الكون
أفلاك لا تهدأ:
علم الفلك أقدم العلوم على الإطلاق فعند بدء التاريخ افترض الناس أن الأرض مسطحة ساكنة وسط الكون وأن السماء تدور كلها حولها مرة كل 24 ساعة غير أنهم لاحظوا أن لكثير من الإجرام السماوية حركاتها الخاصة عبر الفضاء .
الحركات في سمائنا:
كان القمر يرى متنقلاً بسرعة بين مساحة معينة مرصعة بالنجوم، ويرى للشمس حركة خاصية بها ، والشمس تكسف والقمر يخسف، والكسوف سببه مرور القمر بين الشمس والأرض، ملقياً ظله على الأرض، والخسوف سببه كون الشمس والأرض والقمر في خط واحد، فيدخل القمر في ظل الأرض.
السيارات تدور حول الشمس، والشمس والقمر يدوران حول الأرض والسيارات تدور حول الشمس في أقطاع ناقصة.
مقياس الكون:
التقنيات الحديثة مكنت علماء الفلك من قياس حركاتها الخاصة سنة بعد سنة.
إن جميع النجوم تتحرك بعضها إلى بعض بسرعة فائقة ، وإن مجرة التبانة واحدة من المجرات الأخرى التي تعد بالملايين.
الأبعاد الفلكية:
حجم الكون يفوق كل تصور والوحدة الفلكية (149600,000كلم) .
إن قطر مجرتنا (100,000سنة ضوئية) ومجرتنا ليست الوحيدة من نوعها ، فالبقع الضبابية المعروفة بالسديم هي على نوعين منها ما يمكن أن تكون مكونة من نجوم ومنها ماهو غير ذلك ، وأن كثيراً من السلاسل النجمية لولبية وهي أنظمة خارجية ، تبتعد ملايين السنين الضوئية.
حتى عشرينيات القرن العشرين كان علماء الفلك يعتمدون في دراساتهم على الضوء المرئي الآتي من الإجرام والضوء المرئي ، لا يشكل إلا قسماً ضئيل من مدى أطوال الموجات الكامل، أي الطيف الكهرو مغناطيسى و الضوء حركة تموجية ، ولون الضوء نتيجة لطول الموجة والوحدة العادية لطول الموجة الانجستروم الذي يساوي جزءاً واحداً من ألف مليون جزء من السنتمتر ، ويتراوح الضوء المرئي بين (4000أ) للبنفسجي و(7200أ) للأحمر ،فإذا وقع طول الموجة خارج هذين الحدين لا يحدث الضوء إثراء في عيوننا، ما وراء الطرف البنفسجي للطيف المرئي، وتأتي أشعة ما وراء البنفسجي والأشعة السينية وأخيراً أشعة غما النافذة والعقيدة جداً ، وما وراء الطرف الأحمر ، وتأتي أشعة ما تحت الأحمر والموجات الدقيقة ، وأخيراً الموجات الإشعاعية التي قد يبلغ طول موجاتها عدة كيلومترات.
وهناك علم الفلك الإشعاعي الذي يثبت أن الشمس مصدر بثوث إشعاعية ، لكنه مصدر غير قوي إذا قيس بالمعايير الكونية، وهو يلفت نظرنا لقربه من الأرض والمستوى مصدر موجات إشعاعية ، وإن أكثرية مصادر الإشعاع تقع بعيداً في الفضاء ، ما وراء النظام الشمسي.
وراء حدود الموجات الطويلة في المدى المرئي تمتد منطقة ما تحت الأحمر في الطيف الكهرطي أكثر، إشعاعات ما تحت الأحمر عميقها الجو الأعلى ، وهناك فتحات تنفذ منها بعض هذه الإشعاعات إلى جونا ، وتقع إشعاعات ما فوق البنفسجي ، وأشعة غما والأشعة السينية وراء حدود الموجات القصيرة في المدى المرئي من الطيف الكهرطي ، وهذه مرتفعة الطاقة(أي طول موجاتها أقل من 2900 P) ويمتصها الجو الأعلى.
مستقبل النظام الشمسي
تفترض النظريات الحديثة وجود ما يسمى بالسديم الشمسي الذي كان يحتوي على المواد التي تكونت منها السيارات تدريجياً بعملية من التنامي أو التعاظم ، وهذه النظرية في جوهرها صحيحة.
ربما بعد(5000مليون سنة) أو ما يقارب هذا العدد تتغير بنية النظام الشمسي وذلك لنفاذ المؤنة المتيسرة من وقود الهيدروجين إذ تتمدد الشمس إلى أن تصبح نجماً عملاقاً أحمر يبث ما يقرب من مائة ضعف الطاقة التي تبثها الشمس الآن فتحدث كارثة في السيارات الداخلية، فأما تتحطم أو تصبح حارة للغاية ، فتصبح الشمس نجماً قزماً ضعيفاً أبيض تحيط به الأعضاء المتبقية من سيارات نظامه، ومن المؤكد هو أن الحياة على الأرض لا تستطيع الاستمرار إلى ما لا نهاية، وأن النظام الشمسي في شكله الحالي لابد أن ينتهي.
ويتكون النظام الشمسي من نجم واحد، وهو الشمس وتسعة سيارات رئيسة وأجرام مختلفة كتوابع السيارات ، فالشمس تضيء من ذاتها، وتوابعها تستمد منها الإضاءة وتعكسها تقسم السيارات إلى فئتين.
أربعة سيارات صغيرة هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ وتتراوح أقطارها بين (12756كلم) للأرض إنحدار حتى 4480 كلم لعطارد ولهذه السيارات عد ة خصائص مشتركة فلجميعها قشرة صلدة مكونة من نفس المواد والأرض وعطارد أكثر كثافة من المريخ والزهرة ، ووراء المريخ فجوة واسعة تدور فيها آلاف الأجرام الصغيرة، وتسمى الكويكبات أو السيارات الصغرى ، وأكبرها سيريس للا يتعدى قطره 12000كلم تقريباً ، ووراء منطقة الكويكبات الرئيسية ، وتليها السيارات العملاقة الأربعة المشتري وزحل وأورانوس ونيبتون فهي مجرد غازات أو سوائل والسيارات العملاقة متشابهة وأبعد السيارات المعروفة بلوتو.
القمر
للأرض والقمر عمراً واحداً بين (4500 و5000مليون سنة)، للقمر نواة منصهرة وهي أصغر من نواة الأرض وفوقها الرداء السميك الذي تغطيه القشرة وطبقة من الركام الصخري سماكاتها مائة متر ولا يوجد الآن على القمر مجال مغناطيسي عام ، ولكن بعض المناطق ممغنطة موضوعياً، ويبدوا أنه كان للقمر في الماضي السحيق مجالاً مغناطيسي عام ذو شأن لكنه ضعف تدريجياً حتى اختفى نهائياً ، والربع الجنوبي الغربي تسوده هضبات وعرة تكثر فيها فوهات واسعة وسهول والربع الشمالي الشرقي على مساحات واسعة من البحار المنبسطة.
عطارد
يرى عطارد أحياناً بالعين المجردة ، ورؤيته أصعب من رؤية السيارات الأربعة الأخرى التي كانت معروفة قديماً ، وهي الزهرة ، والمريخ والمشترى، وزحل وهو أقرب سيار إلى الشمس ويدور حولها في 88 يوماً وعلى بعد (58) مليون سنة ضوئية وهو أشبه بالقمر منه بالأرض وقطره (4880) أما سرعة إفلاته التي لا تتعدى (4,3) في الثانية تدل على أنه له جو لا يذكر.
وبسبب قربه من الشمس ترتفع حرارته جداً في النهار ، وبسبب عدم وجود جو حقيقي فيه تكون لياليه قارصة البرودة ، ولا يوجد في عطارد أي نوع معروف من أنواع الحياة ، في عطارد فوهات وسلاسل جبال وقليل من السهول الواسعة المظلمة الشبيهة ببحر الأمطار القمري ، ويسمى السهل الرئيس في عطارد بحوض الحرارة.
في عطارد أنماط الجبال والفوهات ذاتها التي على سطح القمر ، ويوجد في عطارد حقل ممغنط ضعيف إذا ما قورن بحقل الأرض.
الزهرة
الزهرة هي السيار الثاني من حيث البعد عن الشمس ، وتبلغ حجم الأرض تقريباً وأكثر من (80%) من كتلتها وليست خالية من الجو إذ يغمرها جو كثيف قاتم من الغيوم يحول دائماً دون رؤية سطحها الحقيقي ، ومتوسط بعدها عن الشمس (10820000) ومدارها دائري أكثر من مدار أي سيار آخر ، ومدة دورانها حول الشمس(224,7) يوماً.
إن جو الزهرة يتكون بنسبة كبيرة من ثاني أكسيد الكربون الذي يقوم بدور ( وتار) يحتجز حرارة الشمس، ويغطي الماء سطحه إلى مدى بعيد، وربما ظهرت فيه أشكال حياة بسيطة والزهرة عبارة عن صحراء من الغبار القاحل ذات حر لافح ، ومدة الدوران المحوري بطيئة (243) يوماً أرضياً ، وهي أطول من مد ة الطواف حوله البالغة (224,7يوماً) لذلك يكون النهار على الزهرة أطول من السنة ، والزهرة تدور باتجاه عكس. أي من الشرق إلى الغرب ، بدلاً من أن تدور من الغرب إلى الشرق ، كالأرض وأكثر السيارات الأخرى غبارو الجو الغائم يحجب كل السماء، وتبلغ حرارته بما يقارب (250 ْ) وضغطه مئة ضغط ، الضغط على الأرض بمستوى البحر، وسطحه يحتوي على فوهات واسعة وغير عميقة، وسطحها مغطى بصخور ملساء قطرها أكثر من متر واحد تقريباً وجوها يتكون من ثاني أكسيد الكربون وغيومه تتكون من الحامض الكبريتي وحرارته مفرطة مما يجعله غير صالح للإنسان.
الأرض
الأرض اكثر السيارات تماسكاً وجوها غني بالأكسجين ودرجة حرارتها صالحة للحياة ، وجو الأرض صالح للتنفس وخالي من الأشعة الفتاكة ذات الموجات القصيرة الآتية من الفضاء والطبقات العليا من جو الأرض تصد الإشعاعات ، والأرض تدور حول محورها دورة كل (24) ساعة تقريباً ولقلب الأرض الثقيل بالحديد هو سبب حقل الأرض الممغنط والأرض تغمرها المياه، وعمر الأرض(4600) مليون سنة تقريباً، وقد تكونت من السديم الشمسي كأعضاء النظام الشمسي الأخرى.
المريخ
المريخ قاحل ، فالمريخ أقرب إلى الأرض من غيره ، يبدو المريخ بالمراقب قرصاً أحمر ذا قلنسوتين بيضاويتين على قطبه ، وبقع قاتمة بارزة ثابتة على سطحه ويبلغ متوسط بعده عن الشمس(228) مليون كيلو متر وقوام السنة المريخية(687) يوماً أرضياً ويوم(241 و37).
ولا يزيد ميل المريخ المحوري إلا قليلاً من ميل محور الأرض ، بحيث الفصول هي من النوع الأساسي ذاته ، ولكنها أقل كثافة من الأرض واصغر منها بكثير(لا يتجاوز قطره 6790) كانت سرعة الإفلات من (السرعة التي يجب على جسم أني بلغها للتغلب على الجاذبية) منخفضة لا تتعدى 5 كلم في الثانية، وهذا ما يفسر عدم كثافة جوه ثاني أكسيد الكربون (95%).
يعد العنصر الرئيس الذي يكون الجو ولا يوجد فيها ماء وفيه فلنسوتين قطبيتين جلديتين ولمعظم مناطق سطح المريخ لون المغرة الضاربة إلى الحمرة وتهب في صحاريه عواصف غبار والضغط دون (10 مليبارات) وهذا ما اضعف إمكانية وجود أي نوع فيه من أنواع الحياة المتطورة ، وتوجد في المريخ فوهات براكين تشبه الفوهات الموجودة على سطح القمر، وهذه الفوهات كبيرة ولبعضها ، قمم مركزية شبيهة بقمم القمر.
وتوجد فيه براكين كبيرة وتربته حمراء برتقالية ، منتشرة عليها الحجارة والعناصر الأساسية في تربيته السيليكون والحديد والكالسيوم والألمانيوم والتيتانيوم، والسماء وردية اللون بسبب انتشار الضوء في الغبار الجوي الأحمر.
عمر المريخ كعمر الأرض حوالي (4700) مليون سنة، وهو أصغر من الأرض وأقل كثافة بكثير ، ومناطقه مليئة بالفوهات تعقبها مناطق مستوية السطح وبراكين كبرى ووديان تصريف وأحواض عميقة ، وللمريخ تابعان: فويوس وديموس ، وهما غاية في الصغر ، ويدور فويوس حول المريخ على بعد معدله (9350) كلم عن مركز السيار، ودوران المريخ حول نفسه (24) ساعة (37) دقيقة ، والشهر الفوبي أقصر من اليوم المريخي، ويطلع فوبوس بالنسبة إلى المريخ في الغرب ويغيب في الشرق ويظل فوق الأفق في كل مرة لمدة(4,5) ساعات فقط ويقطع خلالها أكثر من نصف دورته الفلكية ويمر فوبوس أمام الشمس (1300) مرة كل سنة حتى عندما يكون فوبوس فوق أفق المريخ يبقى مخسوفاً بظل السيار لمدد طويلة وإن لفوبوس بنية صخرية صلبة وسرعة الإفلات لديه (20كلم) في الساعة بحيث لا يمكن معها وجود أي جو وديموس كفوبوس ، ولكنه أصغر منه حجماً وفيه فوهات سميت الفوهتان الرئيستان سويفت وفوليترشبه الى كاتبين في القرن الثامن عشر بأن للمريخ تابعان.
الكويكبات السيارة
النظام الشمسي قسمان: فجوة واسعة واقعة بين المريخ (ابعد الكواكب الداخلية) والمشتري(اول الكواكب السيارة العملاقة).
وتبدو الكويكبات كالنجوم تماماً وسطح الكثير منها مليئاً بالفهوات.
المشتري
يقع المشتري وراء الحزام الرئيس للكويكبات ، ويعد المشتري أكبر السيارات، وتفوق كتلته كتلة السيارات الأخرى مجتمعة.
إن النظام الشمسي مؤلف من الشمس والمشتري وحطام متنوعة ويبلغ متوسط بعد المشتري عن الشمس (778300000كلم) وتستغرق مدة دورانه (11,86سنة) ودورته الاقترانية(399) يوماً وبإمكان المشتري أن يبتلع (1300جم) بحجم الأرض بينما لا تتعدى كتلته (318) ضعف كتلة الأرض لأنه أقل كثافة منها بكثير والمادة الأساسية المكونة لطبقاته الخارجية والداخلية هي الهيدروجين ، ومدة دورانه المحوري القصيرة (أقل من 10 ساعات) وخطه الاستوائي يميل إلى التمدد وهو مسطح عند القطبين وقطره عند خط الاستواء (143000كلم) وعند القطبين أقل من (135000كلم) ويوجد فيه مجال ممغنط قوي.
زحــل
وهو أبعد السيارات المعروفة منذ القدم ، ويرى بالعين المجردة قبل عهد المرقب ، ومتوسط المسافة بين زحل والشمس 1427 مليون كلم وتستغرق مدة دورانه الفلكية (29,46 سنة) وهو ثاني السيارات حجماً وقطره الاستوائي (120000كلم) وتستغرق مدة دورانه (10ساعات و14 دقيقة) عند خط الاستواء ، وزحل عملاق غازي ويعد الهيدروجين عنصره الرئيس وكتلة زحل تفوق (95) ضعف كتلة الأرض وجاذبيته تتفوق على جاذبية الأرض إلا قليلاً. ويتكون زحل في الدرجة الأولى من الهيدروجين، ودرجة حرارته مرتفعة والضغط قوياً والهيدروجين في حالة معدنية وله (10 توابع).
الكواكب السيارة الخارجية
أورانوس:
كوكب باهت لا يرى بالعين المجردة ، وهو عملاق قطره 51800 كلم أي اقل من نصف قطر زحل ، طبقاته الخارجية غازية وحرارة سطحه منخفضة جداً، ومتوسط بعده عن الشمس(2869600,000كلم) ويدوم دورانه الفلكى (84سنة) أما دورانه المحوري فيتم في 11 ساعة تقريباً، وميل محوره(98 ْ) مما يجعله يدير قطبه وخط استوائه بالتناوب نحو الأرض ، وله خمس توابع كل منها أصغر من قمرنا وكلها تدور في مستوى خط استوائه ومداراته تراجعية.
نبتون:
وهو توام أورانوس وهو أصغر منه قليلاً وقطره (49500كلم) وأكثر منه تماسكاً وليس لمحوره تارجح ، وتستغرق دورته الفلكية (164,8سنة) ومتوسط المسافة بينه وبين الشمس(4497) مليون كلم.
بلوتو:
قطره حوالي(3500كلم) وهو تقريباً حجم القمر وله مدار متغير المركز ومائل وهو أقرب إلى الشمس من نبتون وكتلته ضعيفة بحيث يعجز عن إحداث اضطرابات في حركات أورانواس أو نبتون وتستغرق دورته حول الشمس(247,7سنة) ودورته المحورية (6,4) أيام أرضية.
المذنبات
إنه لمنظر مهيب منظر المذنب الضخم ذي الرأس المتألق والديل المضي الممتد بعيداً عبر السماء ، ويتكون المذنب الكبير من ثلاثة أقسام رئيسة نواة (تحتوي على القسم الأكبر من الكتلة) وراس وذيل ولا يظهر الرأس إلا عندما يقترب من الشمس فيذيب إشعاع الشمس النواة الجليدية، ثم يختفي الذيل عندما يخسر المذنب والمذنبات الصغيرة غالبا ما تكون بدون ذيل فتبدو كالقطن منور بنور خافت في وسط السماء وذويل المذنبات نوعان: إما غازية أو غبارية ويكون الذيل الغازي مستقيماً نسبياً أما الذيل الغباري فمقوس إذ أن يتخلف الى الوراء عندما يتحرك المذنب الى الأمام والمذنبات أعضاء في النظام الشمسي ولكنها أكثر انحرافاً عن المسار الدائري.
وعند ما يمر مذنب في الحضيض الشمسي يدور ذيله حول الشمس ويتلاشى ثم يتكون ذيل آخر مكانه وينشأ الذيل من تبخر النواة ومادة المذنب تتبدد تدريجياً وهناك مذنبات زالت تماماً من الوجود ويوجد على مسافة بعيدة من الشمس غيمة من المذنبات.
النيازك والرجم
النيازك أو الشهب ترى عادة في ليالي أغسطس الصافية في نصف الكرة الشمالي إنها نقط من الضوء تتحرك بسرعة وغالباً ما يكون لها ذيول مضيئة وهي نتج عن جسيمات تسير بسرعة عبر السماء .
النيزك حجم دقيق ويدور حول الشمس وهو أصغر مثل حبة الرمل، ولا يرى إلا إذا أدخل جو الأرض الأعلى وقد تبلغ سرعته عند دخول الجو(72)كلم في الثانية مما يحدث احتكاكاً بينه وبين جزيئات الهواء في السماء ، والذي تتميز به الشهب ليس ناجماً عن النيزك ذاته بل عما يحدثه من أثر أثناء هبوطه، والنيزك على نوعين شوائب ومتقطعة ، وقد تظهر النيازك من أي اتجاه وفي أي وقت ، أما الشوائب فلها علاقة وثيقة بالمذنبات فشآبيب لويند (الأسديات) المشهورة في شهر نوفمبر ـ مثلاً مرتبطة بمذنب تمبل الدوري الضعيف ، وتتحرك في مدار واحد معه، وقد قيل أن النيازك ما هي إلا حطام مذنبات وما من شك في أن المذنب في سيره ينثر مادة نيزكية وتظهر شآبيب النيازك بانتظام سنوياً وهي تشتمل على المربعيات (1-9) يناير ، القيتاريات(19-24 إبريل) الساقيات (1-8 مايو ـ المرافقة للمذنب هالي)، الفرساويات (25يوليو ـ 18 أوغسطس) : الجوزائيات (20اكتوبر 30 نوفمبر) الغنتمائيات في أقصى الجنوب (4-5ديسمبر) الدبيات(17-24 ديسمبر).
أما الأسديات التي تبلغ ذروتها في 17 نوفمبر فهي أقل مواظبة لأن النيازك تتاكسد فيها بدلاً من أن تنتشر على طول مدار المذنب فينجم عن ذلك أن شؤبوباً من هذه الفئة لا يرى إلا عندما تمر الأرض عبر حشده.
وثمة أنواع متوسطة مختلفة ويكشف حك الرجم بالحوامض عن الأشكال المميزة لها والمعروفة بنماذج ويمانشتن وسقوط الرجم الكبرى نادراً.
الشمس والطيف الشمسي
الشمس نجم وهي واحد ةمن(100000) مليون نجم تتكون مجرتنا منها. وجميع الكون، وليس للشمس مكانة تذكر فهي نجم قزم أصغر اللون طيفه من نوع ج و هي مكونة من الهيدروجين والهليوم في الدرجة الأولى وقطرها (1392000) كلم وكتلتها (1990× 3310) غراماً، وهي تتسع لأكثر من مليون جرم بحجم الأرض، ومعدل ثقلها النوعي(1409) وتستغرق(225) مليون سنة لتكمل دورتها حول نواة المجرة، ومدة دورانها المحوري (25,4) يوماً عند خط الاستواء، وهذه المدة أطول بكثير بالقرب من القطبين.
وتتكون الكلفة الشمسية النموذجية من ظل مركزي قاتم تحيط به منطقة من شبه الظل أكثر من ضياءاً ، وليس للكلف أشكال منتظمة ، وهي تتجمع في مجموعات لكل منها كلفتان أحدهما في المقدمة والأخرى في المؤخرة ، وبعض المجموعات معقدة جداً ولها مساحة كبيرة ولا تعمر طويلاً والمجموعة الكبرى لا تدوم إلا أشهر قليلة وتبقى البقع ساعات قليلة، والكلف تتحرك بطيئة متنقلة من طرف إلى الآخر وتستغرق في ذلك أسبوعين ، وبعد أسبوعين تظهر في الجهة الأخرى بشرط ألا تكون قد تلاشت ويمر النشاط الشمسي في دورة منتظمة في(11)سنة وللشمس مجال ممغنط.
وفوق السطح توجد الطبقة الملونة بالأحمر وتخرج منها توهجات قصيرة العمل وتبث تيارات من جسيمات وإشعاعات قصيرة الموجات تقصف بعواصف مغناطيسية، والشمس مصدر للنور ولأشعة ما تحت الأحمر(الحرارة) وما فوق البنفسجي والأشعة السينية والمرادوية وغما وتنتج الطاقة في محطة الشمس(النواة) وفيها ترتفع الحرارة عشر ملايين درجة سنتيغراد، وعمر الشمس (5000) مليون سنة تقريباً (وهي أقدم من الأرض التي عمرها(46000) مليون سنة ، ومصدر طاقة الشمس التحولات النووية داخلها والعنصر الأساسي فيها الهيدروجين وهو محيط بالنواة ، والعنصر الثاني الهيليوم الأكثر خفة ، ومن نوى الهيدروجين بفعل الأنصهار النووي ، ويتطلب تكون نواة الهليوم أربع انوية من الهيدروجين وبذلك يضيع قليل من الكتلة لأن جزءاً منها يتحول إلى كمية كبيرة من الطاقة ، وهذه الطاقة هي التي تعطي إشعاع الشمس ، وتبلغ كمية الكتلة المفقودة 4 ملايين طن في الثانية والشمس فيها من الهيدروجين ما يكفيها لتشع لمدة لا تقل عن (5000) مليون سنة أخرى ، ولربما أكثر ، والله أعلم.
كسوفات الشمس
يحدث الكسوف عند تكون الأرض والشمس والقمر على خط واحد وذلك بحجب قرص الشمس النور عنا، وظل القمر يمر بسرعة على الأرض فلا تعرض الرقعة الكاملة التي يقع فيها أكثر من (269) كلم ، ولا تزيد مدة الكسوف أطول من(8) دقائق.
ويعد الكسوف جزئيي عندما لا تحجب الشمس بكاملها ، ويعد كلياً عندما تحجب الشمس بكاملها.
أنواع النجوم
الشمس فقط تظهر لمن على سطحها أكثر من نقطة من الضياء، والنجوم منها الحمراء والبرتقالية والصفراء ، وهناك نجوم صغيرة ونجوم كبيرة والنجم يصغر بسبب نفاذ الطاقة النووية فيتحول النجم إلى نجم صغير أبيض وكثيف، فالذرات التي تتكون منها تكون قد انسحقت وتحطمت فتتكدس بحيث تصل كثافة النجم (100000) ضعف كثافة الماء بعد مدة يفقد النجم كل حرارة وكل ضوء ويصبح قزماً أسود ميتاً.
النجوم الضخمة عندما تبلغ نواتها حرارة تقرب من (5000) مليون سنتيغراد تنهار النواة وترتفع الحرارة في الطبقات الخارجية إلى (300) مليون درجة سنتيغراد، ثم يحدث انفجار يبعث طاقة في ثواني قليلة مقدار ما تبعثه الشمس أبان ملاين السنين وهو يقذف بمواد إلى الخارج، وهذا ما يسمى بالتجدد الأعظم بعدما تنتهي الاختلاجات ولا يبقى إلا غيمة من الغاز المتمدد مع نجم نيوترولي أوبلسار يكون اصغر حجماً حتى من تقزم أبيض وأكثر كثافة منه.
السلاسل
تظهر في عدة أماكن من السماء كبقع مضيئة تبدو كضباب ساطع. والسدم هي الغيوم الغازية أو الغبارية والعنصر الأساسي في جميع السدم هو الهيدروجين أغزر المواد في الكون وفيها كمية كبيرة من الغبار، وهو الذي يمتص ضوء النجوم. ويتوقف ضياء السدم على وجود نجوم بالقرب منها أو في داخلها ، فإذا كانت هذه النجوم في منتهى الحرارة يتأين الهيدروجين في السديم ويبث من ذاته كمية من النور، وإذا كانت النجوم أقل حرارة فالسديم يستضئ بالانعكاس، وإذا لم تكن هناك نجوم قط يصبح السديم مظلماً لأنه يمتص ضوء النجوم الواقعة وراءه، والنجوم تنجلي إذا زالت عنها غيومها الغبارية الأولى.
اللبسارات والفجوات السوداء
النجم إذا كان في حالة تقلص مستمر ترتفع حرارته المركزية درجة كافية تبدأ التفاعلات النووية فيه بعد نفاذ الوقود المتوفر يأخذ في التضخم حتى يصبح عملاقاً أحمر ، ثم بعد ذلك ينهار متحولاً إلى قزم ابيض ، وهذا بالنسبة للنجوم بحجم الشمس، أما النجوم التي أكبر من الشمس عند نفاذ مخزونها النووي ينفجر فيصبح نجماً نيوترونياً أو بلساراً داخل غيمة متمورة من الغاز، والنجم النيوتروني بمجاله الجاذبي قوياً بحيث تتحد البروتونات والالكترونات فتصبح كثافة المادة في النجم النيوتروني كثافة قزم أبيض ، وعندما ينهار نجم كثف قد يمر بكثافات شبيهة بكثافة القزم الأبيض وكثافة النجم النيوتروني ويتابع تقلصه باستمرار دون توقف بسبب الانهيار التجاذمي، وفي هذه الحالة لا يتمكن الضوء من الإفلات منه إلا بصعوبة ويستمر التقلص حتى يصل إلى الدرجة الحرجة وهي نقطة يصبح فيها التجاذب إلى درجة أن العنو يعجز عن الإفلات منه وفي تلك الحالة لا يخرج من الفجوة السوداء شيءً إطلاقاً.
النجوم المزدوجة
في الكون نجوم منفردة كالشمس ونجوم مزدوجة وأخرى أعضاء في أنظمة معقدة والثنائي أنظمة متحدة فزياوياً وفي النظام الثنائي يدور الرفيقان حول مركز ثقلهما المشترك وتكون مدة الدوران لبعض الأزواج قصيرة ولا تتعدى في الحالات الدنيا (20) دقيقة وبعضها طويلة ، وإذا كانت المسافة بين الرفيعين قصيرة يبدو للمزدوج واحداً يمكن بالمطياف ملاحظة دوران الرفيقان حول محورهما المشترك منفصلين والمرفيقان في النجوم الثنائية تكونا كل واحد منهما على حدة في منطقة واحدة من القضاء في وقت واحد.
النجوم النابضة
النجوم النابضة تتعدد وتتقلص فهي تمتد على فترات تتراوح بين دقائق معدودة وقرون عديدة وثمة نجوم تنبض بمدد أطول تتراوح بين بضعة أسابيع وسنة أو أكثر تدعى المتغيرات الطويلة المدة وجميع هذه النجوم من هذا النوع عملاقة حمراء وحجمها هائل وضياؤها فائق استنفذت (وقودها) من الهيدروجين وأصبحت غير مستقرة.
النجوم غير المنتظمة
ليس جميع النجوم المتغيرة منتظمة ، وهناك المتغيرات نصف المنتظمة والمتغيرات غير المنتظمة وأكثر النجوم نصف المنتظمة عمالقة حمراء وغير ثابتة لأنها تتمدد وتتقلص .
وهناك المتجددات، وليس المتجدد نجماً جديد بل هو نجم مظلماً ، وفجأة يضيء ، وبعض المتجددات متألقة ، وبعد أن يبلغ المتجدد ذروة تالقه يخفت من جديد ويعود على ضيائه الأساسي السابق الضعيف ، وقد يستغرق ذلك عدة سنوات.
العناقيد النجمية
وتسمى عناقيد نجمية لأنها تشكل عناقيد متراصة مثل عنقود الثريا أو الأخوات السبعة وهي على نوعين: عناقيد منفتحة وعناقيد كروية ، وتكثر العناقيد المنفتحة في أذرع مجرتنا ، وهي غير منتظمة الشكل قد تحوي آلاف النجوم أو لا تحوي سوى دزينة أو دزينتين.
وليست العناقيد المتفتحة تجمعات ثابتة ، فهي لابد أن أن تتشتت مع الزمن بفعل قوة جذب نجوم أخرى في مجرتنا ولا يتعدى حياة أكثرها (100) مليون سنة وإنها تتشتت بعد ذلك فاقدة شخصيتها المتميزة.
أما العناقيد الكروية فلا تعرف منها أكثر 10 مجموعة في مجرتنا وهي متماثلة وتحتوي على مئات الآلاف من النجوم وهي ليست متوزعة في السماء بانتظام فهي تحيط بالمركز المجري.
وأما العناقيد المتحركة وهي مجموعات تفصل بين نجومها مسافات شاسعة وتتجه جميعاً بسرعة واحدة وهي حارة وساطعة ويعرف منها الآن ما يقارب المائة.
مجرتنا
النظام الشمسي الدائر حول مركز الشمس جزءصغير جداً من نظام نجمي محلي مكون من حوالي (100000) مليون شمس يعرف بالمجرة أو درب التبانة أو درب اللبانة أو الدرب اللبني.
والشمس أقدم من الأرض ولا يقل عمرها عن 5000 مليون سنة والمجرة أقدم من ذلك بكثير والمجرة نظام مسطح ونجومها متراصة كأنها متماسة وترى في خط رؤية واحد.
إن الشمس ومعها الأرض وجميع أعضاء النظام الشمسي الأخرى تقع بعيداً جداً عن المركز وتبعد الشمس عن مركز المجرة (32000) سنة ضوئية والمجرة بنيتها لولبية.
مجرات المجموعة المحلية
تتجمع المجرات في كتل تسمى عناقيد ويحتوي بعضها على مئات الأعضاء ومجرتنا عضو في المجموعة المحلية ، والكون يتمدد وجميع المجرات خارج المجموعة المحلية تنحسر مبتعدة بسرعات مختلفة والمجموعة المحلية لا تبتعد عن مجرتنا ولذا هي نظام مستقر.
المجموعة المحلية من المجرات هي مجموعة صغيرة تحتوي على اقل من (10) اعضاء لا يرى بالعين المجردة من مجرتنا إلا لولب المرأة المسلسلة وغيمتا ماجلان (الكبرى والصغرى).
وليس هناك فروق بين المجموعة المحلية وغيرها من مجموعة المجرات إلا أن دراسة المجموعة المحلية أكثر سهولة من غيرها وللمجرات أشكالاً منها اللوبي والإهليجي والدائري وغير المنتظم التي ليس لها شكل معين على الإطلاق وهذه الفئة تحتوي على أكثر المجرات القزمية وعلى أنظمة غير منتظمة أكثر حجماً مثل الذي هو مصدر إشعاعي شهير في الدب.
وهناك ثلاثة أنواع أساسية من المجرات اللولبية والإهليجية واللولبية المعلمة والإهليجية كروية وبعض المجرات مصادر قوية للضوء والموجات الإشعاعية وهذه الإشعاعات نتيجة انفجارات هائلة داخل المجرات ذاتها.
وهناك أجرام أكثر بعداً وينتقل عنا بسرعة تزيد على نصف سرعة الضوء وتسمى الكوازارات (أو الكازارات) وهي اسم مختصر بالإنجليزية لاسمها الأصلي أي الأجسام شبه النجمية والمصدر الرئيس للطاقة فيها ، يقع في منطقة من الفضاء لا يزد عرضها عن بضع سنوات ضوئية الكون في حالة تمدد حتى ينتهي منهاراً على ذاته والكون له بداية في الزمن، وكانت المادة الأصلية في حيز متناهي في الصغر وحرارة المادة الأصلية كانت عالية بحيث أحدثت انفجاراً والعناصر العادية المألوفة في الكون تكونت من الهيدروجين الأصلي أبان الدقائق الأول بعد بدء التمدد الناجم عن الانفجار وبداية الكون خلق من الله والله يخلق دائماً، بدليل تكون ذرات الهيدروجين تتكون منها النجوم والمجرات بمعدل كاف للتعويض عن المجرات التي تخرج من نطاق رؤيتنا نتيجة تمدد الكون.
الأرض
تتكون الأرض من طبقات وللأرض قشرة ونواة وطبقة الغلاف العليا وهي طبقة قاسية ورقعة تمتد من أسفل عمق يتراوح ما بين (200،700)كم تشكل المنطقة الصلبة من منطقة الغلاف العليا مع القشرة الحجرية التي فوقها الطبقة الحجرية القاسية المركبة من صفائح تنتهي الصفائح عند الطبقة الواهنة ، حيث يبلغ الضغط والحرارة درجة الإنصهار فيؤديان بالمواد في هذه الطبقة إلى حالة السيولة وبين منطقتي الغلاف الفوقية والتحتية تزداد الكتفافة الصخرية مرة أخرى وموادها من البريدوتيت وتقع بين طبقة الغلاف السفلي والنواة فجوة عمقها (2900) كلم والضغط فيها شديد.
والنواة تقسم إلى خارجية وداخلية تتكون من الحديد والنيكل والمنطقة الخارجية سائلة وترتفع الحرارة (375) ثم تزداد في طبقة الغلاف العليا على (800 ْ)س على عمق (50) كلم وإلى (000) كلم وحرارة طبقة الغلاف السفلى (2500 ْ) س على عمق (2900) كلم والحرارة في مركز الأرض (300 ْ)س.
وللأرض مجال مغناطيسي ينجم عن دوران الأرض على محورها وإن الطبقة المائعة لنواتها الخارجية تجعل طبقتي الغلاف والقشرة اليابسة تدوران بسرعة تفوق سرعة النواة الداخلية لذلك تتحرك الالكترونيات فى الغلاف، والقشرة من حركة الالكترونات هذا ينشأ مولد طبيعي يتولد عنه حقل مغناطيسي شبيه بالحقل الناشئ عن ملف كهربي.
الزلازل
وهي انطلاق الطاقة المفاجيء من باطن الأرض بشكل اهتزازات بسبب انزلاق الصخور المتواصل الناجم عن تقلص الصدوع أو تمددها على سطح الأرض، وارتفاع الصهارة تحت البركان يسبب ارتجاجات خفيفة ، ويأتي الدمار نتيجة لاهتزازات داخلية عميقة أو لموجات مدية عظيمة بسبب زلازل في قيعان البحار تسمى تسونامي(أي الموجات البحرية العملاقة) والمسافة بين قمة الموجة وقصة الموجة (200) كلم وقد تسير بسرعة (800) كلم/س وعندما تصل إلى شاطئ خفيف الانحدار تخف سرعتها ويزداد ارتفاعها وباقترابها يتراجع البحر ثم يرتد متدفقاً في سلسلة من الأمواج العظيمة التي تغرق اليابسة على مسافات بعيدة.
البراكين
الطبقة العليا من الأرض تحت القشرة في حالة انصهار ويكفي زيادة قليلة في الضغط يحرف صفائح القشرة وبما أن الصهارة أخف من الصخور المجاورة فإنها ترتفع ببطء إلى السطح وارتفاع قليل في الحرارة يصهر الصخور وعلى قمم أواسط المحيطات يؤدي انحراف الصفائح إلى هبوط الضغط فترتفع الصهارة باستمرار متقطع ، ثم تبرد و تشكل قشرة جديدة وفي أمكنة أخرى تتجمع الصهارة في خزانات وإذا لم تبرد تصبح غير مستقرة وتحدث ثورات، ويجعل الضغط الغازات الدائبة في الصهارة تولد فقاعات فتزداد سرعة الدفق وكثير من الغازات مثل كبريتور الهيدروجين وأول أكسيد الكربون يحترق عندما يصل إلى الهواء ، وهذا ما يرفع الحرارة عند الفتحة فتغدو الصهارة أكثر سيولة إذا كانت الصهارة لزجة فإنها تمنع الغازات من الانسياب إلى الخارج مما قد يجعلها تخرج بانفجار وتزداد قوة الانفجارات ، وكذلك قوة الثورات الطبيعية إذا تسربت المياه إلى الصهارة وتحول فيها إلى بخار.
وتقع البراكين على طول صدوع التوتر الكبرى الموجودة على سطح الأرض وهي قمم أوساط المحيطات وامتداداتها البرية وعلى طول أطراف التصادم في الصفائح القشرية، (حلقة النار) الشهيرة التي تحيط بالاوقيانوس الهادئ وتشكل نجوم الصفيحة القشرية التي يتكون منها قاع الميحط أكبر عدد من البراكين يقع تحت قاع البحار، حيث يشكل التلال الفورية ، وأكثر هذه البراكين هامداً والمحيط الهادئ يحتوي على أكثر من(10000) بركان يربو ارتفاع كل منها على (1000) متر ، أما البراكين القليلة على اليابسة البعيد عن حدود الصفائح ناجمة عن حرارة موضوعية تسببها الطاقة الإشعاعية أو عن نقطة محار في الغلاف.
يوجد حوالي(500) بركان ناشط قد يثور منها (20 أو 30) بركاناً كل سنة.
والبركان الهامد هو الذي بقي ثائراً طوال العصور التاريخية ، وقد تعود إلى نشاطها.
تقذف البراكين غازات وسوائل وجوامد والغازات هي في الدرجة الأولى الأزون وثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، أما المقذوفات السائلة المعروفة باسم الحمم فتكون حسب درجة الحرارة ، وقد تكون البراكين صمام أمان في القشرة الأرضية ، وبقدر ما يكو ن الصمام مشدود يكون الثوران عنيفاً ويمكن التنبؤ بالبراكين بمراقبة الزلازل الخفيفة الناجمة عن ارتفاع الصهارة ويقاس انتفاخ التربة بواسطة المحرار وبمراقبة تغيرات خروج الغازات والأبخرة من الفتحات.
شكل الأرض وجاذبيتها
الجاذبية تعتمد على الكتلة والمسافة بين الجسمين وهي تخف كلما بعد الجسم وتزداد كلما قرب.
يولد دوران الأرض حول محورها قوة مركزية طاردة ، هي عند خط الاستواء الأقوى فيسبب ذلك انتفاضاً طفيفاً عند خط الاستواء وتسطحاً عند القطبين ب(41)كلم تقريباً ومجال الجاذبية يختلف بحسب نوع الصخور والقشرة والأرض هي السيار الثالث من حيث القرب من الشمس وهي أثقل منها، وأشدها كثافة يوفر لها مدارها الواقع على بعد(150) مليون كلم عن الشمس حرارة ليست محرقة ولا جليدية ، ويخفف الماء والجو فيها الفرق بين درجات الحرارة القصوى ويجعل الحياة ممكنة عليها وغطاء الأرض الغيمي متحرك ومتغير فلا يمنع المراقب البعيد من مشاهدة الأراضي والمحيط على سطحها والأرض تبدو مضيئة جداً لأنها تعكس (40%) من النور الذي تتلقاه.
أوربا
أوربا القارة الثانية من القارات الصغرى، يحدها شمالاً المحيط المتجمد الشمالي وغرباً المحيط الأطلسي وجنوباً البحر المتوسط والبحر الأسود ، أما شرقاً فهي متصلة بآسيا، ويحدها من الجنوب إلى الشمال جبال القفقاس وبحر قزوين وجبال أوراله ، ويفصل أوربا الشمالية عن أوربا الجنوبية خط الطرف الشمالي لجبال البيرينيه ووادي الرون والطرق الشمالي لجبال الألب ، وجبل الكربات ،وتتكون أوربا الشمالية من سهول رسوبية واسعة ، وجال الألب والبيرينية والكرمات أحواض ضيقة ويقع الجزء الأكبر من أوربا في منطقة معتدلة ، وتجاور حافة صغيرة منها منطقة القطب الشمالي.
أفريقيا
وهي القارة الثالثة مساحة وهي خالية من الجزر ومحاطة بسلسلة من عقم محيطةن(ترتفع أحداها في البحر الأحمر حتى الشاطئ) وما عد من جهة الشمال حيث تتكى على البحر المتوسط والنظام الألبي جيولوجيا ويفصلها من المغرب صدع كبير يمتد من أغادير إلى قابر وفي القاعد ة المتوجة جنوبي هذا الصدع أحواض كبيرة (ينجر وتشاد وكونغو وكلهاري) وتحيط بها هضبات تطل على الساحل أكثر من نصف القارة يعاني قلة المجاري لتصريف المياه نحو البحار والأنهار الكبيرة(النيل والكونغو والنيجر وزمبيزي) تشوم بصعوبة طرفها إليه.
في الوسط منطقة الاستواء تندرج شمالاً وجنوباً إلى مناطق مدارية ذات فصال جاف الذي يزداد طولاً باتجاه القطبين حتى المناطق الصحراوية، ومناخ جنوب إفريقيا ـ بحري حار ومناخ الشاطئ الشمالي متوسطي.
آسيا
هي أوسع القارات السبع مساحات على مقربة من الطرف الشرقي والجنوبي الشرقي من هذه القارة سلسلة من الجزر التي تكثر فيها الزلازل والبراكين وجبال هملايا تصل بين الهند وآسيا وتشكل جزيرة العرب بيولوجيا جزءاً من إفريقيا لا من آسيا.
وفي آسيا أربع مناطق مناخية كبيرة المتوسطة والصحراوية والبرية والموسمية ، ويقتصر المناخ المتوسطي على تركيا والشرق الأوسط ويسود المناخ الموسمي يمتد من الهند إلى اليابان.
المحيط الهادي
وهو أوسع المحيطات مساحته (175) مليون كلم2 وهو مستدير وتحيط به استراليا وآسيا وأمريكا وهو يتصل بالمحيط الهندي على مساحة واسعة إلى الجنوب من استراليا وعلى مساح ة ضيقة عبر أرخبيل اندونيسيا ويتصل بالمحيط الأطلسي على مساحة أضيق عبر حمر دريك وله من الشمال حمر ضيق جداً إلى المحيط المتجمد الشمالي عبر مضيق يرتفع.
أمريكا الجنوبية
وهي مثل أمريكا الشمالي تمتد فيها على طوال شاطئ المحيط الهادي وجبال انديس، وفي الشرق مرتفعات غوبانا ، وهضبة البرازيل وتحيط جبال الأنديس والمرتفعات الشرقية بأحواض رسوبية ترويها أنهار كبيرة كأنهار أورينوكو والأمازون ونوكا نتنزوسان فرنسيسكوا والأرغواي وبارانيا.
أكثر من(90%) من مياه هذه الأنهار يصب في المحيط الأطلسي، وسبب عدم توازن المياه بين الساحلين الشرقي والغربي ضآلة مياه الأمطار بين (5 ْ – 35 ْ) من الفرض الجنوبي.
والمناخ في الشمال في حوض الأمازون استوائي و مداري في جنوبي هذا الحوض ، ومعتدل في جنوبي البرازيل.
الجو
الجو مرتبط بالأرض وعندما كانت الأرض منصهرة كان تحيط بها الغازات الكونية ، ثم شتت فيها بعد في الفضاء، ثم أصبحت قشرة الأرض صلبة حول نواتها المنصهرة .
ثم أخذت القارات مكونة غازات كالغازات المتطفلة من البراكين ، ثم أن برودة الجو اللاحقة أدت إلى هطول الأمطار الغزية من بخار الماء حتى غدا يشكل اليوم أقل من (4%) من حجم الجو وفي مرحلة متأخرة أخذ يجمع في الجو الأكسجين الذي كانت النباتات الخضراء تطلقه.
والجو متجانس في تركيبه إلى ارتفاع (50)كلم تقريباً ويحتوي في هذه الطبقة على مزيج ومن الغازات وتضغط الجاذبية عليه حتى يشتد على مقربة من سطح الأرض وتخترق أشعة الشمس الجو ويمتص الأزون معظم الأشعة فوق البنفسجية المضرة بالحياة على الأرض، وتشتد كثافة الأزوف على ارتفاع (24) كلم ، ويتوفر على ارتفاع (50)كلم.
وتمتص طبقة سطح الأرض الصلبة(46%) من حرارة أشعة الشمس الواصلة على طبقات الجو العليا مما يرفع حرارة سطح الأرض إلى معدل (14 ْس) وهذه الحرارة أقل من حرارة سطح الشمس البالغة (5700 ْس) والأرض تشع طاقة موجاتها أطول بكثير من موجات الإشعاع الشمسي مما يمكن ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والغيوم من امتصاص هذه الموجات الطويلة في الطبقات السفلى من الجو، والجو يتلقى حرارته من أسفل والجو يشع حرارة فتضيع في الفضاء أو تمتصها الأرض وفي منطقة الجو الملامسة لسطح الأرض والبالغة (80%)من كتلة الجو ويتناسب انخفاض الحرارة من ازدياد الارتفاع وهذا ما يتوافق مع حقيقة التسخين من أسفل ولهذه الطبقة سماكة (8) كم في المناطق القطبية وهي (17 إلى 19) كلم في المناطق الاستوائية.
وهي تعرف بالتربوسفير وتتميز برياح تزداد سرعتها مع الارتفاع وبكميات وافرة من الرطوبة في المستويات المنخفضة والحرارة ثابتة عليها في الطبقة السفلى من التراتوسفير وهي مجال لرياح شديدة السرعة تنطلق في تيارات متدفقة وفوق (25) كلم تقريباً تزداد الحرارة تدريجياً لتبلغ أقصى درجاتها لي الميز وسفير، وتبدأ الحرارة بالهبوط بسرعة كلما أزداد الارتفاع حتى تبلغ أو في حدها على علو (85) كلم تقريباً فوق هذا المستوى ، وتأخذ الحرارة في الارتفاع على علو (400)كلم، ثم يتدنى الضغط إلى حد الفراغ ، فيتعادل مع جو الشمس الخارجي الذي تدور فيه الأرض.
رطوبة الجو:
يحتوي الجو على الماء بشكل بخار وتتضاءل الرطوبة مع الارتفاع إذ ينتشر بخار الماء كلما ارتفع، وأقل جو بالرطوبة جو الصحاري شبه الحرارية وأكثر الأجواء رطوبة المناطق الاستوائية، ومناطق الرياح الموسمية الصيفية، ولاسيما فوق المحيطات والماء متحرك دائماً بين الأرض وجوها وكمية الماء في الجو لا يتعدى (1%) من ماء الأرض وهذه كمية تزود الأرض بكمية كافية من المطر تكفي لحفظ الحياة عليها.
الرياح
الرياح هي حركة الهواء وهذه الحركة تتوقف على درجة الضغط والاحتكاك ، وينجم التفاوت في درجات الضغط بسبب تسخين الشمس للجو بمقادير مختلفة والهواء الحار أخف من البارد والحركة تبدأ من الضغط العالي إلى المنخفض ، وبسبب دوران الأرض تنحرف الرياح إلى اليمين في نصف الكرة الأرضية الشمالي وإلى اليسار في نصفها الجنوبي وعلى طول خط الاستواء تسخن حرارة الشمس الهواء الساعد فينتشر مبتعداً شمالاً أو جنوباً عن خط الاستواء إلى أن يركد على مقربة من شمالاً و(30 ْ) جنوباً حيث يشكل أحزمة شبه مدارية من الضغط المرتفع.
الأعاصير
على طول الجبهة القطبية في نصف الكرة الأرضية الشمالي تلتقي الرياح الحارة الغربية بالرياح القطبية، الشرقية فيتولد عن ذلك موجات ، فالهواء الحار يمر فوق الهواء القطبي ويسير الهواء القطبي يسير إلى خط الاستواء تحت الهواء الحار.
وهواء الأعاصير يسير بعكس عقارب الساعة في نصف الكرة الأرضية الشمالي وباتجاهها في النصف الجنوبي والأعاصير المعتادة يسير هواء خلافاً لذلك.
كيف تحدث الرياح الموسمية؟
الرياح الموسمية رياح مقلوبة الاتجاه ، حيث تحتل رياح الصيف الجنوبية محل رياح الشتاء الشمالية وتحمل الرياح الصيفية كميات كبيرة من بخار الماء ، تتحول إلى عواصف من الأمطار الشديدة ويجعل انقلاب في الرياح على صعيد محلي مع أنسمت الأرض والبحر ، فالنسيم البحري يهب في الأيام الحارة على طول شواطئ البحار والبحيرات عند حصول تدرج الضغط بين التربة التي تسخن بسرعة والمياه التي تسخن ببطء فتجري الرياح باتجاه اليابسة ، وفي الليل تجري الرياح باتجاه البحر.
العواصف الرعدية والأعاصير والزوابع
أكثر العواصف شيوعاً العواصف الرعدية التي يحدث منها (4500) عاصفة يومياً في المناطق المعتدلة وفي المناطق المدارية، وسبب حدوثها والتيارات الهوائية القوية الصاعدة وعندما يرتفع الهواء يبرد فيتكتف ويزداد ارتفاع الهواء وتحصل العاصفة ويبلغ العلو أكثر من (4570م).
وتتكون الزوابغ فوق المحيطات الحارة وتهب رياحها الحلوزونية بسرعة قد تبلغ من (240) إلى (320)كلم في الساعة وفي العين وسطها الهادئ هواء حار ساكن يتراوح قطره ما بين (5/6) و(48)كلم ، وقطر الإعصار قد يبلغ(480) كلم تساعد حرارة الهواء في العين على تخفيف الضغط فوق سطح الأرض، ويتخذ هذا الهواء مساراً لولبياً يتصاعد من حول العين، ويولد التكتف سحباً من نوع خاص ويحرر الحرارة الكامنة التي تقوى بدورها حركة الهواء الصاعد اللولبية للأعاصير مفعول هدام خصوصاً على طول الشواطئ حيث يسبب الأمواج العاصفية والأمطار الجارفة فيضانات مدمرة.
والزوابغ دومات هوائية عنيفة تتحرك في منطقة أصفر بكثير من المناطق التي تجتاحها الأعاصير تتراوح سرعة انتشارها بين (32) و(65) كلم في الساعة وهي تهدأ عادة بعد اجتيازها مسافة (32) كلم وبقطع بعضها مسافة (480) كلم.
الطقس
هو حرارة الهواء وضغط وسرعة الريح والرطوبة والغيوم والأمطار.
تكون الغيوم:
تتكون الغيوم من ملايين القطرات الصغيرة من الماء السائل أو من بلورات الجليد التي تحول خفتها دون سقوطها من الجو ، وتتكون هذه الجسيمات من هواء داخله بخار الماء عند سقوط الحرارة إلى مستوى حرج يسمى نقطة الندى وقد يتجمد عندئذ ، هذه القطرات الدقيقة في بلورات من الجليد وقبل تكون الماء الجليد يرتفع الهواء الرطب وينخفض ضغط ويتخلى عن حرارته للجو المجاور وتتكون هناك جسيمات من الغبار يتكشف حولها البخار المبرد ليكون قطرات دقيقة أو بلورات جليد ، وتسمى الأولى من نوى التكتف والثانية نوى الجليد وفي الغيوم التي تحتوي على بلورات ثلجية ، وقطرات دقيقة من الماء الشديد البرودة (أي الماء الذي تكون درجة حرارته دون الصفر السنتغرادي) تتبخر القطرات الدقيقة، فيتكثف البخار على البلورات الثلجية فتنمو البلورات على حساب القطرات حتى تصبح بحجم يمكنها من السقوط من الغيمة.
وإذا كانت الغيمة خالية من البلورات الثلجية فجسيمات المطر تتكون باندماج القطرات الدقيقة المختلفة الأحجام إبان هبوطها عبر الغيمة.
وعندما يرتفع الهواء ببطء فوق مساحات كبيرة بمعدل بعض سنتمترات في الثانية تتكون الغيوم بشكل طبقي أو تراصي ، وهنا غالباً ما يحدث في الزوابع ولاسيما في المناطق الحارة وارتفاع الهواء السريع بمعدل عدة أمتار في الثانية فيتم في تيارات الحمل التي لا تتعدى ارتفاعها بعض مئات من الأمتار فتبقى على مقربة من سطح الأرض.
الشمس والريح والرطوبة:
تتميز الفترات الطويلة من الأيام المشعة بسماء صافية تكون عادة نتيجة لانحدار الهواء في الأعاصير المضادة، وتحدث أطول فترات الأيام المشعة في الصيف القطبي، حيث لا تغيب الشمس أبداً وأقصى حدتها وأعلى درجات حرارتها تحدث في الصحاري التي تقع بين(30) شمالاً و(30) جنوباً من خطوط العرض ، وقد ترتفع الحرارة في هذه المناطق إلى ما فوق (35 ْ) في النهار ، وتهبط إلى ما تحت الصفر في الليل.
الضباب:
هو هواء غائم فوق سطح الأرض ويؤثر على الرؤية لذا هو خطر على المواصلات والإنسان وإذا كان الضباب ملوثاً أصبح أكثر خطراً على حياة الإنسان.
المناخات
المناخات ثلاثة:
1- المناخ المداري: وهو حار تسوده كتل هوائية استوائية طوال السنة.
2- المناخ المعتدل: وهو متاح المناطق المتوسطة وهو فصلي ومتغلب ، تسوده دورياً كتل هوائية شبه استوائية وشبه قطبية.
3- المناخ القطبي وهو مناخ خطوط العرض المرتفعة، وهو مناخ دائماً بارد وتسوده باستمرار كتل هوائية شبه قطبية وقطبية وهو مناخ فصلي.
المناخ المداري:
نظراً للإشماس اليومي المستمر تكون المناطق الاستوائية والمدارية حارة طوال السنة ، وتكون كتلة الهواء المتحركة المؤثرة فيها حارة أيضاً وتقع أرطب المناطق في حزام من الانخفاضات القليلة العمق وذات الحمل الحراري التي تتكون حيث تتلاقى الرياح التجارية ، يتحرك في كل فصل إلى الشمال إلى الجنوب من خط الاستواء ودرجات الحرارة فيه لا تتغير إلا قليلاً وتبقى الأمطار موزعة فيه بانتظام أبان أشهر السنة ، ويسود المناخ الموسمية فوق الهند وجنوبي شرق آسيا والصين ، حيث تنطلق الرياح الفصلية من اتجاهات شبه متقلبة.
المناخ القطبي:
المناخ القطبي بارد جاف طوال السنة، وعلى مقربة من القطبين مناطق ذات كتل هوائية قطبية وذات فصل صيف قصير ومشمس وبارد على مدار السنة والمنطقة القطبية الواسعة ، تغطيها الغابات ، وتنبت في التندرة الأعشاب الخشنة والطحالب.
والمناخ القطبي البارد الجاف لا يوجد معه أي نوع من النبات ما عدا الهزيلة منها القادر على تحمل الصقيع، وتقع أبرد مناطق النصف الشمالي في شمالي كندا وشمالي شرقي سيبيريا، حيث تبلغ الحرارة في الشتاء(30 ْس) في هضبة المنطقة القطبية الشمالية المرتفعة وتبلغ درجة الحرارة في الصيف (30 ْس) تقريباً ويبلغ معدلها في الشتاء(70 ْس) أو ما دون.
البحر
المحيطات تغمر (70,8%) من سطحه والمحيطات هي الهادئ والأطلسي والهندي والمحيط القطبي والمحيط القطبي الجنوبي وهي المحيطات الخمسة متصلة والمحدود المرسومة بينها الأخطوط اصطلاحية وتشكل مياه المساحات الواسعة للمحيطات المتصلة (97,2%) من مجموع المياه الموجودة على الأرض.
ماء المحيطات مالح يحتوي على كالوريد الصوديوم (ملح الطعام) وهذا ما يجعله غير صالح للشرب والري ويحتوي كيلو غرام واحد من ماء البحر على ما يقرب من (30) غراماً من مواد ذائبة فيه ، ومنها (30) غراماً تقريباً من الكالوريد الصوديم أي ما يقرب من (85%) من مجموع هذه المواد.
ماء البحر مادة معقدة، فمن أصل الـ (93) عنصراً كيماوياً طبيعياً نعثر على (73) عنصراً في ماء البحر بكميات يمكن قبلها، فضلاً عن الكالوريد والصوديوم ويحتوي ماء البحر على كميات وافرة من السلفات والمغناسيوم والبوتاسيوم والكالسيوم تشكل معاً أكثر من (13%) من مجموع المواد الذائبة فيه والباقي أقل من (1%) من هذا المجموع ، ويتكون من ثاني الكربونات والبرومور وحامض البوريك والسترونسيوم والفليورور والسيلكون ومقادير نذيرة من عناصر أخرى.
ويحتوي ماء البحر أيضاً على غازات ذائبة بما فيها الأزون والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والأكسجين عنصر حيوي للكائنات البحرية الحية وتختلف كمية الأكسجين في ماء البحر باختلاف درجة الحرارة، فالماء البارد يحوي من أكثر مما يحوي الماء الحار.
الكالسيوم والسيلكون والفوسفات ، ومنها تكون الكائنات محاراتها وهياكلها العظيمة وتبني خلاياها وأنسجتها من الفوسفات وبعض مركبات الأزون والحديد والسيلكون.
الأنهار الكبيرة والثلوج تخفف من الملوحة وتزداد الملوحة في المناطق نادرة المطر وكثيرة التبخر. وللحصول على العذوبة بفصل الملح الذائب عن الماء كهربائياً أو كيماوياً أو ما يسمى بعملية تغيير الطور وتقوم هذه العملية على تبخير الماء ، ثم تقطيره أو تحويله إلى جليد.
التيارات المحيطية
تدفع الرياح الماء السطحي فتجعل منه تيارات جارفة ولا تسير باتجاه الريح بسبب دوران الأرض حول محورها وتزداد مع الابتعاد عن خط الاستواء وتحمل التيارات في نصف الكرة الأرضية الشمالي على الاتجاه إلى يمين اتجاه الرياح وإلى شمالها في نصف الكرة الجنوبي وينجم عن ذلك أن الماء يجري باتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وبالاتجاه المعاكس في النصف الجنوبي الحرارة عند خط الاستواء تجعل الماء أقل كثافة وللبرد حول القطبين أثر معاكس أما الملوحة فتتأثر بانصباب ماء الأنهار العذب في البحار وذوبان الجليد وهطول الأمطار والتبخر فارتفاع نسبة التبخر يزيد في ملوحة الماء وكثافته والرياح تدفع بالمياه السطحية بعيداً عن الشاطئ ،فترفع المياه السفلية إلى الارتفاع الماء يخزن الحرارة ضعفي الأرض ونصف الضعف فيمتص الماء حول خط الاستواء حرارة الشمس بواسطة التيارات باتجاه الشمال والجنوب ، ويسير جزء من الجرف الأطلسي الشمالي على طول سواحل النرويج فيدفئ الرياح البعيدة عن الشاطئ ،ويؤمن لشمالي غربي أوربا حرارة في الشتاء تفوق بـ(11 ْس) معدل حرارتها .
الأمواج
وهي حركات تذبذبية وجسيمات الماء تدول على نفسها دون أن تتحرك جانباً بصورة ملحوظة فلا تتحرك إلا بتيار أو ريح والأمواج تتكسر على الشاطئ بسبب عواصف تهب على مسافات بعيدة أو يسبب رياح محلية عندما تقترب الأمواج من المياه الضحلة التي لا يتجاوز عمقها نصف طول الموجه وباصطدامها بالقاع تخف سرعتها تدريجياً وتتقارب قممها ، وعندما لا يعود الماء أمام الموجة كافياً لحملها ينكسر المسار الدائري ، وتلاشى بالتالي الموجة ذاتها، والأمواج النامية سببها الزلازل أو البركان أو الانزلاق الأرضي تحت البحر ، ونادراً ما يربو ارتفاع الموجة النامية على (60) إلى (90) سم وطولها مئات الكيلومترات أحياناً ، وسبب هذا الطول تسير الأمواج النامية أحياناً بسرعة مئات الكيلومترات في الساعة، وقيمة الأمواج النامية منخفضة في عرض البحر ولها طاقة هائلة تتحول إلى قوة رافعة عند انخفاض السرعة في المياه الضحلة ، فقد يبلغ ارتفاع الموجة عند وصولها إلى الشاطئ (38) وما فوق وأشد الأمواج النامية دماراً تحدث في المحيط الهادي ويظهر بعضها في المحيط الأطلسي.
المد والجزر
المد والجزر ارتفاعات وانخفاضات متعاقبة لسطح البحر بسبب جاذبية الشمس والقمر تجعل جانبية القمر المياه تنتفخ عندما يكون القمر في السمت فيحدث انتفاخ مماثل في الجهة المقابلة من الأرض وبما أن دوران القمر حول الأرض يستغرق (24) ساعة فإنه يحدث مدين وجزرين في هذه المدة ويحدث المد الأعلى عندما تكون الأرض والقمر والشمس في خط مستقيم فيجعل التجاذب التثاقلي المشترك المد أكثر ارتفاعاً والجزر أكثر انخفاضاً فيصبح مداهما وأكثر اتساعاً والمد المحافي الضيق المدى يحدث عندما تشكل الشمس والأرض والقمر زاوية قائمة .
قاع البحر
قاع البحر مكون من تلال وجبال بركانية ومجموعات من الأرخبيلات ومن سلاسل جبال ضخمة تمتد تحت الماء وتتخللها أودية محورية وصدوع ومرتفعات جانبية عديدة.
والشاطئ كثير الحصى يحل الرمل محل الحصى تدريجياً تحت ويمتد حتى يصل إلى البحر وهذا ما يعرف بالرصف القاري الذي تغطيه أحياناً رواسب خشنة أو وحول أو غرين، وتعيش على الرصيف القاري نباتات بحرية متعددة الأنواع وكثير من الحيوانات كالمرجان وشقيق البحر وحيوانات لا حشوية أخرى وعدد كبير من الديدان المقيمة في الأحجار ومستعمرات من الحيوانات الدقيقة التي تلتصق بالصخور (حيوانات طحلية) والبطلينوس وبلح البحر والمحار وللمحار المروحي والمرخويات الأخرى وفيه قنافذ البحر وقنايدل البحر وخيار البحر والاسفنج وفيه أسماك قاعية ، كبعض الأسماك المفلطحة.
ويبدأ القاع في الانخفاض عند خافة الأرصفة القارية على عمق حوالي(200م) حيث تقع الحدود العليا للمنحدر البري وتتخلل هذا المنحدر من مكان إلى آخر أحاديد تحت الماء وتجرف إليها التيامر البحرية المعروفة بتيارات التعكر الوحول والحصى والرمال وتلقي بها على أقدام المنحدر عند الارتفاع البري على عمق حوالي(2000م).
ويؤدي الارتفاع البري على السهول الفورية، وهي عبارة عن أحواض واسعة فارغة تقطنها أسماك نادرة وديدان ونجميات هشة ورخويات شبح بحرية في الأعماق، وليس هنا من حياة تذكر وفوق هذه السهول ترتفع سلاسل ضخمة من الجبال وهي مرتفعات أواسط المحيطات من عمق يتراوح بين (4000م) و(1000م) تحت سطح الماء وتبرز أحياناً قممها فوق السطح مشكلة الجزر وترتفع أيضاً الجبال البحرية انطلاقاً من السهول الفورية فتشكل أحياناً جزءاً من سلسلة جزر ، وكثير ما تظهر منعزلة وجميعها تقريباً من أصل بركاني وقد يتوجها للمرجان الذي يكون قد تكون عندما كانت قريبة من سطح الماء.
البلورات
البلوريات جوامد تتميز بانتظام ترتيب ذراتها ووأيوناتها وضريئاتها وأن انتظام الحالة البلورية التي هي حالة أكثر المواد الصلبة في الطبيعية ـ يضفي على هذه المواد خصائص لا تتميز بها السوائل ولا الغازات.
معدنيات القشرة الأرضية
ليس الصخر كتلة متجانسة فليس تركيبه الكيماوي واحد من نقطة إلى أخرى والصخور هي كتل من معدنيات تتفاوت في تنوعها وكميتها عندما تذكر المعادن وأكثر المعادن انتشاراً التي تشكل الصخور التي منها تتكون القشرة الأرضية وكل ما عليها من حجارة والمواد المكونة للصخور أجسام طبيعية لا عضوية مكونة من عنصر واحد أو عدة عناصر أكثرها ذو تركيب كيماوي ثابت في حالة بلورية وتتكون معدنيات كثيرة من الصهارة عندما تبرد.
الأحجار الكريمة
تتميز الأحجار الكريمة بحملها وندرتها وقساوتها ، وهي غالباً ما توجد في الصخور النارية المتكونة من صخور منصهرة تدعى صهارة ارتفعت من وسط الأرض وتجمدت على السطح وعندما تبرد الصهارة تميل العناصر إلى الانفصال والانعزال في مناطق تشكل فيها معدنيات مختلفة وغالباً ما تذيب جيوب من الغاز والماء الحار جداً عناصر معينة عندما تبرد تتحد لتغطي أحجار كريمة والماس يتكون من الكربون في الكبرليت بسبب الضغط القوي والحرارة، وتنشأ أحجار أخرى بفعل كيماوي أو حراري أو ضغطي في بعض الصخور ، فتعيد تبلورها أو تشكيلها كما يحدث في الصخور المتحولة التي تحتوي على الزمرد والعقيق الأحمر الياقوت أحمر شفاف واللازود أزرق والزمرد أخضر والياقوت أصغر .
الصخور
تبرز على سطح الأرض ثلاثة أنواع من الصخور : البركانية أو النارية والتحولية والرسوبية وتتكون الصخور البركانية من الصهارة السائلة عندما يتجمد بفعل البرد والصخور التحولية صخور تنجم عن تكيف في بينتها بعد أن أصبحت صلبة سببة الضغط والحرارة ، أما الصخور الرسوبية فتتكون ترسب جسيمات بفعل الجاذبية والصخور الرسوبية تنشأ على سطح الأرض حيث الضغط معدوم أ, في غاية الضغط وتتكون الصخور التحولية في المناطق الخاضعة للضغط والحرارة ، أما الصخور البركانية ، فتتولد دائماً في عمق الأرض حيث الحرارة تبقى مرتفعة.
تترابط الصخور يساق قطوري واحد ، فالمرحلة الأولى من الدورة تحدث على سطح الأرض وهي ناجمة عن تآكل الصخور وتفتتها إلى جسيمات (رواسب) تم انتقالها إلى البحر عن طريق الأنهار التي تحمل جميع هذه الرواسب تقريباً إلى الأحواض البحرية العميقة حيث تتجمع سماكات كبيرة.
ومن المياه الجارية في الرمال يرسب أكسيد الحديد والسيليكا أو الكلى متغلغلاً بين حبات الرمل فيملطها معه محولاً إياها كتلة طين من حجر رملي وهذا الطين يرضه الضغط الناجم عن ثقل الرواسب فوقه فيتحول إلى طين صفحي ويؤدي تتابع هذه العملية في آخر الأمر على التحجر وتتكون أشد الصخور الرسوبية سماكة في الجيوستكلينات (وهي خنادق تحت الماء طويلة وضيقة) وفي هذه المناطق تغوص القشرة الأرضية في طبقة الغلاف العليا ، فتتعرض إلى درجات مرتفعة من الحرارة والضغط ويتأثر الغطاء الرسوبي الذي تجرفه القشرة معها بهذه الأحداث فيتغضن وينضغط بفعل درجات من الحرارة تتراوح بين (200 ْس) و(500س) فهكذا تتحول الصخور الرسوبية إلى صخور تحولية.
وعندما ما تغوص القشرة قد تجرف معها صخور إلى عمق (700) كلم أي إلى مناطق تكون الحرارة فيها كافية لصهرها وبعد الصهر تصبح الصخور أخف من الصخور المحيطة بها فترتفع إلى السطح وتتدفق على شكل حمم وتتعرض فوراً للتغير والتآكل وتبدأ دورة جديدة وهي صخور رسوبية ، فصخور متحولة بركانية ، وهذا التعاقب ليس منتظماً دائماً.
الصخور البركانية أو النارية
تقسم الصخور النارية إلى صخور نابضة وصخور كظيمية ، فالصخور النابضة هي التي تقذفها البراكين حمماً فتبرد على السطح ، وتبرد الكظيمية في داخل القشرة الأرضنة ويتوقف حجم الصخر(أي بلوراته) على سرعة تبرده وتبرد الصخور العميقة ببطء ويتوقف تركيب الصخور الكيماوي على الصهارة الأولية التي تكونت منها الصخور.
ويؤدي الانصهار الجزئي إلى صخور بازلتية وإلى صخور كظيمة وإلى صخور جوفية وتشكل الصخور البازلتية قيعان المحيطات، ويولد انصهار صخور القشرة صخور غرانتيه وصخور أنديسية وتوجد الصخور الفرانيتية في استرسابات ضخمة.
الصخور الرسوبية والتحولية
تبرز على سطح الأرض ثلاثة أنواع من الصخور النارية (تجمد سائل) أو تتكون الصخور الرسوبية من مركبات كيماوية ومواد عضوية وشظايا صخور متآكلة ، أما الصخور التحويلية فهي صخور نجمت عن صخور قديمة سخنت وهي تحت الضغط.
وهناك رواسب حطام صخور ورواسب عضوية ورواسب كيماوية، تتفكك الصخور التيارات والمثلجات والبحر إلى كتل ضخمة وإلى حبيبات صغيرة لا يتعدى قطرها المليمتر كالرمل أو إلى جسميات دقيقة لا ترى بالعين المجردة كجسميات الوحل والأنهار تنقلها إلى مصباتها (الدلتا) والكتل الضخمة تبقى قرب مواضع تكونها وتلتحم أحياناً تشكل رصيفاً ، وقد تتحول الرمال الملقي بها على مقربة من الشواطئ أو على الرصيف البري إلى حجر رملي والريح تنقل الرمال إلى الصحاري والوحل ويترسب بعيداً عن الشاطئ وتتحول إلى صلصال أو نعيد.
وقد تكون الرواسب العضوية مكونة من بقايا نباتية كالفحم أو من أعضاء حيوانية صلبة كالعديد من المواد الكلسية ، فالكائنات الحية تستعمل كربونات الكلسى لذائب في ماء البحر لتبني منه محاراتها وهياكلها العظمية عندما تموت هذه الحيوانات وتترسب أجزاؤها الصلبة فتفتتها التيارات ، ثم تتحول إلى مواد كلسية بالتراص والتملط بعد مرور ملايين السنين.
ويتكون الطبشور من محارات (متعة مجهرية، وقد تترسب كربونات الكلس ويعطي حجارة جيرية حبيباتها ناعمة، وقد تتكون أملاح كالجص في حوض مغلق جزئياً.
ومن الصخور الرسوبية يستخرج النفط والغاز الطبيعي والفحم ومواد البناء.
وعندما تمس القربة الصهارة الدقيقة تتغلب طبقة التربة السطحية وتكوين المعدنيات ينجم عن الصهارة الضخمة فتشمل الصهارة مسافة واسعة بالكيلومترات وتحتاج الصهارة الضخمة إلى ملايين السنين كي تبرد يعود ازدياد الضغط إلى ثقل الصخور من أعلى والضغط هو الذي يغير الصخور بالإضافة إلى الحرارة الشديد جداً والسحق يؤدي إلى نشوء صخرة جديدة شمس ميلونيت.
الطيات والصدع
تتكون طبقة الأرض الحجرية من ثماني صفائح كبيرة صلبة وطافية على الطبقة الواهنة اللزجة ومتحركة بعضها وسلاسل الجبال جزء من قشرة تقلصت فأدى هذا التقلص على تقارب الصفائح المحيطة بالسلسلة (انضغاط) والصفائح المحيطة بالمناطق التي تمددت فقد تباعدت والتمدد هو سبب الانخفاضات الكبرى على سطح اليابسة (الأخاديد البرية) وسبب جميع الانخفاضات التي تكونت منها البحار و أواسط المحيطات ، ويرافق التمدد دائماً ثوران بركاني وهو الذي صنع الجبال أبان استعادة توازنها التضاغطي وقبل تحولها إلى سهوب.
ولطيبات عبارة عن تموجات في الطبقات يطلق عليها باسم (الطيات المحدبة عندما يكون قلبها مكوناً من أقدم الطبقات واسم (الطيات المقعرة) عندما يكون مكوناً من أحدث الطبقات، وقد تتخذ الطبقات جميع الأحجام من المليمتر إلى عشرات الكيلومترات وتسمى الطيات الصغيرة الحجم طيات مجهرية، والبنيات ذات الأحجام الكبيرة التي تتكثر فيها الطيات كثيراً ما تسمى (حدبات مركبة) و(قعيرات مركبة).
الجبال
الجبال كتلة أرضية منعزلة ـ قبة غرانتية أو تراكم مواد بركانية أو سلسلة جبا أو سلسة جبال ، وهي تشكيلات جيولوجية المنشأ بعكس بعض التضاريس الصخرية الرسوبية الناجمة عن التآكل أو عن تحجر الرواسب:
والجبال أنواعها أربعة:
1- السلاسل المتغضنة.
2- السلاسل النتقية(الأخدودية).
3- القبب الفرانتية.
4- البراكيز.
ووفقاً لنظرية الصفائح : تتكون الجبال في مناطق القشرة المضغوطة بفعل تقارب صفيحتين فالتقلص في القشرة إلى تفضن الأرضي أو إلى تكسرها البالغ عمق القشرة ، بكاملها أو إلى التقبب الجزئي أو الكلي لكامل المنطقة المقعرة ثم إلى انتفاخ القشرة إلى ما فوق فتتكون التضاريس أو إلى ما تحت فيتكون الجذر . وعندما تتوقف ظاهرات الانضغاط عن العمل تخضع السلسلة الجبلية لعملية تكيف تضاغطي صادرة عن الجذر فالجذر ينزع إلى الارتفاع لأنه أخف من طبقة الغلاف الفائض فبها، وبارتفاعه يسبب نشوء تضاريس لا تلبث أن تتعرض للتآكل ويأتي التآكل نتيجة لتفاعل عوامل مختلفة كالهواء والماء (بشكل جليد وثلج ومطر ومياه لمجاريه) مع ظروف المناخ ، طالما الجذر ما يزال موجوداً وتتابع عملية تكون التضاريس واندثارها، وعندما يندثر الجذر مع التضاريس تندثر السلسلة فيقال: إنها قد شهبت ، وهذه هي حال سلال الجبال القديمة جداً كالسلسلة الهرسينية والسلسلة الكليدونية.
موارد الأرض المائية
تحتوي المحيطات على حوالي (79%) من مياه الكرة الأرضية ، ماء البحر مال لا يصلح للشرب ، والكرة الأرضية تتزود بالماء العذب عن طريق الدورة الهيدرولوجية الطبيعية التي تخضع لعاملين : حرارة الشمس وقوة الجاذبية ، وتبخر الشمس جزءاً يسير من ماء المحيطات الذي يغطي حوالي (71%) من سطح الأرض ، ثم يرتفع بخار الماء بالتيارات الجوية والرياح فيتكثف جزء منه ويتحول إلى مطر يهطل مباشرة فوق سطح البحر والتيارات الجوية تنقل كميات كبيرة من بخار الماء إلى ما فوق اليابسة ، حيث يتساقط الماء مطراً وثلجاً(الهواطل) جزء كبير من هذا الماء يتبخر سريعاً بفعل حرارة الشمس ويتسرب الجزء الآخر منه إلى التربة إذ تمتصه النباتات ثم تفرز جزئياً مع النتج أو يجري على سطح الأرض مولداً السواقي والجداول والأنهار وينساب الثلج الذائب من خلال فجوات التربة تحتها طبقاً ماء.
تهطل الثلوج على المناطق القطبية وعلى أعالي الجبال وتسحب الجاذبية الثلج إلى أسفل ويصل أحياناً إلى البحر وفي لمناطق القطبية جبال جليدية.
أكثر من (75%) من الماء موجود في اليابسة ويتجمع في المثلجات ويختزن الباقي(22%) في طبقات الماء الجوفي، والماء الموجود في البحيرات والأنهار وفي التربة قليل ويسمى الماء الذي تشرب منه النباتات في التربة وهو يحفظ في الطبقة السطحية.
ومناطق التشبع مسامها وفجواتها دائماً مملوءة بالماء .
الأنهار والبحيرات
تتبخر مياه المطر أو تتسرب إلى داخل التربة أو تجري سائلة فوق سطح الأرض ، وتتجمع جداول صغيرة من الماء في بعض الأماكن وأحياناً تكون مجاري كبيرة والماء يسهم في رسم معالم اليابسة عن طريق التآكل والثقل والترسيب ، ووادي مجرى الماء أعلاه يسود فيه التآكل والأوسط يسود فيه النقل ويتعاقب فيه التآكل والترسب والأسفل يوجد في الترسب وتتوقف فاعلية الماء الجاري على منسوب التيار وسرعته ومقاومة الماء ، فهناك صخور قابلة للتحلل واحتكاك المواد بالصخور يبري الصخور في مكانها ، ولاسيما إذا كانت قاسية وتترسب العناصر حسب وزنها وفي أعلى المجرى تكون سرعة التيار شديدة فتقتلع الكتل الكبيرة ونقلها ويرافق ذلك انهيارات وإنزلاقات في التربة ووسط المجرى هو بمثابة قناة تصريف وثقل للعناصر المتترعة من أعلى المحمري.
ويتغير جريان المثلجة تغيراً كبير تبعاً للانحدار ولسماكة المثلجة وعرضها ولمقاومة الصخور وللتآكل والثقل ولدرجة الحرارة.
أعلى المثلجة درجة حرارته منخفضة فتساعد على تكون الجليد وأسفل المثلجة درجته عالية فتذيب الجليد وتخفف من حجم المثلجة.
ولا تمثل المثلجات القطبية إلا ما يزيد قليلاً على(2%) من ماء الأرض والمحيطات (29,2%) فلو ذابت ارتفع مستوى البحار حوالي(40)متراً.
الرياح والصحاري
تتميز الصحاري بخلوها من النباتات والحيوانات والناس بسبب ندرة الأمطار ، وتقع أوسع الصحاري في المناطق الحارة لتبخير الشمس ماء الأمطار القليل ، والصحراء وعرة وبها وديان عميقة ومجاري ماء مؤقتة ، وتنحت الرياح فيها صوراً رائعة وتقع الصحاري الحارة في المناطق المدارسة أو شبه الاستوائية التي تتميز بضغوطها المرتفعة وقلة مطرها ودرجات حرارتها العالية المتفاوتة كثيراً بين الليل والنهار نتيجة افتقارها إلى الغيوم وأكثر الصحاري الحارة والمعتدلة ، وهناك صحاري جليدية في المناطق القطبية ، وفي الصحاري الحارة تؤدي تغيرات الحرارة المقاصئة على تفجر الصخور وتكسرها والندى والرطوبة تفكك الصخور والسيول الجارفة تفقت التضاريس وترسب موادها بعيداً ثم تفور في الرمال أو تصب في أحواض مغلقة ، والريح تؤدي إلى التآكل والحت.
الأموات التي تثيرها رياح عاصفة تسبب دمراً كبيراً إذ تضغط على الهواء الموجود في التجاويف فيؤدي ذلك الضغط إلى توسيع هذه التجاويف وإلى تفجير الصخر في آخر الأمر وتقذف التضاريس بالرمال والحصى وأن صخور سطح الأرض في تحول مستمر فالجبال تتآكل من جراء، المطر والجليد والريح وتنقل الأنهار والمثلجات والبحار ترسب الحطام في الوديان النهرية والدلتاوات وقيعان البحار وبعد أن تتراكم الرواسب تنضغط وتتح0ول إلى صخور رسوبية .
موارد الأرض المعدنية
المعادن هي المواد التي تتكون منها القشر، ومن الصهارة تتكون طبقات مدنية عديدة يتكون بعضها عند انخفاض حرارتها وتجمدها ، فعندما تبرد تنطلق منها الموائع والغازات الحارة متغلغلة بين الصخور فتبلور جزيئاتها المعدنية وتملأ الصدوع مشكلة عروقاً معدنية، وهناك الطبقات الحرارية المائعة تمتلئ عروقها بالمواد المعدنية المترسبة من مياه معدنية تجري في الأعمال تحت ضغط شديد وبدرجة حرارة مرتفعة.
وتتكون المعادن نتيجة التماس بين المواد الملتهبة والتي تسمى بطبقات التحول المعدني الحراري ومن هذه الطبقات النحاس والزنك والرصاص، ومن الطبقات المعدنية الرسوبية تكون من الغرين المترسب في مجاري المياه وتعد أعماق البخار مستودع للمعادن و إذ في مائها نجد جميع العناصر الكيماوية ذاتية في مائه وتدخر قيعان البحار مواد معدنية مهمة.
الفحم الحجري
يتكون الفحم الحجري من تحول نباتات أرضية قديمة ، والفحم الحجري كالنفط والغاز مادة عضوية تحولت ببطء بفضل عمليات كيماوية ويتكون النفط والغاز من بقايا حيوانية كالعوالق، ويتكون الفحم الحجري من بقايا نباتية تشكل أنواع الوقود الأحفورية جزءاً من دورة الكربون وهو مادة ضرورية للكائنات الحية والفحم الحجري صخر رسوبي مكون من كربونات وماء ومواد طاية وبعض الشوائب المعدنية التي تعطي الرماد عند احتراق الفحم.
النفط والغاز الطبيعي
النفط والغاز معدنان وهو جزء من تركيب القشرة الأرضية وهو مادة هيدروكربونية، والهيدروكربون طاقة شمسية مختزنة، ويتم تركيب الماد ة العضوية بامتصاص النباتات الحية لطاقة الشمس في علمية التركيب الضوئي.
البترون تتكون من نباتات ميتة فتنشق البكتريات الأكسجين ويحل الفساد فتحترق المواد العضوية فتنتج ثاني أكسيد الكربون والماء، ولكن لما كان الأكسجين مفقوداً ولم تكن عملية التحلل والإفساد التي تقوم بها البكتريات كاملة فأدى ذلك إلى إنتاج هيدروكربونات مع مركبات عضوية أخرى.
والجسيمات تحمل الهواء مرئياً ويكون الغيوم والسماء تحتوي على قطرات ماء دفعة من الماء (كما في أنواعها لضباب والغيوم المنخفضة) وعلى بلورات جليد(كما في الغيوم المرتفعة)، وقد تحتوي الريح الهامة من البحر على بلورات ملح كما تنقل الريح العاصفة فوق الأرض غبار وحبات رمل وذرات لقاح النبات وأبواغاً ومواد أخرى عضوية وغير عضوية.
وينتج التلوث عن النشاطات البشرية ، فهواء المدن والمناطق الصناعية ينطوي على تجمع غير عادي من الغازات النادرة الغريبة من الجو والسبب الرئيس لتلوث الهواء هو الإفراط في إحراق الوقود الأحفوري.
امتصت الطبيعة كميات كبيرة من مواد غريبة عنها تماماً ويخشى ألا تتغلب عليها وفي العالم بأسره تتعرض مستنقات وجداول وأنهار كبيرة لخطر الرزوح تحت وطأة آثار التلوث والمحيطات أصبحت قهامة العالم المتمدن.
الأداة والآلة
تهتم العلوم باكتشاف الطبيعة وتسخيرها من أجل الإنسان في العلوم التطبيقية والثقافة هي التطبيق المنهجي ضمن أهداف عملية لمختلف فروع المعرفة والحاجة أم الاختراع و أو لحاجات الإنسان البحث عن الماء والغذاء والسكن لاتقاء الحر والبر.، واللبس لحماية الجسد، واكتشاف النار مرتبط بالطعام والدفء والسهر.
إن حاجة الإنسان للطعام جعلته يدجن الحيوان ويكتشف الزراعة.
إن تجميع الحيونات في قطعان يزيد من فائدتها، وقد أدت إلى بروز المستوطنات الجديدة المؤقتة ، وهذه المستوطنات بدورها جعلت الإنسان مسلماً باحتياجات جديدة ، وبعد سد الحاجة إلى الغذاء توفرت للناس المزيد من الوقت الذي يمكن استغلاله لمبادلة الفوائض الغذائية ولتطوير حرف ومهارات جديدة. ولقد ظهرت الثقافة قبل 20000 سنة.
إن الثقافة المادية والمعنوية هي من ابتكار واختراع الناس والتقدم البشري نتيجة تقدم العلوم وبسبب التسهيلات التي تؤمنها أجهزة القياس والتحليل الدقيقة ، صارت معرفة عالم الكيمياء بتركيب الذرات وترتيبها متقدمة جداً وتسمح بإعادة ترتيب الذرات للحصول على خواص جديدة في المادة وبهذا تنشأ صناعات جديدة.
إن الاكتشاف وصل عدة ذرات مع بعضها البعض أدى إلى إيجاد مواد جديدة لها خواص أفضل.