גאולוגיה

גֵּאוֹלוֹגְיָהיוונית: גֵ (γη) פירושו קרקע ולוגיה (λογία) פירושו תורה) היא אחד ממדעי הטבע, ענף בתחום מדעי כדור הארץ. הגאולוגיה חוקרת את הגאוספירהכדור הארץ המוצק: את תכונותיה, את תהליך וזמן היווצרותה, את מרכיביה השונים, את התהליכים הדינמיים המתרחשים בה (כגון רעידות אדמה, נדידת היבשות וצורות נוף) ואת אוצרות הטבע הטמונים בה. הגאולוגיה עוסקת גם בחקר המאפיינים המוצקים של גרמי שמים כגון כוכבי לכת, אסטרואידים, מטאוריטים, כוכבי שביט וכו'.

גאולוגיה חוקרת באמצעות מינרלים, סלעים, קרקעות ומאובנים את התפתחות כדור הארץ, התהליכים השותפים ליצירתו ולשינויים המתרחשים בו, והשפעתם על יצירת הנוף המגוון שאנו רואים. גאולוגיה מורכבת מתחומי מחקר רבים ומגוונים המפרקים את כדור הארץ ותכונותיו למרכיבים השונים, מספקים הסברים לתופעות ותצפיות, ושבים ומאחדים את המידע לתמונה שלמה.

Carl Spitzweg 025
הגאולוג, ציור של קארל שפיצווג משנת 1860

למושגים, תחומים ומאמרים בנושא גאולוגיה, ראו פורטל הגאולוגיה

התפתחות המחקר הגאולוגי

גאולוגים אומדים את גילו של כדור הארץ בכ-4.6 מיליארד שנה ופיתחו שיטות להבנת מבנהו, החומרים המרכיבים אותו ותהליכים המתרחשים בו. כך, למשל, הועלתה במאה ה-20 תאוריה הטוענת כי הליתוספירה – המורכבת מקרום כדור הארץ ושכבת מעטפת כדור הארץ העליונה – מתחלקת ללוחות טקטוניים המתרחקים זה מזה, מתקרבים זה לזה ומחליקים זה לצד זה בתהליכים טקטונים. תאוריה זו נשענת על מספר תצפיות, כאשר אחת מהן היא מציאתם של מאובנים דומים ביבשות המרוחקות היום זו מזו מרחק רב. תאוריות אלה ואחרות הן תוצר של מחקר ממושך. בחינת ההיסטוריה של המחקר הגאולוגי מלמדת על האבולוציה בהבנת כדור הארץ והתהליכים המתרחשים בו.

מיתולוגיה ואמונות

הקדמונים למדו לנצל את משאבי הטבע השונים לא רק לצורך הישרדות אלא גם לצורכי מסחר, קישוט ופולחן דתי. דתות קדומות רבות הקצו אל לכל תופעת טבע. התפתחו מיתולוגיות, מסורות ואמונות שונות בניסיון להסביר אותן תופעות. למשל, באירופה נתפסו הרי געש כסדנאות תת-קרקעיות של האל וולקן המכין נשק לגיבורי מלחמה, וכי עבודתו אחראית לרעידות אדמה ולהתפרצויות געשיות. בסמואה רווחה האמונה כי אחד האלים קטע את ידו של אל יריב וכלא אותו בארובה תת-קרקעית. כאשר האל הכלוא מנסה להשתחרר מן הארובה – נוצרות רעידות אדמה, ואילו היו לאל הכלוא שתי ידיים – הרעידות היו כה חזקות עד כי האיים היו נחרבים.[1]

Alfl arrowheads from flint 20060717161306
ראשי חץ מצור

גם התנ"ך מכיל התייחסויות רבות לאירועים שניתן לפרש כתופעות גאולוגיות, כמו למשל המטרת גפרית ואש על סדום ועמורה (ספר בראשית, פרק י"ט, פסוקים כ"ד-כ"ה) או הפסוק: "וַתִּגְעַשׁ וַתִּרְעַשׁ הָאָרֶץ וּמוֹסְדֵי הָרִים יִרְגָּזוּ וַיִּתְגָּעֲשׁוּ כִּי חָרָה לוֹ" (ספר תהילים, פרק י"ח, פסוק ח') – שניתן לפרש כרעידת אדמה. גם סיפורי מקרא אחרים קיבלו פרשנות גאולוגית, כמו למשל קריעת ים סוף בספר שמות, בקיעת הר הזיתים (ספר זכריה, פרק י"ד, פסוק ד') ורבים אחרים.

הגאולוגיה בעולם העתיק

היסודות המדעיים של הגאולוגיה טמונים ביוון העתיקה, ושם גם נמצאו החל מהמאה השישית לפנה"ס העדויות הראשונות לניסיון מעמיק למצוא ולתעד הסברים על תופעות הטבע הנצפות הקשורות בכדור הארץ: פיתגורס ראה אניות מתקרבות והבחין כי את תורניהן ניתן לראות לפני הגוף, ומכך הסיק כי כדור הארץ כדורי – זאת בתקופה בה האמינו כי הארץ שטוחה. קסנופנס תיעד מאובנים שמצא בהרים וכמוהו גם הפילוסוף הנודע הרודוטוס, ואמפדוקלס השאיר תיאור מפורט ראשון של התפרצות הר הגעש אטנה. אחת השאלות העיקריות שהעסיקו את הפילוסופיה בזמנו של אמפדוקלס הייתה "ממה מורכב העולם?", ותשובתו הייתה כי כל המצוי בעולם מורכב מתערובות של ארבעת היסודות הראשוניים, כפי שהאמינו בתקופתו: אש, אוויר, אדמה ומים. אמפדוקלס טען כי יסודות אלה – שהם כשלעצמם נצחיים ובלתי משתנים – התקיימו מעולם ויתקיימו לנצח, וכי כל השינויים הנראים בעולמנו הם שינויים כמותיים ולא איכותיים.

בהתבססו על ארבעת היסודות של אמפדוקלס פיתח אריסטו מודל שלפיו שולטות בעולם ארבע תכונות: חום וקור, יובש ולחות, שצירופיהן יוצרים את ארבעת היסודות:

  • חום ויובש יוצרים את האש
  • חום ולחות יוצרים את האוויר
  • קור ויובש יוצרים את האדמה
  • קור ולחות יוצרים את המים

ההבדלים בין חומרים הוסברו על ידי שוני ביחסים הכמותיים שבין התכונות. תאוריה זו הסבירה, למשל, כיצד חימום הופך מים לאדים (אוויר) ומשאיר כלי ריק (אדמה). בתאוריה זו מופיעים הניצנים הראשונים למדעי הטבע: חיפוש גורם משותף למספר רב של תופעות והתבססות על תצפיות.

אריסטו גם גרס כי הבנת העולם ניתנת להשגה רק באמצעות חשיבה לוגית המבוססת על מידע שנרכש באמצעות החושים, כל כמה שידע זה עשוי להיות פגום. הוא היה, ככל הנראה, הראשון לבסס תאוריה מדעית על בסיס תצפיות. למשל, לאחר שהבחין בסימנים של סחף והרבדה באדמה, הסיק שכדור הארץ משתנה ובקצב מאוד איטי, כל כך איטי שאינו ניתן להבחנה במהלך חייו של אדם אחד.

בעבודתו "על אבנים" תיאר תאופרסטוס, תלמידו של אריסטו, עפרות ומינרלים רבים ממכרות מקומיים. הוא דן בסוגים שונים של שיש וחומרי בנייה אחרים, למשל אבן גיר, ועשה ניסיון ראשוני לסווג את התכונות השונות של המינרלים, כגון קשיות.

חברי האטומיסטיםלוקיפוס ותלמידו דמוקריטוס – טענו כי כל החומרים מורכבים מגופיפים, חלקי יסוד שאי-אפשר לחלקם – אטומים (ביוונית: אטומוס). לטענתם, כל החומרים מורכבים מצירוף של אטומים שונים ביחסים משתנים, ויוצרים את תכונות החומר: קור, חום, צבע וקשיות.

ארטוסתנס, הספרן המפורסם מאלכסנדריה, הצליח בדיוק מפתיע לחשב את קוטר כדור הארץ על ידי שימוש בצל ובחוקי הגאומטריה.

מאוחר יותר, בתקופת רומא העתיקה, עסק פליניוס הזקן, ביצירתו "תולדות הטבע", בדיון נרחב על מינרלים ומתכות שהיו בשימוש נפוץ. הוא סיווג נכונה את הענבר כשרף מאובן על פי החרקים שנכלאו בו, והניח את היסוד למדע הקריסטלוגרפיה בזהותו את צורות ההתגבשות של היהלום.

ימי הביניים והרנסאנס

מדענים כהיסטוריון הרפואה פילדינג ה' גאריסון בן סוף המאה ה-19, מחזיקים בדעה שמקורה של הגאולוגיה המודרנית בעולם האסלאם. ב"מבוא להיסטוריה של הרפואה" (An Introduction to the History of Medicine) משנת 1913 כתב גאריסון: "הסרצנים ("פראים") עצמם היו מחוללים לא רק של האלגברה, הכימיה והגאולוגיה, אלא של הרבה שיפורים ושיכלולים לכאורה של הציוויליזציה, כמו תאורת הרחוב, שמשת החלון, זיקוקים, כלי מיתר, פירות מתורבתים, בשמים, תבלינים ועוד".

אבו א-ריחאן אל-בירוני, שהיה אחד מראשוני הגאולוגים המוסלמיים, כתב על הגאולוגיה של הודו: "אבל אם אתה רואה את אדמת הודו במו עיניך ומהרהר על טבעה, אם אתה שוקל את האבנים המעוגלות הנמצאות בארץ בכל עומק שתחפור, אבנים שהן ענקיות ליד ההרים במקום שהנהרות זורמים בפראות; אבנים שהן קטנות במרחק גדול מן ההרים ובמקום שהזרם איטי יותר; אבנים הנראות כתושות לחול במקום שהזרימה מתחילה לדעוך ליד שפכם או ליד הים – אם אתה שוקל את כל אלה אתה יכול בקושי רב שלא לחשוב כי הודו הייתה פעם ים אשר התמלא בהדרגה על ידי סחף הנחלים".[2]

אבן סינא הניב תרומה משמעותית למדעי הטבע בחיבור האנציקלופדי "כיתאב אל שיפאא'" (ספר הריפוי), ובו – במאמר על מינרלוגיה ומטאורולוגיה מופיעים הסברים על היווצרותם של הרים, תרומתם של הרים ביצירת עננים, מקורותיהם של המים ושל רעידות אדמה, היווצרותם של מינרלים ורבגוניות פני הקרקע של כדור הארץ. תפישות אלה כלולות גם ב"תאוריה של הארץ" של ג'יימס האטון. הבריטים – הפילוסוף סטיבן טולמין והסופרת ג'ון גודפילד – העירו בשנת 1965 על תרומתו של אבן סינא: "כבר בשנת 1,000 לספירה הציע אבן סינא היפותזה על מקורם של רכסי הרים, שהעולם הנוצרי החשיב לקיצונית שמונה מאות שנים מאוחר יותר".[3]

The fossils from Cretaceous age found in Lebanon
חסילון מאובן

אחד מן המדענים המעניינים בסין של ימי הביניים היה שן קואו, מלומד ואיש אשכולות שעסק בתחומי מדע רבים בני זמנו. בתחום הגאולוגיה היה שן קואו אחד מן המדענים הראשונים שניסח תאוריה בגאומורפולוגיה המבוססת על תצפיותיו בהתרוממות משקעים, סחיפת קרקעות, הרבדה של טין ומאובנים ימיים שנמצאו בהרי טאיחאנג, מאות קילומטרים מן האוקיינוס השקט. בנוסף הוא ניסח תאוריה של שינוי אקלים הדרגתי לאחר שצפה בבמבוק מאובן עתיק שנמצא במעבה האדמה ליד העיר ינ'אן במצב שימור טוב בשל תנאי האקלים היבש של מחוז שאאנשי.

לאונרדו דה וינצ'י התעניין בתחומי מדע רבים ועסק לא מעט בגאולוגיה, במבנה הקרקע ובחקר מאובנים, והבחין שהמאובנים הנמצאים בסלע היו פעם יצורים חיים. לתובנה דומה הגיע מעט אחריו גם ניקולאוס סטנו.

גאורגיוס אגריקולה היה רופא גרמני שטיפל בכורים באחד מאזורי המכרות בגרמניה. שמו המקורי היה גאורג באוור ו"אגריקולה" הוא כינוי שניתן לו שפירושו בלטינית: איכר. אגריקולה התעניין בסלעים ובמינרלים, מתוך כוונה למצוא חומרים שיוכלו לשמשו למטרות רפואיות. הוא פרסם ספרים אחדים על סלעים ומינרלים, שאחד מהם שימש מקור מידע עיקרי לחוקרים, לכורים ולמעבדי מתכות במשך כמאתיים שנה. בשל גישתו המדעית נחשב אגריקולה לאבי התורה של חקר המינרלים – המינרלוגיה.

ג'ורג' אוון הוולשי למד טופוגרפיה, ובמהלך לימודיו ערך תצפיות שיטתיות על הגאולוגיה של ויילס ובעיקר על שכבות אבן גיר ופחם. אף שלא יסד תאוריה גאולוגית על היווצרותן של השכבות וכתביו לא התפרסמו עד 1796, הוא זכה למוניטין רב ונחשב לאבי המחקר הגאולוגי הבריטי.

המאה ה-17

ניקולאוס סטנו מדנמרק תרם רבות לפלאונטולוגיה והניח את היסודות למדעי הסטרטיגרפיה והקריסטלוגרפיה. לזכותו נזקפים ניסוחם של עקרונות יסוד בסטרטיגרפיה כעקרון הסופרפוזיציה ועקרון האופקיות המקורית המפורטים בהמשך. סטנו ניסח עקרון נוסף הידוע בפשטות כ"חוק סטנו", או "חוק הזוויות הקבועות של סטנו": כשהוא מסתמך על מחקר גבישי הקוורץ קבע סטנו שהזוויות בין פאות מקבילות בגבישים מאותו חומר זהות בכל הדגימות של המינרל או החומר. עקרון זה היווה פריצת דרך מהותית והוא מונח בבסיס המחקרים שנעשו אחר כך על מבנה הגביש.

במאה ה-17 הבחינו אנשי דת שבכל תרגומי התנ"ך והברית החדשה רק הפרטים הגאולוגים והגאוגרפים היו זהים בכל הגרסאות. בעקבות כך התעוררה התעניינות כללית בגאולוגיה, שמטרתה הייתה ליצור תאוריה גאולוגית העולה בקנה אחד עם הסיפור התנ"כי, בפרט על המבול. על פי התאוריה, הסטרטות השונות תואמות את המאורעות התנכ"יים. ואכן, התאוריה הרווחת נשענה על ספרו של ויליאם ויסטון "תאוריה חדשה של הארץ" (A New Theory Of The Earth) שהתפרסם ב-1696,‏[4] ובו ויסטון טוען בזכות התרחשותו של מבול על פי הראיות שמספקות הסטרטות של כדור הארץ.

המאה ה-18

באמצע המאה ה-18 התבססה הגאולוגיה כענף מדעי. מוזיאון הטבע הלאומי הצרפתי היה הראשון לקבוע משרת הוראה לתחום זה כבר ב-1741. היה זה צעד חשוב לקראת התפתחות הגאולוגיה ובהכרת חשיבות הפצתו הרחבה של הידע.

ב-1749 פרסם חוקר הטבע הצרפתי ז'ורז'-לואי לקלר דה בופון את ספריו "Histoire Naturelle", שבהם תקף בגלוי את "תאוריה חדשה על הארץ" של ויליאם ויסטון, ובעקבות ניסויים שערך טען שכדור הארץ אינו בן 6,000 שנה אלא 75,000 שנה.

לקלר התווה את השם "גאולוגיה" בהקשר למחקר כדור הארץ באותם ימים, אך המונח לא התקבל היטב עד פרסום האנציקלופדיה הגדולה בשנת 1751 בידי דני דידרו. השימוש הראשון במושג "גאולוגיה" בפרסומים מקצועיים נעשה על ידי שני מדענים שווייצריים: הגאולוג והמטאורולוג ז'אן-אנדרה דלוק והוראס-בנדיקט דה סוסיר. שימוש מוקדם במושג "גאולוגיה" נעשה על ידי רישאר אונז'רוויל המוכר גם כ"רישאר דה בירי", על מנת להבדיל בין עקרונות תאולוגיים-רוחניים לעקרונות מדעיים-ארציים.

ב-1755 פרסם הפילוסוף עמנואל קאנט את "היסטוריה אוניברסלית ותאוריה של השמים" (Allgemeine Naturgeschichte und Theories des Himmels) ובו הדעה שהיווצרות כדור הארץ אינה קשורה כלל לדת או לאלוהים.

במרכז צרפת טיילו המינרלוג ז'אן-אטיין גוטאר והגאולוג ניקולא דמארה ותיעדו את תצפיותיהם במפות גאולוגיות. גוטאר תיעד גם את תצפיותיו על היסודות הגעשיים של אזור זה.

עד שנות ה-70 של המאה ה-18 היה כבר חקר כדור הארץ עיסוק נפוץ, והתערערה התפישה שלפיה הסיפור התנ"כי הוא מקור מהימן לצורך מחקר גאולוגי. עם זאת, מדע הגאולוגיה לא נכלל באנציקלופדיה בריטניקה עד למהדורה הרביעית שיצאה לאור בשנת 1809.

Georgius Agricola Erzsucher
תחריט עץ המתאר כרייה מספרו של גאורגיוס אגריקולה "טבעם של המינרלים" שיצא בבזל בשנת 1556

העניין המתגבר בטבעו ובמקורו של כדור הארץ עורר עניין במינרלים ובמרכיבים אחרים של קרום כדור הארץ. יותר מזה, התגברות החשיבות הכלכלית של כרייה באירופה החל מאמצע המאה ה-18 וניצניה של המהפכה התעשייתית הפכה את הידע המדויק על עפרות ותפוצתן לחיונית ביותר. מלומדים החלו ללמוד את הרכב כדור הארץ באופן שיטתי, תוך השוואה מפורטת ותיאור לא רק של האדמה אלא גם על מציאותן של מתכות יקרות למחצה שחשיבותן הלכה ועלתה. ככל שניתן היה למצוא ביעילות רבה יותר אדמת מכרות פורייה ולזהות עפרות המכילות מתכות, ניתן היה להפיק מכך רווח גדול יותר. דחף זה להצלחה כלכלית הזין את הגאולוגיה והציב אותה במרכז ההתעניינות, והפך אותה לנושא נחשק. עם גדילת מספר האנשים שבחרו ללמוד אותה, התרבו התצפיות והתווסף ידע רב יותר על כדור הארץ.

צורך כלכלי זה הביא את אברהם גוטלוב ורנר לפרסם בשנת 1774 את הספר "על טבעם החיצוני של מינרלים"[5], אשר הביא לו הכרה נרחבת מאחר שהציג פירוט שיטתי לזיהוי מינרלים הנשען על תכונותיהם החיצוניות. ורנר גם הציע תאוריה לפיה היה כדור הארץ בתחילתו מכוסה מים וכך נוצרו שכבות הסלעים שאנחנו מכירים היום. התאוריה נקראה נפטוניזם על שמו של נפטון, אל הים במיתולוגיה הרומית. התאוריה ניסתה ליישב בין הראיות הגאולוגיות לסיפור התנ"כי. תומכי ורנר נטו להיות "קטסטרופיסטים" – שהגנו על התפיסה לפיה שינויים גאולוגיים התרחשו באירועים קטסטרופיים בממדים עצומים כמו המבול, ולא בהשתנות איטית לאורך מיליוני שנים.

חוקר הטבע הסקוטי ג'יימס האטון יצא בשנת 1785 נגד הנפטוניזם של ורנר עם תאוריה משלו שכונתה פלוטוניזם על שם פלוטו – אל השאול במיתולוגיה הרומית. הוא הציג אותה במאמר "תאוריה של הארץ" (Theory of the Earth), אותו הגיש ל"אגודה המלכותית של אדינבורו" בשנת 1788. ההנחה שנמצאה ביסוד השקפתו כי התהליכים המעצבים את פני כדור הארץ הם איטיים ואחידים (אוניפורמיים) הובילה אותו לנסח את עקרון האחידות. לפי האטון, הרים נוצרו באיטיות על ידי התכה איטית של חומר במעמקי האדמה כתוצאה מהלחץ העצום של מי הים, נשחקו והורבדו כסלעי משקע במעמקי הים וסלעים אלה התרוממו והפכו לאדמה יבשה, שנסחפת לים וחוזר חלילה (תאוריה זו, כמובן, אינה מקובלת היום). תהליך זה, לדבריו, נמשך כל העת ואורך זמן רב ביותר. לכן, כך האמין, כדור הארץ הוא עתיק מאוד, "בלי סימן של ראשית ובלי סימן של אחרית", כלשונו, ובוודאי שאינו בן 6,000 שנה כפי שטוען התנ"ך. תאוריה זו תאמה את השקפתו הדתית הדאיסיטית, לפיה העולם הוא מכונה מושלמת שנוצרה על ידי האל. ההשקפה הדאיסטית הייתה פופולרית בתקופתו ושימשה אלטרנטיבה לפירוש מילולי של כתבי הקודש.

בהכללה, אם כן, בסוף המאה ה-18 ובתחילת המאה ה-19 היו שתי תפיסות מנוגדות. אחת, המזוהה עם ורנר ואחרים, האמינה שכדור הארץ צעיר, בקטסטרופות, ובמים כמחוללי השינוי העיקרי. תפיסה זו נטתה לפירוש מילולי של התנ"ך. התפיסה השנייה, המזוהה עם האטון ואחרים, האמינה שכדור הארץ עתיק, בשינוי איטי ואחיד, ובחום ובלחץ כמחוללי השינוי העיקריים. תפיסה זו עלתה בקנה אחד עם השקפה דתית דאיסטית.

בויכוח בין שתי הגישות הייתה ידם של ה"פלוטוניסטים", חסידיו של האטון, על העליונה. הם האמינו כי סלעים נוצרים בתהליכים געשיים מהשקעה של לבה הפורצת מהרי געש, והצליחו להסביר הימצאותם של סלעים מותכים כגון בזלת טוב יותר מה"נפטוניסטים" - חסידיו של ורנר - שהתקשו להסביר כיצד היו יכולים להיווצר סלעים כאלה בכח המים והרוח בלבד. עבודתם של האטון ערערה על התאוריות המקובלות אז על גילו הצעיר של הארץ. ערעור זה סימן נקודת מפנה במחקר כדור הארץ.

חיזוק נוסף נגד הקטסטרופיסטים היה הספר "עקרונות הגאולוגיה" (Principles of Geology) שפרסם הגאולוג הסקוטי צ'ארלס לייל ב-1830 וזכה להצלחה. בספר זה הציג לייל הוכחות משכנעות מרחבי אירופה לתאוריות של האטון, ואת עקרון האחידות סיכם לייל בביטוי: "ההווה הוא המפתח לעבר".

המאה ה-19

Smith fossils2
איור מאובנים מתוך "זיהוי שכבות סלע בעזרת מאובנים של בעלי חיים" של ויליאם סמית משנת 1816

מניעים כלכליים ביישום מידע גאולוגי הביאו ממשלות לתמוך במחקר הגאולוגי. במהלך המאה ה-19 מימנו ממשלות רבות סקרים גאולוגיים אשר סיפקו מפות גאולוגיות של אזורים נרחבים וסיפקו מידע על מיקומם של מינרלים שימושיים – מידע בעל חשיבות לתעשיית המכרות של אותן מדינות. מחקר גאולוגי במימון ממשלתי איפשר לרבים ללמוד גאולוגיה, להיעזר בטכנולוגיה ובטכניקות מתקדמות ולהרחיב את המחקר הגאולוגי.

בתחילת המאה ה-19 הורכב הטור הסטרטיגרפי המתאר את סדר שכבות הסלעים בכדור הארץ ואשר נשען על מידע שסיפקו הנפטוניסטים והפלוטוניסטים של המאה ה-18. להרכבת הטור תרמו הביולוג ז'ורז' קיווייה והמינרלוג אלכסנדר ברוניאר, שניהם מצרפת, שפירסמו בשנת 1811 את "תיאור הגאולוגיה של סביבות פאריז" (Description Geologiques des Environs de Paris), והמודד האנגלי ויליאם סמית. עבודתם של השלושה הולידה את הסטרטיגרפיה, מיפוי שכבות הסלע בכדור הארץ.

סמית עצמו אחראי למהפכה גאולוגית חשובה – קביעת גילן של שכבות סלע ויצירת היסוד לבניית לוח הזמנים הגאולוגי. כאספן מאובנים מושבע הוא הבחין בשיטתיות בהימצאותם במקומות שונים, ומצא קשר בין שכבות סלע שונות למאובנים שמצא בהן. סמית ערך חתך דרך שכבות סלע וגילה בהן סדר הופעה זהה של מאובנים, באמצעותם קבע גיל יחסי לשכבות הסלע. על פי גודלם וסוגם של המאובנים, הגדיר סמית 3 עידנים גאולוגיים חשובים:

ב-1815 פרסם סמית מפה של אנגליה ובה סימן את השכבות לפי המאובנים שבהן וב-1816 את "זיהוי שכבות סלע בעזרת מאובנים של בעלי חיים" (Strata Identified by Organized Fossils).

אבולוציה

Darwin's finches.jpeg
ארבעה מינים של פרושי דרווין שההבדלים ביניהם תרמו להבנתו של דרווין את הברירה הטבעית

"עקרונות הגאולוגיה" של לייל היה בן-לוויה במסעותיו של חוקר הטבע והגאולוג צ'ארלס דרווין. דרווין עצמו ערך תצפיות שקיבלו אישור מ"עקרון האחידות". בשנת 1858, הציעו צ'ארלס דרווין ואלפרד ראסל וולאס את תורת האבולוציה המונעת במנגנון הברירה הטבעית לחברה הלינאית של לונדון, אשר בעקבותיה פרסם דרווין את ספריו מוצא המינים (The Origin of Species‏, 1859) ומוצא האדם (The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex‏, 1871). הוא הניח כי האדם אינו נזר הבריאה אלא חולייה אחת ברצף התפתחות של עולם החי והצומח, המתרחשת מתוך ברירה טבעית בעולם שאינו קבוע אלא משתנה בהתמדה במשך מיליוני שנים.

מוצא המינים היווה חולייה מאוחרת בשרשרת של רעיונות אבולוציוניים שונים שבוטאו על ידי מלומדים רבים בתקופות שונות. הפילוסוף היווני אנכסימנדרוס ביטא רעיונות דומים כבר במאה ה-6 לפנה"ס. מאוחר יותר ביטאו רעיונות כאלה גם הפילוסוף הסיני ז'ואנגזי בן המאה ה-4 לפני הספירה, הפילוסוף היווני אמפדוקלס, הפילוסוף הרומאי לוקרטיוס, הביולוג הערבי אל חזיז בן המאה ה-8, הפילוסוף הפרסי אבן מיסקווית בן המאה ה-10 ומלומדים רבים נוספים.

עם התרחבות הידע בביולוגיה במאות ה-18 וה-19 הופיע מגוון רחב של רעיונות דומים. אחד מן הבולטים בהם היו הלאמארקיזם – תאוריה אבולוציונית שפיתח ז'אן-בטיסט דה לאמארק, שגרסה כי ניסיון החיים של ההורה גורם לשוני בתכונות צאצאיו.

קדם ללאמארק סבו של צ'ארלס דרווין, ארסמוס דרווין, רופא, פילוסוף של הטבע וממציא חשוב, שעסק ברעיון האבולוציה משנת 1770. בספר משנת 1791 "הגנים הבוטניים" (Botanic Gardens) כתב על החיים שנוצרו בים והתפתחו בהדרגה.[6] ספרו המוכר והחשוב ביותר של ארסמוס דרווין נקרא "זונומיה, חוקי החיים האורגניים" (Zoonomia, the Laws of Organic Life) והוא יצא לאור בשני כרכים (ב-1792 וב-1796) העוסקים במחקר רפואי שערך. ארסמוס טען כי מיליוני שנים לפני שנוצר המין האנושי נוצרו כל בעלי החיים מיצור חד-תאי שממנו התפתחו איברים נוספים. במקום אחר כתב כי כל הצמחייה ובעלי החיים הקיימים היום נוצרו באופן ספונטני מצורות חיים מיקרוסקופיות שחיו באוקיינוס.

כשהיה בן 18 קרא צ'ארלס דרווין את "זוּנומיה", ואף שניסה להתכחש לספרו של סבו כאשר ספג ביקורות קשות על דעותיו, למרבית כתביו של צ'ארלס דרווין יש מקבילות בכתביו של הסב ארסמוס.

צ'ארלס דרווין – שהיה ביסודו גאולוג – נטל עמו פטיש גאולוגי במסעותיו והסביר בצורה סבירה תופעות של התהוות הרים, רעידות אדמה ושוניות אלמוגים. התאוריה שלו על אבולוציה של מינים על ידי מנגנון הברירה הטבעית נמצאת ביסודם של לוח הזמנים הגאולוגי והפלאונטולוגיה.

המאה ה-20

במאה ה-19 אמד עולם המדע את גילו של כדור הארץ במושגים של מיליוני שנים ובתחילת המאה ה-20 הוערך בכ-2 מיליארד שנה, תוך שימוש בכלים רדיולוגים. תיארוך רדיומטרי קבע את גילם של מינרלים וסלעים – מידע הנחוץ לקביעת גיל הארץ, ובמחצית השנייה של המאה ה-20 הצטברו ראיות גאופיזיות רבות שהעמידו את אומדן גיל כדור הארץ על 4.6 מיליארד שנה. גילוי זה, הנשען על מידע מדעי אמין, הביא לדיוק בבניית לוח זמנים גאולוגי ולניפוי תאוריות שלא עלו בקנה אחד עם ראיות מדעיות.

בידיעת סדר השכבות הנכון טמונה תועלת כלכלית. אחד הראשונים שגילה זאת היה האנס מרנסקי, גאולוג דרום אפריקאי. למרנסקי – שעסק בגילוי מחצבים – נודע על מחשוף המכיל פלטינה בריכוז בעל ערך כלכלי. הוא חישב מחשופים ידועים של אותה יחידה סטרטיגרפית, בחר את הרחוק בהם – 40 ק"מ מן הראשונה – וגילה גם בו בצר פלטינה. כך חישב את השכבה כולה, אשר במשך עשורים רבים שימשה מכרה עצום ממדים לעפרות פלטינה.

Snider-Pellegrini Wegener fossil map
פיזור מאובנים ביבשות השונות

אלפרד וגנר, מדען גרמני רב תחומי, הבחין כי קווי החוף של אפריקה ושל שתי האמריקות דומים, והניח כי כל היבשות נקרעו מיבשת על קדומה – פנגיאה – ולאחר מכן נסחפו כרפסודות על קרקעית האוקיינוס והגיעו בסופו של דבר למקומן הנוכחי. ב-1912 הציג וגנר את תאוריית נדידת היבשות שנשענה על עדויות מאובנים, אשר בעזרתה ניתן היה להבין גם את תהליכי היווצרות רכסי ההרים הגדולים (אורוגנזה). בשנת 1915 התפרסם ספרו מקור היבשות והאוקיינוסים,[7] אך עברו כמעט 50 שנה עד שרעיונותיו של וגנר התקבלו בעולם המדע.

ב-1960 נמצאו ההוכחות שתמכו בתאוריית נדידת היבשות והיא התחלפה בתפישת הלוחות הטקטוניים שנשענה על מידע מוצק. עד לסופו של אותו עשור כבר נתמכה תאוריה זו על ידי מרבית הגאולוגים. עדויות אלה הציגו תנועה צידית של יבשות והוכיחה כי הקרום האוקייני צעיר מן הקרום היבשתי. עדויות אלה גם תמכו בתאוריית התפשטות קרקעית הים שהוצעה על ידי האוקיינוגרף והגאופיזיקאי רוברט סינקלר דיץ ועמיתו הגאולוג הארי האמונד הס. התאוריה שלהם גרסה כי קרקעית הים מתפשטת מרכסים מרכז אוקייניים הפולטים לבה ובונים קרום ימי בזלתי הנדחק לצדדים כאשר נוצר קרום חדש. התרחשות כזו ניתן לראות ברכס המרכז-אטלנטי, שבאחת מן הפסגות הבולטות שלו נמצא האי האיסלנדי.

תאוריה נוספת שנתמכה באותן עדויות היא הפלאומגנטיזם, שהוצעה על ידי הגאופיזיקאי הבריטי סטנלי קית רנקורן והצביעה על שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ במהלך התפתחותו, שינויים אשר השאירו את חותמם על מינרלים וסלעים מגנטיים.

כדי לאמת תאוריות אלה נעשה על ידי נאס"א והמכון הגאולוגי הלאומי של ארצות הברית (USGS) שימוש בלוויינים החל מתחילת שנות ה-70, בתוכנית לאנדסאט (Landsat program).[8] משימות אלה הציגו תמונות של כדור הארץ שעזרו רבות להבנת תהליכים גאולוגיים שהתרחשו בו.

גאולוגיה מודרנית

הגאולוגיה המודרנית עדיין חוקרת את כדור הארץ על כל רבדיו, אך אינה מסתפקת בכך. בשנת 1969, עם נחיתתו של האדם הראשון על הירח, נולד תחום גאולוגי חדש: גאולוגיה פלנטרית. חקר הגאולוגיה של הירח היה משימתו הראשונה של תחום זה, ומדענים כיוג'ין שומייקר נטלו אותו בלילה אחד מידיהם של האסטרונאוטים. התפתחות זו שינתה גם את התפישה הגאולוגית המסורתית שראתה בכדור הארץ יחידה עצמאית ובלתי תלויה, והביאה למחקרים חדשים על היווצרותו והתפתחותו של כדור הארץ בתוך מערכת השמש.

עקרונות יסוד בגאולוגיה

World geologic provinces
מפה גאולוגית המראה את גילאי המסלע השונים על פני השטח של כדור הארץ

במהלך התפתחות הגאולוגיה כמדע המתאר את כדור הארץ על החומרים המרכיבים אותו והתהליכים המתרחשים בו, נוסחו כמה עקרונות המאפשרים לקבוע את גילן היחסי של שכבות סלע ואת אופן היווצרותן.

  • עקרון האחידות – כל תהליך גאולוגי מתרחש כיום בצורה דומה עד זהה לצורה שבה התרחש לאורך כל התקופות הגאולוגיות. עיקרון זה נוסח במאה ה-18 על ידי ג'יימס האטון וסוכם על ידי צ'ארלס לייל בביטוי הקובע כי "ההווה הוא המפתח לעבר".
  • עקרון האופקיות המקורית – עיקרון זה מיוחס לניקולאוס סטנו והוא קובע כי ההרבדה המקורית של שכבות משקע היא אופקית. כיום מקובל כי זהו קירוב בלבד למצב בפועל אך נכון מספיק, להוציא שיכוב צולב בעל מאפיינים משופעים.
  • עקרון הסופרפוזיציה – עיקרון זה מיוחס גם הוא לניקולאוס סטנו, והוא משמש לגילוי רצף של אירועים גאולוגיים. העיקרון קובע כי ברצף שכבות של סלעי משקע שנוצר באופן טבעי וללא הפרעה, תהיה השכבה העליונה צעירה משכבת הסלע הנמצאת מתחתיה. קיימת טענה כי עיקרון זה צריך להיות מופרד לשני עקרונות משנה המרחיבים את משמעותו:
  • עקרון ההמשכיות האופקית – עקרון הקובע כי שכבות סלעי משקע מורבדות ברצף אופקי – לצדדים ולמרחק משתנה – מכמה מטרים למאות קילומטרים, תלוי בתנאי ההשקעה. כתוצאה מכך, סלעים דומים זה לזה – שכעת מופרדים באמצעות עמק או הר – יכולים להיחשב כחלק מאותה הרבדה.
  • יחסי חיתוך-חצייה – עיקרון זה דן בהיווצרות של העתקים וקובע שהם צעירים יותר מהסלעים שאותם הם חוצים. כך, למשל, אם העתק חוצה שכבות סלע תחתונות ואינו מופיע בשכבות עליונות, ניתן להסיק מכך כי השכבות התחתונות קדמו להעתק ואילו השכבות העליונות מאוחרות לו. באופן זה ניתן גם להבדיל בין סוגי העתקים שונים.
  • עקרון היחסים ההופכיים – עיקרון זה עוסק בגופי חדירה: כל יחידה או תופעה גאולוגית החודרת ליחידה או תופעה גאולוגית אחרת היא מאוחרת יותר, לדוגמה: דייק יהיה צעיר יותר מהסלעים שאותם הוא חוצה.
  • עקרון רצף הפאונה – עיקרון זה דן במאובנים המופיעים בסלעי משקע ומניח כי יצורים שונים התקיימו באותה עת על פני כל כדור הארץ, ונוכחותם או היעדרם מצביעים על תקופת היווצרותו של הסלע שבו נמצאו. עיקרון זה נשען על ממצאיו של ויליאם סמית והתפתח בנפרד מתורת האבולוציה. השימוש בעיקרון זה הופך למורכב כשמדובר ברצועות זמן צרות, מכיוון שחלק מהיצורים שהתאבנו חיו במשך זמן רב והם עשויים, לפיכך, להימצא במספר שכבות, או להיעדר כליל מאזורים שבהם התרחשו שינויים בסביבת המחיה שגרמו להכחדתם באותו אזור.
  • עקרון התכלילים והמרכיבים – עיקרון זה דן בסלעי משקע קלאסטיים וגורס כי המרכיבים של סלעים קלאסטיים קדומים מהסלעים עצמם. עיקרון זה חל גם על קסנוליתים שמוקדמים מהסלעים המכילים אותם.

תחומים בגאולוגיה

גאולוגיה אינה מדע תאורטי בלבד אלא יש לה ישומים רבים כחיפוש ופיתוח מקורות מים, חיפושי נפט ומינרלים והיא מסייעת גם בתכנון מבנים וערים.

גאולוגיה פועלת בשלושה מישורים:

כל תחומי הגאולוגיה עוסקים בשילובם של מישורים אלה.

תחומים עיקריים

  • גאודזיהמדע העוסק במדידה של פני כדור הארץ, מיפוי והתוויה. מקורה של המילה יווני ומשמעותה המילולית היא: אני מחלק את האדמה. הגאודזיה מציגה כמותית את צורתו ומידותיו של כדור הארץ, עוקבת אחרי תנועותיו ופותרת בעיות הנדסיות. הגאודזיה מספקת תיאור של כדור הארץ, מהירות תנועותיו ונתוני כוח המשיכה על גבי הארץ ומחוצה לה.
הגאודזיה נחלקת לשני תחומי משנה:
  • גאודזיה נמוכה – עוסקת במיפוי פרטני של שטח קטן או בהתוויה של נקודות בשטח לצורך בנייה
  • גאודזיה גבוהה – עוסקת במיפוי של שטחים גדולים בעזרת שיטות מתקדמות, כגון פוטוגרמטריה וחישה מרחוק, וכוללת גם את הגאודזיה הלווינית
  • שיטת המאובנים – מחקר השוואתי של מאובנים של בעלי חיים וצמחים שהשתמרו בסלע מאפשר לקבוע את גילו היחסי – למשל, הסלע שיכיל מאובנים פרימיטיביים יהיה קדום לסלע שיכיל מאובנים של בעלי חיים וצמחים מתקדמים. כאן עושים שימוש בעקרונות הסטרטיגרפיה ומשתמשים במאובנים מנחים.
  • תיארוך רדיומטרי – מבוסס על קיומם של איזוטופים בלתי יציבים המתפרקים בצורה ספונטנית ליסודות אחרים (תוך שחרור אנרגיה).
  • תיארוך באמצעות טבעות עצים – גזעי עצים גדלים מן המרכז והחוצה, בטבעות. עובי הטבעת משתנה בהתאם לתנאי האקלים. ספירת הטבעות מעידה על הגיל.
  • קביעת גיל הסלע בעזרת פלאומגנטיזם – כלומר בעזרת התכונות המגנטיות ש"התאבנו" בסלע. בסלעים מסוימים ישנם מינרלים ברזליים שמצביעים לכיוון צפון בדומה למצפן. מסתבר שהיו תקופות בהם הצפון היה דווקא בדרום כלומר תקופות בהם המצפן היה מצביע דרומה. בסלעים מסוימים אכן המינרלים מצביעים דרומה וזה עוזר בתארוך הסלע לאותן התקופות.
  • קביעת גיל הסלע בעזרת משקעים אגמיים (ורוות) – בתחתית כל אגם מצטברים משקעים: בעונה גשומה יהיה צבעם כהה בגלל סחף ובעונה יבשה יהיה צבע המשקעים בהיר. כשהאגם נעלם נשארות רק אותן שכבות דקות של משקעים אותן ניתן לספור: שכבה בהירה + שכבה כהה = שנה אחת. גאולוגים ישראלים השתמשו בשיטה זו כדי לחשב את גילה של ימת הלשון – אגם קדום שהשתרע בין הכנרת לבין חצבה שבערבה וים המלח הוא שריד שלו.
  • גאוארכאולוגיה – תחום משותף לגאולוגיה ולארכאולוגיה אשר חוקר אתרים ארכאולוגיים בשיטות גאולוגיות. מטרות המחקר הן להגדיר את גילם של אתרים ארכאולוגיים בעזרת קביעת גילן של תצורות, סלעים וקרקעות באותם אתרים, כמו גם לקבוע איזה תהליכים גאולוגיים התרחשו באתר בעבר, כגון יצירת קרקע ושינוי האדמה והמסלע עקב פעילות האדם (למשל, על ידי בעירה). לעיתים ניתן להתחקות אחר רעידות אדמה או התפרצויות געשיות באתר הארכאולוגי בשיטות אלה.
  • גאולוגיה היסטורית – תחום זה עוסק בהיסטוריה של כדור הארץ מאז היווצרותו ובשלבים השונים של התהוותו. המחקר ההיסטורי של כדור הארץ עושה שימוש בתחומים גאולוגיים שונים, בעיקר: סטרטיגרפיה, גאוכרונולוגיה, טקטוניקה ופלאונטולוגיה על מנת לבנות רצף של אירועים בעברו של כדור הארץ.
  • גאולוגיה הנדסית – יישום של הגאולוגיה המסייע לקבוע את תכונותיו הגאולוגיות של אזור שבו מתוכננות להתבצע עבודות הנדסיות לצורך בנייה, למשל של סכרים וגשרים, ולתת מענה לבעיות המתעוררות במהלך העבודה.
  • גאולוגיה כלכלית – העולם המודרני צורך כמויות גדולות של אנרגיה המופקת בעיקר מנפט ופחם. אלה – יחד עם חומרים מסחריים אחרים – נכרים או נשאבים מקרום כדור הארץ. תפקידם של הגאולוגים בענף זה הוא לאתר את מרבצי החומרים, לאמוד את כמותם ולסייע בתכנון של שאיבה וכרייה שלהם.
  • גאולוגיה כללית – ענף יסוד בגאולוגיה הנעזר בתחומי המחקר הגאולוגיים האחרים לצורך חיפוש מי תהום ומחצבים שונים והפקתם. בתחום זה נעשה שימוש בסקרים גאולוגיים המפרטים את מבנה קרום כדור הארץ באזורים הנחקרים.
  • גאולוגיה קרחונית – עוסקת בשני תחומים עיקריים:
  • תכונותיהם של קרחונים והקשר ההדדי בינם לבין תופעות אקלימיות, תוך יצירת מרחב מחקר משותף לגאולוגיה ולקלימטולוגיה – שני תחומים מרכזיים במדעי כדור הארץ
  • השפעתם של קרחונים על עיצוב הסביבה בתהליכים של בליה והובלת משקעים
תחום זה הוא אמנם ענף בגאומורפולוגיה, אך הוא מקיף ורחב מספיק כדי להוות שטח מחקר עצמאי.
  • גאופיזיקה – עוסקת בתכונות הפיזיקליות של כדור הארץ:
במינרלוגיה שני תחומי משנה עיקריים:
  • סביבה יבשתית – ביצות, נחלים ואגמים
  • סביבה חופית – לאורך חופי הים
  • סביבה ימית – אזורים שונים של קרקעית ים או אוקיינוס
  • סביבה אוופוריטית – סביבה של התאדות-יתר המתקיימת בלגונות ימיות ובאגמים יבשתיים
  • מיון ליתוסטרטיגרפי (lithostratigraphy) – מיון לפי סוגי הסלעים המרכיבים את השכבה, במטרה למיין את הסלעים לפי קבוצות בעלות משמעות כחבורות ותצורות
  • מיון ביוסטרטיגרפי (biostratigraphy) – מיון לפי המאובנים שנמצאו בשכבות, במטרה למצוא את לוח הזמנים שלפיו נוצרו השכבות, כאשר המאובנים שנמצאו בשכבה משמשים כמנחים להגדרת השכבות
  • פדולוגיה – חקר קרקעות בסביבתן הטבעית, הבנת תהליכי היווצרותן והבנת הקשר בינן ובין גורמים אחרים, כמו הסלעים עליהן נוצרו והאקלים השורר באזור הימצאותן
  • פטרולוגיה – תחום העוסק בהיווצרות ובסיווג סלעים, מבנם, הרכבם, מרקמם, תפוצתם, מיונם והתהליכים הכימיים והגאולוגים שהביאו להיווצרותם. קיימים שלושה ענפים של פטרולוגיה בהתאם לשלושת סוגי הסלעים: סלעי יסוד, סלעי משקע וסלעים מותמרים. תחום משנה של פטרולוגיה נקרא פֶּטרוֹגרַפיָה, והוא עוסק במיון שיטתי והגדרה מדויקת של סלעים באמצעות בדיקה מיקרוסקופית באור מקוטב של פרוסת סלע בעובי של כ-0.03 מ"מ הקרויה שקף. השקף מתקבל מניסור הסלע, ליטושו והדבקת הפרוסה על גבי זכוכית.

גאולוגיה של ישראל

בישראל מתקיים מגוון רב של תופעות גאולוגיות ייחודיות וההיסטוריה שלה עשירה בפעילות טקטונית וגעשית.

  1. בתקופת הפרקמבריון פעילויות מגמטיות וטקטוניות מרובות יצרו את סלעי התשתית של ישראל. שלאחר מכן עברו תהליכי בליה וסחיפה ויצרו מישור המכונה פנה פליין. הפנה פליין כיום חשוף בדרום ישראל באזור הרי אילת.
  2. מחזורים של עלית וירידת גובה פני הים היחסי השקיעו בישראל סלעי משקע רבים בליווי בליה וסחיפה של חלקם.
  3. מסוף הטורון ועד הנאוגן כאשר הלוח האפריקאי החל להתנגש בלאוראסיה ליצירת האורוגן האלפיני, בישראל משטר המאמצים יצר קמטים.
  4. כאשר בקע ים המלח החל לפעול הקמטים המזרחיים החלו לנוע צפונה וכך נוצרה הקשת הסורית שכיום מאופיינת את האנטיקלינות והסינקלינות בנגב (על חלקן התפתחו מכתשים אירוזיביים), את הרי יהודה ואת הר החרמון. בנוסף עם בקע ים המלח נוצרו גם אגם החולה, ים הכנרת, נהר הירדן, בקעת הירדן, ים המלח ומפרץ אילת

בקע ים המלח

ישראל נמצאת באזור פעיל מבחינה גאולוגית, בעיקר בשל הימצאותה באזור מפגש של שלושה לוחות טקטונייםהלוח האירואסייתי, הלוח הערבי והלוח האפריקאי. למעשה נמצאת ישראל בחלק של הלוח האפריקאי – הלוח הלבנטיני, שבינו ובין הלוח הערבי נוצר בקע ים המלח. בתחומו של בקע זה נמצאים בקעת הירדן, הערבה ובקעת תמנע, העשירה במרבצי נחושת ירוקים ומהווה "חלון גאולוגי" שבו נחשף מגוון של סלעים מתקופות גאולוגיות שונות. הבקעה נמצאת בקצה הצפוני של השילד הערבו-נובי, מצפון להרי אילת.

תוואי גאולוגי מיוחד נוסף הוא מצוק ההעתקים, שחלקו המערבי נמצא בשטח מדינת ישראל וחלקו המזרחי בשטח ירדן, ואשר נוצר מתנועה טקטונית במסגרת בקע הירדן. פעילויות טקטוניות כאלה גרמו לרעידות אדמה רבות, שהקשות שבהן היו רעש שביעית שאירע באמצע המאה השמינית לספירה, ורעידת האדמה בצפת בשנת 1837 שהחריבה את צפת וסביבותיה והותירה אלפי הרוגים.

הקשת הסורית

מבנה גאולוגי שישראל מהווה חלק ממנו הוא הקשת הסורית (או "קשת הקמטים הסורית" – Syrian arc deformation belt), שהיא מערכת קמטים העוברת ממצרים ומדבר סיני דרך שדרת ההר בישראל עד לאזור תדמור (פלמירה) שבסוריה. למעשה מורכבת הקשת הסורית משתי קשתות מתמשכות והפוכות זו לזו היוצרות צורת S: קשת דרומית ממצרים עד לצפון ישראל, וקשת צפונית מרמת הגולן עד תדמור בסוריה. הקשת היא תוצאת לוואי של סגירת אוקיינוס טתיס הקדום, שלוותה בהתנגשות בין הלוח הקדום אפריקה-ערב מדרום והיבשת הקדומה לאוראסיה מצפון.

בקטע הצפוני של הקשת הסורית נמצא קו התלים הישראלי, שהוא רצף של הרי געש כבויים ברמת הגולן, מהר רם בצפון ועד לתל סאקי בדרום. ממזרח, ובמקביל לקו התלים הישראלי, משתרע רצף דומה של הרי געש, המכונה קו התלים הסורי. קווי התלים נבנו מלבה שפרצה מסדקי-משנה שנוצרו בעקבות הבקע הסורי-אפריקני. ביטוי נוסף של הקשת הוא הקמרים בהם נוצרו המכתשים בנגב כתוצאה מסחיפה.

הכרמל והגליל

פעילות טקטונית וגעשית לא התרחשה רק לאורך בקע ים המלח אלא גם באזורים אחרים. אזור הכרמל היה פעיל מאוד בשני התחומים, ועד היום ניכרים בו סימנים לכך בהרי הגעש הקדומים בכרם מהר"ל, בהר אלון ובשפיה, ובהעתק החוצה את העיר חיפה ועובר סמוך לאזור התעשייה בעמק זבולון. גם בגליל התחתון קיימות עדויות לפעילות טקטונית וגעשית. הגליל התחתון מורכב ממערכת של הורסטים וגראבנים, לדוגמה והר תבור שהוא הורסט – גוש שהורם מעל סביבתו עקב פעילות טקטונית. בגליל קיימות מספר רמות המכוסות בזלת המעידות על פעילות געשית ממערב לבקע הסורי-אפריקאי, כדוגמת רמת כורזים, רמת דלתון, אזור יבנאל, רמת יששכר ועוד. כמו כן ניתן למצוא באזור מספר הרי הגעש כבויים כמו הר דלתון וקרני חיטין.

השפעות ימיות

חדירות ימיות יצרו בארץ מגוון תופעות גאולוגיות מיוחדות:

  • לשון ים שחדרה מהים התיכון בסוף תקופת הפלאוקן (לפני כ-60 מיליון שנים), כיסתה את עמק יזרעאל ואת הבקעה, והשקיעה מלח, גיר וגבס בכמות גדולה. בשלב מאוחר יותר, עקב פעילות געשית בגולן, בגליל ובעמק יזרעאל, נקטע הקשר אל הים ונותר אגם עובדיה, שמימיו היו מתוקים. האקלים השתנה והפך לח יותר, ועקב כך נוצר אגם מלוח גדול שהשתרע מהכנרת של ימינו עד לחצבהימת הלשון. לפני כ-15,000 שנה הצטמקה ימת הלשון והותירה שני שרידים, את אגם הכנרת ואת ים המלח.
  • המכתשים בנגב הם תופעה גאולוגית נדירה של היווצרות מכתשים אירוזיים, שנוצרה בתהליך ממושך של השקעה, קימוט ובליה. בארץ נמצאים חמישה מתוך שבעה מכתשים אירוזיים הקיימים בעולם כולו.

לא רק הצפות יצרו תוואים מעניינים אלא גם התייבשות. האירוע המסיני, שבמהלכו נסגר מצר גיברלטר לזרימת מים, גרם לייבוש הים התיכון כמעט לחלוטין. האירוע התרחש כאשר הלוח האפריקאי התקרב ללוח האירו-אסיאתי כחלק מתהליכים טקטוניים שהתרחשו במהלך עשרות מיליוני שנים. בתקופה זו הגיע קניון באר שבע-עזה, שהחל להיווצר מעט קודם לכן, לשיא עומקו.

ראו גם

לקריאה נוספת

קישורים חיצוניים

ספרים מקוונים

הערות שוליים

  1. ^ עמנואל מזור, גיאולוגיה בפטיש ישראלי, האוניברסיטה הפתוחה, 1994, עמ' 3
  2. ^ מתורגם מ-מקורות הגאולוגיה
  3. ^ מתורגם מ-תרומתו של אבן סינא להתפתחות מדעי כדור הארץ
  4. ^ תאוריה חדשה של הארץ בגוגל ספרים
  5. ^ Abraham Gottlob Werner, Von den äusserlichen Kennzeichen der Fossilien, Universitätsbibliothek Heidelberg
  6. ^ ראסל גריג, דרוויניזם – הכל נשאר במשפחה
  7. ^ Die Entstehung der Kontinente und Ozeane, בפרויקט גוטנברג
  8. ^ * Green globe.svg אתר האינטרנט הרשמי של תוכנית לנדסאט
אורדוביק

אורדוביק הוא התור הגאולוגי השני בעידן הפלאוזואיקון.

משך תקופתו: 71 מיליוני שנים, מלפני 510 מיליוני שנים עד לפני 439 מיליוני שנים.

במהלך האורודוביק החלה בדרום כדור הארץ התכנסות יבשות שיצרה את גונדוונה, כשלב מקדים לקראת היווצרות יבשת-העל פנגיאה.

תקופה זו מתאפיינת בשליטת חסרי החוליות ושגשוג של צמחי הים. לראשונה מופיעות שוניות האלמוגים וגם ראשוני החולייתנים.

דבון

דֶּבוֹן הוא תור בעידן הפלאוזואיקון. משך תקופתו: 45.5 מיליוני שנים, מלפני 408.5 מיליוני שנים עד לפני 363 מיליוני שנים. את הדבון נהוג לחלק לשלוש תקופות: דבון שלישי (הקרובה ביותר לזמננו), דבון שני ודבון ראשון (הרחוקה ביותר מזמננו).

בתור הדבון התקרבו יבשות אירואמריקה וגונדוואנה, שמאוחר יותר יצרו את יבשת פנגיאה.

הופיעו הדו-חיים הראשונים וכן שבטבטנים.

נקרא על שם מחוז דבון באנגליה.

הבקע הסורי-אפריקני

בקע ים המלח או מערכת השבירה הסורית-אפריקנית או בשמותיהם הנפוצים הבקע הסורי-אפריקני או השבר הסורי-אפריקני הם השמות לסדרה של העתקים ובקעים שנמשכת מצפון לדרום, מדרום טורקיה דרך סוריה ובקעת הלבנון בצפון, לאורך נהר הירדן, ים המלח, הערבה, מפרץ אילת וים סוף, דרך מפרץ עדן עד לטנזניה, שם הוא מתפצל לשניים ומגיע לבסוף עד למוזמביק. אורכו של הבקע כ-6,000 ק"מ ורוחבו בין 7 ל-20 ק"מ, והוא החל להיווצר לפני כ-25 מיליון שנים בתהליך של תנועות התרחקות של לוחות היבשות אסיה ואפריקה זו מזו, שנמשך עד היום. הבקע הוא הגורם העיקרי לרעידות האדמה ולעיתים לצונאמי באזורים שבהם הוא עובר.

בתחום הבקע הסורי-אפריקני התרחשו בשנים האחרונות בישראל רעידות אדמה קלות-בינוניות. הגאולוגים סבורים כי הן משחררות את האנרגיה המצטברת בנקודות החיכוך של הלוחות הטקטוניים, ומונעות בכך למעשה הצטברות רבה מדי של אנרגיה, מצב העלול לגרום לרעידת אדמה עזה, כפי שאכן אירע באזור בעבר.

הבקע מחולק לשלושה חלקים עיקריים (מצפון לדרום): מדרום טורקיה ועד לים סוף, בקע ים סוף – ממפרץ אילת לאורך ים סוף, ובקע מזרח-אפריקה – מאתיופיה בצפון ועד זימבבואה בדרום.

בפי גאולוגים מודרניים נקראת סדרת הבקעים "מערכת ההעתקה הסורית-אפריקנית".

הסקר הגאולוגי של ארצות הברית

הסקר הגאולוגי של ארצות הברית (באנגלית: United States Geological Survey או בראשי תיבות: USGS) היא סוכנות מדעית של ממשלת ארצות הברית. תפקיד מדעני הסוכנות הוא לחקור את הנופים, אוצרות הטבע והסכנות הטבעיות של ארצות הברית. הסוכנות מתמקדת בארבעה תחומים עיקריים: גאולוגיה, ביולוגיה, גאוגרפיה והידרולוגיה. הסוכנות משמשת רק כגוף מחקר, ללא כל סמכות ביצועית.

הסוכנות נמצאת תחת אחריותה של מחלקת הפנים של ארצות הברית, ומעסיקה כ-8,670 עובדים ובעלת תקציב של 1.1 מיליארד דולר. המוטו של הסוכנות הוא "מדע לעולם משתנה" ("Science for a changing world").

הסוכנות הוקמה ב-3 במרץ 1879, לאור הצורך בגוף שירכז את המידע אודות המתרחש בשטחים הגדולים והבלתי מיושבים שנתווספו לארצות הברית ברכישת לואיזיאנה ב-1803 ובמלחמת ארצות הברית-מקסיקו ב-1848. ג'ון וסלי פאוול היה מנהלה השני (לאחר כהונתו הקצרה של קלרנס קינג) ומי שעצב את דמותה במשך 13 שנות כהונתו.

הסקר מפורסם בזכות סדרת מפות מפורטת ועדכנית שהוצאה על ידיו, ונחשבות כמפות הרשמיות של שטחי ארצות הברית. את המפות ניתן לקנות, וחלקן הן חינמיות.

טריאס

טריאס (Triassic) הוא תור בעידן המזוזואיקון. אורכו כ-50 מיליון שנים: מלפני כ-250 מיליון שנים עד לפני כ-200 מיליון שנים.

תור הטריאס החל אחרי הכחדת פרם-טריאס, ההכחדה ההמונית הגדולה ביותר בתולדות כדור הארץ. בתור זה כמעט כל היבשות היו מאוחדות ביבשת-על אחת בשם פנגיאה. שטח רב ממנה, בעיקר בפנים היבשת, היה בעל אקלים מדברי בגלל הריחוק ממי ים החיוניים כמקור מים לגשמים. בתקופה זו התפתחו המחטניים. בתור הטריאס שגשגו הזוחלים האמניוטים שסיגלו לעצמם אורח חיים יבשתי מלא ומאפייניהם עזרו להם לשרוד בחום ובמדבר. במחצית הראשונה של תקופה זו שלטו בה הארכוזאורים, שמהם התפתחו מאוחר יותר התנינאים, הדינוזאורים והפטרוזאוריה, וזוחלים דמויי-יונקים שמהם התפתחו היונקים הקדמונים. בים שלטו סילוניות (ראשרגלאים) וזוחלים ימיים דוגמת פלסיוזאורים. במחצית השנייה של הטריאס התפתחו הדינוזאורים והיונקים הראשונים, אך שתי הקבוצות עדיין רק היוו חלק מהפאונה ולא שלטו בה. רק בעקבות הכחדת טריאס-יורה הפכו הדינוזאורים לשליטי היבשה, בעוד שהיונקים המשיכו לחיות בצל עד שהדינוזאורים נכחדו בסוף המזוזואיקון בהכחדת קרטיקון-שלישון.

יורה (גאולוגיה)

יוּרָה (Jurassic) היא תור בעידן המזוזואיקון. תור זה החל לפני כ-199.6 מיליון שנים והסתיים לפני כ-145.5 מיליון שנים. היורה מחולקת לתקופות משנה: ליאס הקדומה, דוגר התיכונה ומלם המאוחרת. תור היורה בא אחרי הטריאס ואחריו בא הקרטיקון. בארץ ישראל נמצאו מחשופים מתקופה זו בהר החרמון, במכתש רמון ובתצורת מאליח בברג' אל-מלח בצפון-מזרח השומרון.

תור זה התפרסם במיוחד מסדרת הסרטים "פארק היורה", אשר קרוי על שם תקופה זו וכמה דינוזאורים הנראים בסדרה (כמו הדילופוזאורוס, הסטגוזאורוס, הברכיוזאורוס והאפטוזאורוס) השתייכו לתור זה. עם זאת הרבה מהדינוזאורים הנראים בסדרה (כמו הטירנוזאורוס, הטריצרטופס, האנקילוזאורוס, הפרזאורולופוס והולוסירפטור) היו שייכים לתור הקרטיקון העוקב או אף לטריאס (כמו הפרוקומפסוגנתוס).

כרייה

כרייה היא פעולה של הפקת מחצבים בעלי ערך כלכלי מאדמת כדור הארץ.

לרוב הכרייה מתבצעת על ידי חפירה של עפרת המחצב מאזור גאולוגי העשיר בה ומכונה עורק.

עם החומרים הנכרים בעולם נמנים זהב, בוקסיט, פחם, יהלומים, ברזל, אבני חן, עופרת, אבן גיר, חול, ניקל, פוספט, מלח, בדיל, אורניום ומוליבדן.

למעשה, על האדם לכרות כל חומר שלא ניתן לגדלו בתהליך חקלאי, ובכלל זה כוללת הכרייה במשמעותה הרחבה גם הפקת מים, גז טבעי ונפט.

למ"ש

למ"ש (ראשי תיבות: לפני מיליון שנה, וכן משל"ז: מיליון שנה לפני זמננו; Ma לפי ISO, ובארצות הברית גם: Mya - Million years ago) היא יחידת זמן שימושית באסטרונומיה, גאולוגיה ופלאונטולוגיה בהן עוסקים בתקופות זמן ארוכות. באמצעות יחידה זו מוגדרות תקופות גאולוגיות. באופן פורמלי, יחידת השנה מוגדרת על ידי ארגון ISO ואינה חלק ממערכת היחידות הבינלאומית. במערכת זו יחידת הזמן היא השנייה ואין בה התייחסות לשנה.

מיוקן

מיוקן (אנגלית: Miocene) היא התקופה הקדומה בנאוגן שבעידן הקנוזואיקון. משך תקופתה 18 מיליוני שנים, מ-23 מיליוני שנים לפני זמננו ועד לפני 5.3 מיליוני שנים. היא מחולקת לשישה גילים (תת יחידות זמן של תקופה): אקוויטניאן (Aquitanian), בורדיגליאן (Burdigalian), לנגיאן (Langhian), סרבליאן (Serravallian), טורטוניאן (Tortonian) ומסיניאן (Messinian).

בסוף תקופת המיוקן התרחש האירוע המסיני שבמהלכו התייבש הים התיכון כמעט לחלוטין כתוצאה מסגירת מצר גיברלטר לזרימת מים מהאוקיינוס.

באמצע תקופה זו הופיעו ההומינידיים הראשונים. גם הסוסים ורוב מכפילי הפרסה התפתחו וגדלו לאורך התקופה.

נאוגן

נאוגן הוא פרק הזמן השני בעידן הקנוזואיקון, בין הפלאוגן לרביעון. בעבר היה שייך לתור השלישון שבוטל. משך תקופתו: 21.75 מיליוני שנים, מלפני 23.5 מיליוני שנים ועד לפני 2.58 מיליוני שנים. בנאוגן נמצאות התקופות: פליוקן ומיוקן.

סילור

סילור הוא תור בעידן הפלאוזואיקון.

משך תקופתו: 30.5 מיליוני שנים, מלפני 439 מיליוני שנים עד לפני 408.5 מיליוני שנים. התור השלישי בעידן הפלאוזואיקון מ-440 עד 400 מיליון שנה קודם זמננו. בתור הסילור התרחש הקימוט הקלדוני, אשר יצר את שרשרת ההרים לאורכה של נורווגיה, את רכסי ההרים העיקריים בסקוטלנד ובאנגליה, את רכסי הארדנים והסודטים.

בתקופה זו הופיעו צמחי היבשה. בתקופה זו החלו להופיע גם דגי הסחוס.

פלאוגן

פלאוגן היא יחידת זמן גאולוגית בעידן הקנוזואיקון והראשונה שלאחר הקרטיקון מעידן המזוזואיקון. בעבר הייתה שייכת לתור השלישון שבוטל. היא התמשכה על פני 42 מיליוני שנים, מלפני 0.3 ± 65.5 מיליוני שנים ועד לפני 0.05 ± 23.03 מיליוני שנים.

בפלאוגן נמצאות התקופות: אוליגוקן, אאוקן ופלאוקן.

הפלאוגן נודעת בכך שבמשך תקופה זו התפתחו היונקים, מיצורים קטנים ופשוטים למגוון גדול של יצורים מורכבים יותר, וזאת בעקבות ההכחדה ההמונית אשר אירעה בסוף תור הקרטיקון. חלק מיונקים אלה התפתחו לאחר מכן לבעלי החיים הגדולים הנמצאים ביבשה, בעוד שחלק מהם הפכו ליונקים ימיים. בתקופה זו התפתחו גם העופות באופן משמעותי וקיבלו צורה דומה לצורה שיש להן כיום.

בתקופה זו הייתה גם תנועה מסוימת של היבשות. האקלים התקרר במידה מסוימת במשך הפלאוגן, והימות שכיסו חלק מיבשת צפון אמריקה נסוגו בתחילת תקופה זו.

פלאונטולוגיה

פָּלֵאוֹנְטוֹלוֹגִיה (Paleontology) היא המדע העוסק בחקר המאובנים, שהם סימנים שהשאירו בעלי חיים וצמחים מתקופות קודמות, בשכבות האדמה השונות, בהם גם בעלי חיים שנכחדו כגון הדינוזאורים. מקור המילה מיוונית: פלאו (παλαιός) פירושו ישן, און (ὄν) פירושו "קיים, יצור", לוגיה (λογία) פירושו "תורה".

בניגוד לפלאונטולוגיה, עוסקת הנאונטולוגיה בחקר היצורים בני זמננו או בכאלו שנכחדו בעת החדשה. לעיתים נעזרים חוקרים בשיטות משני הענפים גם יחד.

לפלאונטולוגיה מספר ענפי משנה, בהם:

פלאוזואולוגיה, חקר המאובנים שמקורם בבעלי חיים.

פלאובוטניקה, חקר המאובנים שמקורם בצמחים.

מיקרופלאונטולוגיה, חקר המאובנים שמקורם במיקרואורגניזמים.

פלאואנתרופולוגיה, חקר מאובנים מן האבולוציה של האדם.

פלאואקולוגיה, חקר המאובנים במטרה להרכיב ולהבין את הסביבה והתנאים בהם חיו היצורים הקדומים על-פני כדור הארץ.בקרב הציבור הרחב ידועה בעיקר הפלאוזואולוגיה ובפרט הפלאונטולוגיה של בעלי חוליות. תחום הפלאונטולוגיה של בעלי החוליות מפותח ביותר מכיוון שהשלדים והעצמות של בעלי חוליות הם עצמים קשים הנוטים להתאבן. הדינוזאורים הם אולי נושא המחקר המפורסם והמזוהה ביותר של הפלאונטולוגיה.

המחקר הפלאונטולוגי משלב בין מספר תחומי ידע, העיקריים שבהם הם ביולוגיה, אנטומיה (ובפרט אוסטאולוגיה - חקר מבנה העצם כאשר חוקרים מאובני בעלי חוליות), טפונומיה, מדעי כדור הארץ וגאולוגיה.

במחקר הפלאונטולוגי יש מספר סוגי התמחות ומחקר:

עבודת שדה וחפירת מאובנים. פלאונטולוג שעיקר התמחותו היא בחפירת וגילוי מאובנים בשטח מכונה "צייד מאובנים".

עבודת מעבדה לניקוי המאובנים והכנתם למחקר.

חקר המאובנים והסקת מידע לגבי בעל החיים ממנו הם באו: כיצד הוא חי, מה הוא אכל ואיזה גומחה אקולוגית הוא מילא. תחום זה דורש ידע רב בביולוגיה ואנטומיה בפרט, וכולל בתוכו ענפים רבים של הביולוגיה בהם אוסטאולוגיה, זואוטומיה, אנטומיה השוואתית, פתולוגיה, ביומכניקה, פילוגנטיקה ואקולוגיה.

שחזור שלד בעל החיים על ידי טכנאי המוזיאון.

אמנות פלאונטולוגית: איורים וציורים של השלד המלא של בעל החיים וכן איך היה נראה כשהיה חי ("בשר ודם"). במובן הרחב תחום זה כולל גם יצירת מיניאטורות דינוזאורים ודגמים תלת-ממדיים, הן אמיתיים והן בגרפיקה ממוחשבת.

פילוגנטיקה וקלדיסטיקה: מיקומו של בעל החיים ב"עץ המשפחה" האבולוציוני ויחסו לבעלי חיים וקבוצות אחרות.

פליסטוקן

פּלֶיסטוֹקֵן (Pleistocene; סימן: Ps) היא תקופה בתור הרביעון שבעידן הקנוזואיקון, אשר החלה לפני כ-2.588 מיליוני שנה ונמשכה עד לפני 11,700 שנה.

את המונח טבע צ'ארלס לייל ב-1819, בהציגו שכבה בסיציליה שיותר מ-70 אחוז ממיני מאובני הפאונה שלה קיימים גם כיום, ובכך הפריד אותה מהפליוקן. משמעות השם ביוונית – "חדש יותר" (בהתייחסו לפליוקן שמשמעותו "חדש"). משם זה נגזר עידן ה"הולוקן", שמשמעותו "חדש לחלוטין".

הגדרת המונח השתנתה ב-2006, להגדרה המקובלת כיום. עד אז המונח התייחס לתקופה שבין 1.806 מיליון שנים קודם זמננו עד ל-11,700 שנים קודם זמננו. לכן, בפרסומים קודם לכן, ייתכן שישתמשו במונח לתיאור תקופה זו.

בתקופה זו התרחשה מרבית אבולוציית האדם, כשבתחילתה הפרנתרופוס עדיין התהלך על פני האדמה, ובסיומה האדם המודרני כבר היה נפוץ בכל חמש היבשות. תנועת היבשות בתקופה זו היא מזערית, כ-100 ק"מ באופן יחסי מאז תחילת התקופה.

בתקופה זו היו מגוון של יצורים גדולים מאוד (מגפאונה) ביניהם: ממותה, מסטודון, דיפרוטודון, סמילודון, גליפטודון, שור הבר, גיגנטופיתקוס, קרנף צמרי, עצלני קרקע כמו מגתריום, ג'ירפיים גדולים כמו שיוותריום, אייל אירי, דוב המערות, דוב קצר-פנים, זאב בלהות, גומפותריום, עופות כמו מואה, אפיאורניס, עיט האסטי ואף כמה זוחלים כמה מגלניה, קווינקנה ומיאולניה.

מעטים מהיצורים הענקים שרדו עד תחילת ההולוקן.

פרם

פרם (אנגלית: Permian) הוא תור בעידן הפלאוזואיקון שנמשך 45 מיליוני שנים, מלפני 290 מיליוני שנים עד לפני 245 מיליוני שנים.

במהלך תור זה הופיעו עצי המחט. לקראת סופו נוצרו לראשונה מדבריות.

סופו של הפרם מאופיין בהכחדה ההמונית הגדולה ביותר הידועה בפלאונטולוגיה ומכונה הכחדת פרם-טריאס, כ-90%-95% מהיצורים הימיים הוכחדו, כמו גם כ-90% מהיצורים היבשתיים.

התור הגאולוגי פרם קרוי על שם העיר פרם שברוסיה, שבמכרות הפחם שלה הוגדרו לראשונה מאפייני העידן הגאולוגי.

קמבריון

תור הקמבריון (Cambrian, נקרא גם קמבריום) היא יחידת הזמן הגאולוגית הראשונה בעידן הפלאוזואיקון.

משך התור כ-60 מיליוני שנים, מלפני כ-542 מיליוני שנים עד לפני 488 מיליוני שנים. שמו של התור ניתן לו על ידי אדם סדג'וויק, שכינה אותו כך בשל שמה הלטיני של ויילס (מחוז בבריטניה), "קמבריה", שם סלעי הקמבריון חשופים בצורה הטובה ביותר בבריטניה.

תור זה הוא המוקדם ביותר ממנו נמצאו סלעים בכמות משמעותית. כמו כן בראשית תור זה, בתוך תקופה של 10–20 מיליון שנה, הופיעו רוב המערכות הגדולות של בעלי החיים חסרי החוליות, תהליך הקרוי על שם התקופה "המפץ הקמבריוני". כל האורגניזמים בעידן זה חיו בים.

בישראל מצויים סלעים מתור זה באזור אילת. באזור תמנע נמצאה כמות גדולה של נחושת בסלעים מתור זה.

קניון (גאולוגיה)

קַנְיוֹן (מספרדית: cañón, צינור) הוא עמק או ערוץ עמוק שגדותיו תלולות ובנויות מצוקים גבוהים וזקופים. בדרך כלל הקניון נחצב באדמה על ידי נחל או נהר אשר להם הוא משמש אפיק.

רוב הקניונים נוצרים על ידי תהליך ארוך של שחיקת הסלע, בדרך כלל על ידי מים. ישנם סלעים העשויים מחומרים קשים יותר מאחרים, ולכן למים לוקח בהם יותר זמן לשחוק את הסלע וליצור צורת ערוץ. כיום, בדרך כלל יש קניונים באזורים יבשים וצחיחים מאוד.

לפעמים נהרות גדולים עוברים דרך קניונים כתוצאה מהתרוממות גאולוגית הדרגתית של הקרקע באזור. דוגמה לנהרות כאלה הם הקולורדו והסנייק בצפון-מערב ארצות הברית.

בדרום-מערב ארצות הברית לקניונים יש חשיבות ארכאולוגית רבה, משום שבסלעיהם ישנן מערות מגורים רבות, שנחצבו בידי אנשים מהתקופה הפרהיסטורית.

קרבון

קַרבּוֹן הוא תור בעידן הפלאוזואיקון הנמשך מסוף תקופת הדבון, לפני 359.2±2.5 מיליון שנה, ועד לתחילתה של תקופת הפרם, לפני 299.0±0.8 מיליון שנה.

הקרבון התאפיין בקרחונים, ירידה בגובה פני הים והיווצרות שרשראות הרים (כמו הרי האפלצ'ים בצפון אמריקה והרי הארץ בגרמניה). באמצע התקופה התרחש אירוע הכחדה מינורי של בעלי החיים הימיים. בתור זה היו בכדור הארץ ביצות רחבות ידיים, שהצמחייה העשירה שהורבדה בהן הפכה למרבצי פחם המורכבים ברובם מפחמן (carbon) ומכאן שמו. אבותיהם הראשונים של היונקים התפצלו משאר הזוחלים בתור זה.

בארצות הברית נהוגה החלוקה של התקופה לשני פרקי זמן: קרבון פנסילבני וקרבון מיסיסיפי.

קרחון

קרחון הוא גוש קרח ענקי, המורכב ממים שקפאו. הקרחונים מכילים את מרבית המים המתוקים הנמצאים בכדור הארץ. יש להבחין בין שני סוגים של קרחונים:

קרחון יבשתי (glacier): תצורה של קרח הנמצאת על-פני היבשה, בראשי ההרים הגבוהים, בקטבים, ובאזורי היבשת הקרובים לקטבים.

קרחון ימי (iceberg): גוש קרח ענק שצף בים.

דף זה בשפות אחרות

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.