|
ژئوشيمى
تعريف اجمالى
دانشى که کانىها را بررسى مىکند، کانى شناسى و آنکه وضع سنگها را بيان مىنمايد، سنگ شناسى توصيفى (Petrography) است، در حالىکه ، ژئوشيمى ذرههاى بنيادى سازنده سنگها و مهاجرت طبيعى آنها را برسى مىکند. اين علم طبيعت زمين ، سرگذشت آن ، دگرگونىهايش ، پيدايش کوهها ، رودها و درياها ، آتشفشانها و گدازهها و انباشتگى پياپى لجنها و ماسههاى ته اقيانوس را به ما مىشناساند.
ژئوشيمى و ارتباط آن با کانى شناسى
همچنين مىدانيم کانى شناسى دانشى است که کانىها را بررسى مىکند. يک کانى ترکيبى از عناصر شيميايى است که بدون دخالت آدمى به حالت طبيعى درست شده است. نوعى ساختمان است مرکب از مقادير متفاوت لاشه سنگهاى گوناگون که به موجب قوانين بسيار مشخص قرار يافتهاند. به خوبى مىدانيم با همان مقدار مصالحى که در ساختمان بنايى بکار مىرود، مىتوان بناهايى به شکلهاى گوناگون برافراشت، همينطور ، يک کانى به فرمهايى بسيار گوناگون مشاهده مىشود که همه آنها داراى يک ترکيب شيميايى هستند.
کانى چيست؟
ما در بناى طبيعت يکصد گونه لاشه سنگهاى عنصرى مىشناسيم. اين عنصرها يا گاز هستند، مانند : اکسيژن ، نيتروژن ، هيدروژن و ... ؛ يا از فلزهايى، مانند سديم ، منيزيم ، آهن ، طلا ، جيوه ، يا عنصرهايى مانند سيليسيم ، کلر ، برم و ... تشکيل شدهاند.
از ترکيب عنصرهاى نامبرده به شکلهاى گوناگون و به مقادير مختلف چيزى حاصل مىشود که آنرا کانى مىنامند. مانند کلر و سديم که نمک دريا را مىسازند و دو بخش اکسيژن و يک بخش سيليسيم که ايجاد سيليس يا در کوهى مىکند.
تقريبا 3000 کانى موجود در زمين (سيليس ، نمک ، فلدسپات و ...) از عنصرهاى شيميايى با ترکيبهاى گوناگون درست شدهاند و از انباشته شدن کانىها آنچه را که سنگ مىنامند، درست مىشود. (سنگ خارا ، آهن ، بازالت ، ماسه و ديگر سنگها)
وظيفه علم ژئوشيمى
وظيفه دانش مزبور پىگيرى و روشن کردن حالت عنصرهاى شيميايى است که شالوده طبيعت هستند، بر حسب نظام معينى قرار يافتهاند و معرف ردهبندى دورهاى مندليفاند (جدول تناوبى) پژوهش "زمين شيمى" در زمينه عنصر شيميايى و اتم آن است.
کاربرد جدول مندليف در ژئوشيمى
دستگاه مندليف تنها ارزش نماياندن يک نمايه نظرى را ندارد، بلکه پيوستگيهاى حقيقى بين عنصرها را نشان مىدهد. پيوستگيهايى که همانندى يا ناهمانندى و مهاجرت عنصرها را در زمين ثابت مىکند. بطور خلاصه ، اين ردهبندى در واقع براى کارهاى اکتشافى ، راهنماى ارزشمندى است. هر بار که يک دانشمند در بيان تفصيل پديدههاى طبيعى متوجه استمداد از قانون مندليف مىشود، انديشههاى تازهاى به ظهور مىرسند. پس در اين صورت ژئوشيمى ، اين دانش نوينى که اين اواخر عده زيادى از جوانان پژوهشگر را مجذوب کرده چيست؟
همانطور که از نامش پيداست، زمين شيمى فرايندهاى شيميايى را که در پهنه زمين جريان دارند، بررسى مىکند. عنصرهاى شيميايى ، واحدهاى مستقل طبيعت ، جابجا مىشوند، برخى با برخى ديگر ترکيب مىگردند، عنصرهاى مزبور در پوسته زمين سير مىکنند.
اهداف ژئوشيمى
هدف زمين شيمى امروزى ، بررسى قوانين اشتراک عنصرها و کانههايى است که در بخشهاى گوناگون پوسته در معرض فشارها و دماهاى بينهايت متغيير زمين قرار دارند. برخى عنصرهاى شيميايى (اسکانديم ، هافنيم) نمىتوانند متراکم شوند و همچنان پراکندهاند، بطورى که در سنگها بيش از يکصد ميليونيم درصد آن يافت نمىشوند. اين گونه عنصرها ، که مىتوان آنها را عنصرهاى بىنهايت پراکنده توصيف کرد، تاکنون استخراج نشدهاند، تا ارزش عملىشان ظاهر گردد. در حال حاضر به نظر مىرسد در يک متر مکعب گونهاى کانى ، با بکار بردن روشهاى تجزيهاى بىاندازه دقيق همگى عنصرهاى ردهبندى دورهاى را بتوان پيدا کرد.
نبايد فراموش کرد که روشهاى تازه در سرنوشت دانش نقش بسيار موثرترى از فرضيههاى تازه دارند. عنصرهاى ديگر (سرب و آهن) ، برخلاف عنصرهاى بينهايت پراکنده ، در جابجايىهاى دائمى خود ، وقفههاى متناوب دارند و در اين دورهها در ترکيبهايى که از خود مىسازند، بدون اشکال متراکم مىگردند و مدتها در آن محفوظ مىمانند. اينک بدون توجه به تغييرات بهم پيچيده پوسته زمين در طى سرگذشت آن ، عنصرهاى مزبور به صورت تراکمهايى باقيماندهاند و تودههاى مهمى را گرد آوردهاند که براى استخراج صنعتى آمادهاند.
ژئوشيمى نوين
ژئوشيمى ، تنها قوانين پخش و مهاجرت عنصرهاى شيميايى را در زمين بررسى نمىکند، بلکه در شرايط زمين شناسى ويژه برخى نواحى به پژوهش آنها مىپردازد. مثلا در قفقاز يا اورال ، راه اکتشاف کانههاى مفيد را پيدا مىکند. بدين ترتيب بنيانهاى نظرى زمين شيمى نوين بيش از پيش با مسايل عملى يکى مىشوند. بنابراين اصول کلى دانش مزبور سعى دارد تعيين کند که در کجا قادر خواهيم بود تا با يک عنصر شيميايى نامعينى برخورد کنيم، کجا و در چه شرايطي. به عنوان مثال ، مىتوان يک تمرکز واناديم يا ولفرام را يافت و چه فلزهايى مانند باريم و پتاسيم در همجوارى «پيشدستى» مىکنند و غالبا چه فلزهاى ديگرى مانند تلور يا تانتال دورى مىجويند.
ژئوشيمى کاربردى
رفتار هر عنصرى با نهايت دقت بررسى شده است، ولى براى ساختن انديشهاى درست از آن ، بايد خواص و مشخصات اين عنصر و ميل ترکيبى آنرا با سايرين يا برخلاف چگونگى جدا شدن آن را بشناسيم. بنابراين ژئوشيمىدان يک مامور اکتشاف از نظر کانى تعيين مىکند که در چه موضع از پوسته زمين کانه سنگ آهن يا منگنز پيدا مىشود، در چه سنگى نهشت پلاتين کشف مىگردد. همچنين زمينشناسان را وادار به جستجوى آرسنيک و آنتيموان در سازندههاى زمين شناسى و کوههاى جوان مىکند و آنان را در برابر يک ناکامى احتمالى حفظ مىکند که اين ناکامى از جستجوى بيهوده اين فلزها در جايى که شرايط لازم براى انباشتگى آنها وجود ندارد، حاصل مىشود.
ولى اين امکان تنها در صورتى وجود دارد که حالت عنصرهاى شيميايى را بخوبى بشناسيم، همانطور که اگر بدانيم يک شخص در زندگى چه راهى پيش گرفته است، مىتوان کارهاى او را از پيش انديشيد و طرز رفتارش را در فلان يا فلان موقعيتها پيشبينى نمود. بنابراين نمىتوان نقش عملى اين دانش نوين را بيش از حد آن ارزشيابى کرد. به کوتاه سخن ، گسترش ژئوشيمى به موازات شيمى و زمين شناسى است.
کلام آخر
ما هنوز از مرحله بکار بردن همگى عنصرهاى شيميايى در امور صنعتى دور هستيم. کار زياد و مداومى بايستى انجام داد تا اينکه تمام اجسام ردهبندى تناوبى عنصرها واقعا در خدمت آدمى قرار گيرند.
|
ژئو شیمی
