین دانسته‌هاى ما در مورد زمین است.
علم محیط زیست مبانى علمى خاصى را به ما مى‌دهد که با آنها مى‌توان بیشترین موفقیتها را براى بشر در محیط زندگى او ایجاد کرد در حالیکه کمترین زیان و خسارت بر او وارد شود. بنابراین زمین‌شناسى بطوریکه توسعه آنها صورت پذیرد را براى ما روشن مى‌کند و مى‌تواند از وارد شدن خسارت به منابع طبیعى و محیط زیست جلوگیرى نماید.
ژئوتکنیک
Geotechnics = ژئوتکنیک دانش پویایى است که محیط مکانیکى زمین شناسى وعملکرد آن را به مهندسان مى شناساند .مهندسى ژئوتکنیک شاخه اى از مهندسى عمران مى باشد که هدف آن مطالعه مصالح طبیعى موجود در لایه سطحى زمین است.
بطور کلى این علم شامل کاربرد مفاهیم مکانیک خاک ومکانیک سنگ در مسائل طرح پى مى باشد.مکانیک خاک شاخه اى از علوم مهندسى است که به مطالعه مشخصات فیزیکى ورفتار توده خاک تحت بارهاى وارده مى پردازد .مهندسى پى (فونداسیون) کاربرد اصول مکانیک خاک در مسائل علمى است .
ژئوتکنیک مطالعه رفتار مهندسى سنگها وخاک ها در محل اجراى طرح هاى عمرانى وارائه راه حل هاى مناسب جهت بهسازى شرایط زمین است.
فرق ژئوتکنیک با ژئومکانیک این است که در ژئوتکنیک رفتار مهندسى سنگها وخاکها در محل اجراى طرح مطالعه مى شود وراه حل ارائه مى گردد اما در ژئومکانیک این رفتار در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار مى گیرد.
مهندسی ژئوتکنیک یکی از شاخه‌های مهندسی عمران است که سالیان اخیر در پی رشد روزافزون تاسیسات حیاتی و صنایع بزرگ از یک سو و خسارات وارده بر مناطق زلزله خیز از سوی دیگر، موجب شده تا این رشته از دیدگاه بررسی تاثیر رفتار لرزه‌ای خاک بر مستحدثات بسیار مورد توجه قرار گیرد. زیرا، طراحی لرزه‌ای یا مقاوم سازی سازه‌ها با ملحوظ نمودن ابعاد ژئوتکنیکی آن امری اجتناب ناپذیر است
داده هاى ژئوتکنیکى، آن دسته اطلاعات مربوط به زمین هستند که در برنامه ریزى، اکتشاف طراحى، ساخت و بهره بردارى از سازه هاى مهندسى و پروژه هاى عمرانى و معدنى به کار رفته و ایمنى و کارایى موثر آنها را تضمین مى کنند. این اطلاعات دامنه گسترده اى از داده ها را،در زمینه هاى مکانیک خاک، مکانیک سنگ، منابع آب، لرزه خیزى،مهندسى عمران و زمین شناسى مهندسى و زیست محیطى، شامل مى شوند. داده هاى ژئوتکنیکى هر پروژه عمرانى یا معدنى در طى مراحلى چند و به توسط روشهاى مختلف اکتشاف سطحى و زیر سطحى، تولید مى شوند. این داده ها ممکن است به صورت خام بوده و یا داده هایى باشند که مورد تعبیر و تفسیر قرار گرفته اند.
زمین شناسى دریایى
امروزه انجام مطالعات و تحقیقات زمین شناسى دریایى در جهت اهداف مختلف اقتصادى، امنیتى، سیاسى، نظامى، زیست محیطى و... با استفاده از تکنولوژى هاى پیشرفته و متدهاى نوین، امرى اجتناب ناپذیر تلقى مى شود. در همین راستا، وجود صدها مرکز تحقیقاتى و آموزشى و همکارى هاى فیمابین در کشورهاى پیشرفته قابل توجه و تامل مى باشد. نگاه همه جانبه و فراگیر به حوزه مطالعات دریایى امرى بدیهى محسوب شده و ناگفته پیداست که انجام این تحقیقات و مطالعات، دستاورها و نتایج قابل توجهى در پى خواهد داشت. از جمله این دستاوردها میتوان به ارتقاى کمى و کیفى دانش فنى، متدها و فن آورى ها، مدل سازى و ارائه الگوهاى تحقیقاتى، بهره مندى از مزایاى ذخایر آبى و زیر آبى اشاره کرد که همگى آنها تاثیرات محسوس و غیر محسوس در امور روزمره زندگى خواهند داشت. استفاده بهینه از منابع مهم دریایى، علاوه بر مزیت هاى اقتصادى، از دیدگاه مسایل دفاعى و نظامى نیز حائز اهمیت مى باشد .
دریاها و اقیانوس هند یک راه ارتباطى مهم و استراتژیک براى کشور ما مى باشند. براى حفظ و حراست از هر کشور، شناسایى دقیق و علمى دریاها تا حریم قانونى آن کشور ضرورى است. آن کشورى که شناخت کامل و علمى از بستر دریاها و ویژگیهاى رسوبى، ریخت شناسى، فیزیکى و شیمیایى دریاهاى خود داشته باشد، قطعاً در شرایط بحرانى، علمى تر و اصولى تر عمل خواهد نمود. در کشورهاى پیشرفته لزوم شناسایى بستر دریاها از دیرباز احساس شده است، اما در کشور ما با داشتن مرزهاى آبى وسیع در شمال و جنوب (بیش از 3000 کیلومتر بدون احتساب مرزهاى رودخانه اى) اطلاعات بسیار ناچیزى از بستر دریا وجود دارد.هم اکنون آنچه که براى ما ضرورى و مهم مى نماید آنست که با توجه به واقعیات امر، ویژگیهاى پهنه هاى آبى در شمال و جنوب کشور را بر اساس مقتضیات و مصالح عمومى، منافع ملى و نیازهاى مقطعى و دراز مدت شناسایى و مطالعات زمین شناسى دریایى را جدى تلقى نماییم.آنگاه نتایج این مطالعات مى تواند درامور غیر نظامى (محیط زیست، شیلات، کشتیرانى، احداث سازه هاى دریایى و...) و راهبرد امنیتى دفاعى کشور (احداث و صیانت از نیروگاه هاى اتمى، فعالیت هاى نظامى دفاعى نیروهاى مسلح جمهورى اسلامى) مورد استفاده قرار گیرد.
بطورکلى از مهمترین کاربردهاى زمین شناسى دریایى به موارد زیرمیتوان اشاره نمود:
کشف منابع غیر زنده اقتصادى بستر و زیر بستر دریاها
شناسایى وضعیت زمین شناسى مهندسى بستر و زیر بستر دریا به منظور:
انجام پروژههاى لوله گذارى و کابل کشى
انجام پروزه هاى حفارى تونل ها
انجام مطالعاتزمین شناسى مهندسى مربوط به سکوهاى نفتى
کشف مناطق ریسک پذیر براى برنامهریزیهاى بلندمدت عمرانى و توسعه اى
انجام بررسى هاى باستان شناسى و کشف اشیاگمشده و مدفون در بستر
تعیین محل هاى مناسب جهت دفع زباله هاى شهرى واتمى
زیربناى مسائل امنیتى و سیاسى یک کشور مرهون دانش و آگاهى علمى آن کشور میباشد. کشورى مانند ایران که از دو سو داراى مرز آبى است، مسائل امنیتى پیچیده تریخواهد داشت. ایجاد امنیت در مرزهاى آبى بسیار دشوارتر از مرزهاى خشکى است. بدونشناسایى دقیق بستر، زیر بستر، شکل و تغییرات ساحل ، عمق دریا، منابع اقتصادى آبى وزیر زمینى امکان تعیین رژیم حقوقى دریا، تعیین مرزهاى آبى، ایجاد امنیت در حریمحقوقى دریا و در نتیجه جلوگیرى از تجاوز دیگر کشورها امکان پذیر نخواهد بود. کشورهایى که شناخت کمترى از ریخت شناسى و زمین شناسى بستر و زیر بستر دارند بیشتردر معرض خطر تجاوز قرار مى گیرند. لذا لزوم مطالعات زمین شناسى دریایى در کشورایران در دریاى خزر، دریاى عمان و خلیج فارس امرى انکار ناپذیر است.
امروزه دراکثر کشورهاى پیشرفته ، مطالعات و تحقیقات دریایى به جهات عدیده ، از جمله تنوعفرایندهاى زیستى وزمین شناسى ، وجود منابع اقتصادى و گذرگاههاى ارتباطى بین الملل ،ضرورى مى باشد . این تحقیقات در مسیر اهداف مختلف اقتصادى ، سیاسى ، نظامى ، زیستمحیطى و... با استفاده از تکنولوژیهاى پیشرفته و متدهاى نوین ، در بهترین سطح و حتیدر زمینه ریزترین پدیده ها صورت میگیرد . در همین راستا ، وجود صدها مرکز تحقیقاتیو آموزشى و همکاریهاى فیمابین و نزدیک در کشورهاى پیشرفته قابل توجه و تامل است .آنچه که در این مراکز مهم و جالب است ، نگاه همه جانبه به حوزه مطالعات دریایى استطبیعى است که تحقیقاتى آن چنان وسیع و همه سونگر ، نیاز به دانش فنى ، تجهیزات ،اعتبارات کافى و پیشتوانه اى هماهنگ دارد و پیداست از دستاوردها و نتایج اینپژوهشها به بهترین وجه بهره مند مى گردند. از جمله این دستاوردها ، ارتقاى کمى وکیفى دانش فنى ، متد و فن آورى ها ، مدل سازى و ارائه الگوهاى تحقیقاتى ، بهره مندى از ذخایر آبى و زیر آبى است که در زندگى بشر آثار محسوس و غیر محسوس خواهند داشت .در کشور فرانسه با کمتراز 20% وسعت ایران ، یک موسسه تحقیقاتى دریایى با 7 کشتى اقیانوس پیما ، 2 زیر دریایى ، 24 مرکز و ایستگاه ، 72 آزمایشگاه و سرویس تحقیقاتى جهت مطالعات دریائى و اقیانوس شناسى وجود دارد .در حالیکه کشور ما به رغم داشتن دریاى خزر به وسعت 436000 کیلومتر مربع ، خلیج فارس به وسعت 226000 کیلومتر مربعوهمچنین قسمتى از دریاى عمان ، اطلاعات ما در خصوص بستر دریاها ، رسوبات ، جریانهاى دریائى ، تغییرات مورفولوژیکى ، شیمى آبها ،زمین شناسى مهندسى سواحل و.. ناچیزاست .
با عنایت به مراتب فوق و با توجه به حساسیت این بررسیها درتعیین قلمرو آبیکشور و اهمیت نقش دریاها و مناطق ساحلى کشور در توسعه پایدار ملى مى بایست گامهاى بزرگى در جهت مطالعات زمین شناسى دریایى برداشت .