زمين ، گهواره اي براي ما

زمين سياره ايست كوچك در بيكران فضا و يكي از نه سياره اي كه در عرصه فضا به دور خورشيد درحال گردش مي باشند. خورشيد يكي از بيليونها ستاره ايست كه كهكشان راه شيري را شكل مي دهند و كهكشان راه شيري يكي از ۱۰۰ بيليون كهكشانيست كه جهان را تشكيل داده اند.

سياره زمين تنها ذره كوچكي از عالم است، اما خانه انسان و در واقع خانه اي براي تنها گونه هاي يافت شده حيات در كل جهان مي باشد. حيوانات، گياهان و ديگر ارگانيزم هاي حيات تقريبا در همه جاي سطح زمين وجود دارند. آنها مي توانند در روي زمين به حيات ادامه دهند چرا كه اين سياره در فاصله مناسبي نسبت به خورشيد قرار گرفته است. بيشتر گونه هاي حيات به گرما و نور خورشيد براي ادامه زندگي خود نياز دارند. اگر زمين اندكي به خورشيد نزديك تر بود گرما و حرارت زياد آن همه اين گونه ها را مي سوزاند و اگر قدري از خورشيد دورتر بود بر اثر كمبود انرژي خورشيد حيات در روي آن از بين مي رفت. براي ادامه حيات وجود آب نيز ضروري مي باشد كه زمين سرشار از آن است. آب بيشتر سطح زمين را پوشانده است.

سياره ما زمين. دانشمندان ناسا تصاوير ماهواره اي را با اطلاعات سطح زمين تركيب نموده و اين تصوير را از اقيانوسها و قاره ها تهيه كرده اند. توده ابر چرخاني كه در غرب مكزيك مشاهده مي كنيد يك طوفان شديد است.

عكس از ناسا

مطالعه زمين، زمين شناسي يا ژئولوژي نام دارد. زمين شناسان با بررسي عوامل فيزيكي زمين، به چگونگي پيدايش و تغييرات آنها پي مي برند. بر روي بيشتر قسمتهاي زمين مانند قسمتهاي درون آن، نمي توان به طور مستقيم تحقيق نمود. زمين شناسان با بررسي نشانه ها و صخره ها به روش هايي براي شناخت غير مستقيم اين سياره مي پردازند. البته امروزه، زمين شناسان مي توانند با اطلاعات به دست آمده از فضا نيز به بررسي زمين بپردازند.

سياره اي به نام زمين
در ميان نه سياره موجود در منظومه شمسي، زمين رتبه پنجم از لحاظ اندازه را به خود اختصاص مي دهد. قطر آن حدود ۱۳٫۰۰۰ كيلومتر است. مشتري، بزرگترين سياره منظومه شمسي قطري ۱۱ برابر قطر زمين را دارد و پلوتو به عنوان كوچكترين سياره داراي قطري كمتر از يك پنجم زمين مي باشد.
زمين نيز مانند بقيه سياره ها در مداري با فاصله ۱۵۰ ميليون كيلومتر به دور خورشيد در گردش است و هر دور خود را در مدت ۳۶۵ روز تكميل مي كند. فاصله پلوتو، دورترين سياره از خورشيد ۴۰ برابر فاصله زمين از خورشيد است و در هر ۲۴۸ روز زميني يكبار دور خود را تكميل مي نمايد.

حركت زمين
زمين داراي سه نوع حركت است: ۱) حركت وضعي حول محوري فرضي كه از دو قطب شمال و جنوب آن عبور مي كند. ۲) حركت انتقالي در مداري به دور خورشيد. ۳) حركت در راه شيري به همراه خورشيد و ديگر اجرام منظومه شمسي.
۲۴ ساعت زمان لازم است تا زمين يك دور وضعي خود را تكميل كند. اين زمان را روز خورشيدي مي گويند. در طي يك روز خورشيدي، زمين مقداري نيز در مدار خود حركت مي كند بنابراين مكان ستارگان درآسمان هرشب دچار اندكي تغيير مي شود. مدت زمان واقعي يك دور حركت وضعي زمين معادل ۲۳ ساعت و ۵۶ دقيقه و ۰۹/۴ ثانيه مي باشد. اين زمان را روز نجومي زمين مي نامند. روز نجومي از روز خورشيدي كوتاه تر است بنابراين ستارگان هر روز ۴ دقيقه زودتر در آسمان ديده مي شوند.

گردش زمين به دور خورشيد ۳۶۵ روز و ۶ ساعت و ۹ دقيقه و ۵۴/۹ ثانيه به طول مي انجامد. اين دوره زماني سال نجومي خوانده مي شود. از آنجائيكه حركت وضعي زمين در انتهاي هر سال به يك عدد كامل نمي رسد، ترتيب تقويم در هر سال معادل ۶ ساعت نسبت به ترتيب فصول متفاوت مي شود. براي هماهنگي تقويم و فصول، هر چهار سال يكبار ۱ روز به تقويم اضافه مي شود تا عدم تناسب برطرف گردد. سالهايي كه يك روز اضافي دارند سال كبيسه ناميده مي شوند. در تقويم ميلادي يك روز اضافه در آخر دومين ماه سال يعني فوريه قرار مي گيرد و در تقويم خورشيدي يك روز به آخر اسفند ماه اضافه مي گردد.

مسافت مدار زمين به دور خورشيد ۹۴۰ميليون كيلومتر است و زمين اين مسافت را با سرعت ۱۰۷٫۰۰۰ كيلومتر در ساعت و يا ۳۰ كيلومتر در ثانيه طي مي كند.
محور طولي زمين به شكل عمودي، صفحه مداري را قطع نمي كند بلكه نسبت به آن زاويه اي حدود ۵/۲۳ درجه دارد. اين شيب و حركت زمين به دور خورشيد باعث پديدار گشتن فصول مي شوند. در دي ماه، نيمكره شمالي زمين، به دليل شيب محور طولي، دورتر از خورشيد قرار مي گيرد. نور خورشيد با شدت كمتري به نيمكره شمالي مي رسد و در اين هنگام اين بخش از زمين، زمستان را پشت سر مي گذراند. در خرداد ماه وضعيت شيب زمين تغيير مي كند و اين بار نيمكره جنوبي در قسمتي از شيب قرار مي گيرد كه از خورشيد دورتر است در نتيجه نوبت به اين نيمكره مي رسد كه زمستان را تجربه نمايد.

مدار زمين دايره كامل نيست. در اوايل دي ماه زمين به خورشيد نزديكتر و در خرداد ماه كمي دورتر است. فاصله زمين از خورشيد در ماه دي ۱/۱۴۷ ميليون كيلومتر و در ماه خرداد ۱/۱۵۲ ميليون كيلومتر مي باشد. تاثير اين پديده در سرما يا گرماي زمين بسيار كمتر از پديده شيب زمين است.
زمين و منظومه شمسي عضو يك صفحه ستاره اي وسيع به نام كهكشان راه شيري مي باشند. درست همانگونه كه ماه به دور زمين و سيارات به گرد خورشيد در چرخشند، خورشيد و ديگر ستارگان به دور مركز راه شيري در گردش مي باشند. منظومه شمسي حدودا در فاصله دو پنجم از مركز راه شيري قرار گرفته و با سرعت ۲۴۹ كيلومتر در ثانيه حول مركز آن در گردش است. منظومه شمسي در هر ۲۲۰ ميليون سال يكبار حول مركز كهكشان گردش مي كند.

شكل و اندازه زمين
بيشتر مردم زمين را مانند يك توپ، با قطب شمال در بالا و قطب جنوب در پايين آن به تصوير مي كشند. در واقع زمين، ديگر سيارات، قمرهاي بزرگ و ستارگان و هر جرم ديگري كه قطر آن بيشتر از ۳۲۰ كيلومتر باشد، گرد است و اين به دليل نيروي گرانش آن جرم مي باشد. گرانش همه مواد را به داخل و به سمت مركز مي كشد.

قمرهاي كوچك مانند دو قمر مريخ، گرانش بسيار كمي دارند. كمتر از آنچه باعث گرد شدنشان شود. براي بدن هاي ما “پايين” هميشه در راستاي مسير كشش گرانش و به سمت مركز زمين است. ساكنين اسپانيا و نيوزيلند دقيقا در دوسمت مخالف زمين قرار گرفته اند ولي هر دوي آنها “پايين” را به سمت مركز زمين و “بالا” را به سمت آسمان مي دانند. گرانش در سيارات ديگر و اقمار آنها نيز به همين شيوه عمل مي كند.

با اين حال زمين به طور كامل گرد نيست. گردش وضعي آن باعث گرديده است كه قسمت مركزي آن يا استوا، دچار برآمدگي گردد. قطر زمين از قطب شمال تا قطب جنوب آن ۵۴/۱۲٫۷۱۳ كيلومتر است در حاليكه قطر آن در منطقه استوا ۳۲/۱۲٫۷۵۶ كيلومتر مي باشد. اين اختلاف ۷۸/۴۲ كيلومتري تنها ۲۹۸/۱ ام قطر زمين است. اين مقدار بسيار اندك است به همين دليل در عكسهايي كه در فضا از زمين گرفته شده اند محسوس نمي باشد و اين سياره كاملا گرد به نظر مي رسد.
برآمدگي زمين همچنين باعث مي شود كه محيط زمين پيرامون استوا بيشتر از محيط آن پيرامون قطبها باشد. محيط اين سياره دور استوا ۱۶/۴۰٫۰۷۵ كيلومتر و دور قطبها ۴۰٫۰۰۸ كيلومتر است. از آنجائيكه محيط زمين در جنوب استوا بيشتر است، زمين اندكي گلابي شكل است. زمين همچنين داراي كوهستانها و دره هايي در سطح مي باشد ولي از آنجائيكه ابعاد اين قسمتها نسبت به اندازه كل زمين بسيار ناچيز است لذا اين سياره از فضا مسطح به نظر مي آيد.
قمر زمين

زمين و پلوتو داراي يك قمر مي باشند. عطارد و ونوس هيچ قمري نداشته و ساير سيارات منظومه شمسي هر كدام داراي دو يا چندين قمر هستند. قطر ماه، قمر زمين، ۳٫۴۷۴ كيلومتر، حدود يك چهارم قطر زمين است.
گرانش خورشيد با ماه و زمين به مانند يك جرم واحد رفتار مي كند. جرم واحدي كه مركز آن در نقطه ۱٫۶۰۰ كيلومتري زير سطح زمين قرار گرفته است. اين نقطه “مركز مشترك” ماه و زمين است. مسير حركت نقطه “مركز مشترك” به دور خورشيد، يك منحني صاف است. زمين و ماه همانطور كه به دور خورشيد در گردشند، دور “مركز مشترك” نيز مي چرخند. حركت ماه و زمين حول “مركز مشترك” باعث لرزش در مسير حركت آن دو حول خورشيد مي گردد.

لايه هاي زمين
زمين از لايه ها يا پوسته هاي متعددي تشكيل شده است. لايه هايي شبيه به پياز. بخش جامد زمين شامل لايه نازك خارجي يعني پوسته زمين و لايه ضخيم سنگي در زير پوسته، يعني جبه آن مي باشد. پوسته و لايه بالايي جبه را “سنگ كره” يا ليتوسفر (lithosphere) مي گويند. در مركز زمين، هسته قرار دارد. قسمت بيروني هسته، مايع و قسمت داخلي آن جامد است. بيشتر سطح زمين پوشيده از آب و يخ مي باشد و هيدروسفر (hydrosphere) يا “آب كره” ناميده مي شود. زمين با لايه اي نازك از هوا به نام جو يا اتمسفر (atmosphere) احاطه شده است. به مجموع بخش هاي هيدروسفر، جو و قسمتهاي جامد كه حيات در آنها جريان دارد، بايوسفر (biosphere) يا “زيست كره” اطلاق مي گردد.

جو زمين
هوا زمين را احاطه نموده و به طور تصاعدي از سطح زمين به سمت بالا نازك تر مي شود. بيشتر انسانها در ارتفاعاتي بلندتر از ۳ كيلومتر از سطح دريا دچار مشكل تنفسي مي شوند. در ارتفاع حدودا ۱۶۰ كيلومتري، لايه هوا به قدري نازك است كه ماهواره ها تقريبا بدون هيچ مقاومتي در سفرند. با اينحال ذراتي از هوا در ارتفاع ۶۰۰ كيلومتري سطح زمين شناسايي شده است. اتمسفر يا جو مرز بيروني مشخصي ندارد بلكه كم كم در فضا محو مي شود.
نيتروژن ۷۸ درصد و اكسيژن ۲۱ درصد از هواي زمين را تشكيل مي دهند. ۱ درصد باقيمانده مملو از آرگون و مقادير اندكي از ديگر گازها مي باشد. جو زمين همچنين شامل بخار آب، دي اكسيد كربن، قطرات ريز آب و مقدار كمي از گازها و مواد شيميايي خارج شده از آتشفشانها، آتش، مواد مانده و فعاليت هاي انساني مي باشد.

لايه هاي پائيني جو، تروپوسفر (troposphere) ناميده مي شود. اين لايه در حركت دائميست. خورشيد سطح زمين و هواي بالاي آن را گرم مي كند. هوا در اثر گرم شدن بالا مي رود. هنگاميكه هواي گرم شده به بالا رفت دچار افت فشار مي گردد در نتيجه سرد مي شود. هواي سرد از هواي اطراف خود چگال تر و سنگين تر است بنابراين به سمت پائين فرو مي آيد و چرخه مجددا تكرار مي شود. اين چرخه دائمي “آب و هوا” را ايجاد مي كند.

در بالاي تروپوسفر، حدودا ۴۸ كيلومتر بالاتر از سطح زمين، لايه ثابتي به نام استراتوسفر (stratosphere) يا “هوا كره” وجود دارد. “هوا كره” شامل لايه ايست كه در آنجا پرتوهاي فرابنفش تابيده شده از خورشيد، با مولكولهاي هوا برخورد كرده و گازي به نام “ازون” توليد مي گردد. ازون ورود پرتوهاي زيانبار فرابنفش به سطح زمين را سد مي كند. با اينحال بعضي از اين پرتوها به داخل وارد شده و منجر به عوارضي از جمله آفتاب سوختگي و سرطان پوست در بين انسانها مي گردد. مقدار اندكي از مواد شيميايي كه انسان توليد مي كند، باعث آسيب ديدن ازون شده است. افراد زيادي متوجه نازك شدن لايه ازون و در نتيجه ورود پرتوهاي فرابنفش و آسيب هاي جدي براي انسان و ديگر جانداران شده اند.

بخار آب، دي اكسيد كربن، متان و ديگر گازهاي موجود در جو، باعث گير افتادن گرما و حرارت خورشيد در سطح زمين شده و منجر به گرم ماندن آن مي گردند. محبوس شدن گرما به دليل تاثيرات گلخانه اي ايجاد مي شود. بدون تاثيرات گلخانه اي جو، زمين احتمالا براي تشكيل حيات بسيار سرد بود.
آب كره يا هيدروسفر

زمين تنها سياره منظومه شمسي است كه داراي مقادير زيادي آب مايع در سطح خود مي باشد. آب، ركن اساسي تشكيل و ادامه حيات در زمين، داراي خواص فيزيكي و شيميايي مي باشد كه اين خواص در هيچ يك از گونه هاي ديگر مواد ديده نشده است. آب توانايي زيادي براي جذب گرما دارد. اقيانوسها بيشتر گرمايي را كه زمين از خورشيد مي گيرد در خود ذخيره مي كنند. بارهاي الكتريكي موجود در مولكولهاي آب منجر به جذب اتم از مواد ديگر مي شود. اين توانايي آب باعث حل شدن مواد زيادي مي گردد. قدرت حل كنندگي زياد آب باعث خرد شدن و حل شدن سنگها و صخره ها مي شود. آب مايع نه تنها بر روي زمين تاثير گذار است بلكه بر لايه هاي زيرين زمين نيز تاثير مي گذارد. آب موجود در سنگها دماي ذوب آنها را پايين مي آورد. آب به طور هيجان انگيزي سنگها را ضعيف كرده و باعث حل شدن آنها در لايه هاي زيرين سطح مي گردد.

حدود ۷۱ درصد از سطح زمين پوشيده از آب است كه بيشتر آن در اقيانوسها موجود مي باشد. آب اقيانوسها براي نوشيدن شور است. تنها ۳ درصد از آبهاي سطح زمين براي نوشيدن مناسبند كه بيشتر اين ميزان به راحتي براي انسان قابل دسترس نيست. زيرا بيشتر آن به شكل يخ در كوه هاي قطب ها و يا در زير زمين مي باشد. مناطق قطبي و كوهستانهاي بلند آنقدر سرد مي باشند كه آب در اين مناطق به طور دائمي به شكل يخ باقي مي ماند. به اين مناطق از زمين كرايوسفر (cryosphere) مي گويند.

سنگ كره يا ليتوسفر
پوسته و قسمت بالايي جبه از سطح زمين تا عمق حدود ۱۰۰ كيلومتر، سنگ كره را تشكيل مي دهد. لايه نازك پوسته از مواد شيميايي طبيعي به نام مواد معدني، تشكيل شده از عناصر گوناگون، شكل گرفته است. اكسيژن فراوان ترين عنصر شيميايي در سنگهاي پوسته بوده و حدود ۴۷ درصد از وزن همه سنگها را به خود اختصاص مي دهد. عنصر بعدي سيليكون با فراواني ۲۷ درصد است و پس از آن به ترتيب آلومينيوم (۸ درصد)، آهن (۵ درصد)، كلسيوم (۴ درصد) و سديوم، پتاسيوم و منيزيوم ( هر كدام حدود ۲ درصد) مي باشند. اين عناصر ۹۹ درصد از وزن كل سنگ هاي موجود در سطح زمين را تشكيل مي دهند.

دو عنصر سيليكون و اكسيژن تقريبا سه چهارم پوسته را تشكيل مي دهند. تركيبات اين دوعنصر براي زمين شناسان بسيار پر اهميت بوده و با نام “سيليكا” شناخته مي شوند. مواد معدني كه شامل سيليكا مي باشند “سيليكات” ناميده مي شوند. بيشترين ماده معدني يافت شده در سطح زمين كوارتز است كه از سيليكاي خالص ساخته مي شود. گروهي ديگر از سيليكاتها موادي مي باشند كه از سيليكا، آلومينيوم، كلسيوم، سديوم و پتاسيوم تشكيل شده اند. دو نوع ديگر از سيليكات هاي رايج در سطح زمين پايراكسين (pyroxene) و آمفايبول (amphibole) ناميده مي شوند كه هر دو تركيبي از سيليكا، آهن و منيزيوم هستند.

گروه ديگري از مواد معدني رايج كربنات ها مي باشند كه از كربن و اكسيژن به همراه مقدار اندكي از عناصر ديگر تشكيل مي شوند. مهمترين نوع از اين گروه تركيباتي متشكل از كلسيوم، كربن و اكسيژن هستند كه مي توان سنگ آهك را كه در ساخت و ساز ساختمان ها بسيار به كار مي رود، در اين گروه نام برد.
زمين داراي دو نوع پوسته است. زمينهاي خشك قاره ها كه اغلب از گرانيت و سيليكات ها ساخته شده اند و كف اقيانوسها كه از تركيبات تيره و پر چگال سنگ هاي آتشفشاني با نام بازالت پوشيده شده اند. ميانگين ضخامت پوسته قاره اي ۴۰ كيلومتر است كه اين مقدار در بعضي جاها كمتر و در بعضي جاها بيشتر است. ميانگين پوسته اقيانوسي تنها ۸ كيلومتر است.

زيست كره يا بايوسفر
زمين تنها مكان و سياره شناخته شده است كه داراي گونه هاي حيات مي باشد. منطقه اي كه حيات در آن جريان دارد از اعماق اقيانوس تا چند كيلومتري جو است. تا به حال چندين ميليون گونه حياتي در زمين كشف شده است با اين حال دانشمندان معتقدند كه گونه هاي ديگري نيز وجود دارد كه هنوز كشف نشده اند.

زندگي به شيوه هاي مختلفي بر روي زمين تاثير گذار است. در واقع وجود گونه هاي مختلف موجودات زنده، جو پيرامون ما را مي سازد. گياهان آب و دي اكسيد كربن را كه هر دو حاوي اكسيژن مي باشند، جذب مي كنند. آنها كربن موجود در دي اكسيد كربن و هيدروژن موجود در آب را براي توليد گونه هاي مختلف مواد شيميايي مصرف مي كنند و اكسيژن را به صورت ماده زائد پس مي دهند. حيوانات براي تامين انرژي گياهان را مي خورند و آب و دي اكسيد كربن را به محيط باز مي گردانند. همه گونه هاي زنده به نوعي بر روي سطح زمين تاثير گذارند.

سنگ هاي زمين
قسمتهاي جامد زمين از سنگهايي تشكيل مي شوند كه گاهي از يك نوع ماده معدني و در اغلب موارد با تركيبي از چندين نوع مختلف ماده معدني به وجود آمده اند. زمين شناسان سنگ ها را بر اساس منشا آنها طبقه بندي كرده اند. سنگهاي آتشفشاني، سنگهايي هستند كه در اثر انجماد مواد مذاب شكل گرفته اند. سنگهاي رسوبي، هنگامي به وجود مي آيند كه مواد شيميايي حل شده يا ذرات سنگها ، توسط باد، آب و يا توده هاي يخ به صورن لايه لايه به مرور زمان رسوب كرده و جامد مي شوند. سنگهاي دگرديس نيز به سنگهايي گفته مي شود كه در اعماق پوسته زمين، تحت حرارت و فشار از نوعي به نوعي ديگر تبديل مي شوند.

سنگهاي آذرين يا آتشفشاني از انجماد مواد مذابي به نام “مگما” يا “خمير مواد معدني” به وجود مي آيند. درون زمين جامد است نه مذاب اما بسيار داغ است. در پائين پوسته دما ۱۰۰۰ درجه سانتيگراد مي باشد. در برخي قسمتهاي پوسته، به ويژه قسمتهايي كه آب در آن جريان دارد، شرايط براي ذوب شدن سنگها مهيا مي باشد چراكه نقطه ذوب در آن نواحي پائين تر است.
در جاهائيكه شرايط مناسب است، مگما بخش هاي زيرين و داخلي پوسته را شكل مي دهد. قسمتي از اين مگما، توسط آتشفشانها به صورت مواد مذاب از دهانه آتشفشانها بيرون آمده و به سطح زمين مي رسند. البته قسمت اعظم مگما هرگز به سطح زمين نمي رسد. آنها اغلب تدريجا در پوسته سرد مي شوند و ممكن است كه در اثر فرسايش متلاشي گردند. به اين سنگ هاي آتشفشاني پلاتونيك (Plutonic) مي گويند. سنگ هاي پلاتونيك به آهستگي سرد مي شوند. در طي اين سرد شدن تدريجي، مواد معدني آنها كريستالهاي بزرگي را به وجود مي آورند. پلاتونيك ها از ديگر سنگ هاي آتشفشاني زبر تر و خشن ترند.
سنگ هاي آتشفشاني يا با سيليكا غني شده و مقدار كمي آهن و منيزيوم دارند يا بالعكس. به سنگهاي آتشفشاني كه از لحاظ آهن، غني و از لحاظ سيليكا ضعيفند، بازالت گفته مي شود و به پلاتونيك هايي كه سرشار از سيليكا مي باشند، گرانيت گفته مي شود. گرانيت تقريبا لايه هاي زيرين اغلب قاره ها را پوشانده است و بازالت در كف همه اقيانوسها پيدا مي شوند.

سنگ هاي رسوبي
سنگ هاي سطح زمين دائما در معرض حمله نيروهاي شيميايي و مكانيكي مي باشند. به فرايند تجزيه سنگها فرسايش گفته مي شود. آب در حل شدن مواد معدني تاثير گذار است. هنگاميكه آب يخ مي زند، منبسط مي شود. اين انبساط كمك مي كند تا دانه هاي مواد معدني موجود در سنگها از هم جدا شوند. به علاوه، موجودات زنده مواد شيميايي به وجود مي آورند كه به حل شدن سنگها كمك مي كنند.

هنگاميكه سنگها تجزيه مي شوند، مواد معدني اغلب به همراه عامل فرسايش حركت كرده و جريان پيدا مي كنند. جريان آب سنگها را سايش مي دهد. باد و توده هاي يخي نيز در فرسايش شركت مي كنند. فرسايش معمولا فرايند كند و آهسته اي مي باشد اما در طي ميليونها سال، اين فرايند مي تواند حتي سنگ هايي كه در چندين كيلومتري عمق سطح زمين مي باشند را تحت تاثير قرار دهد.

مواد معدني كه همراه عوامل فرسايش جاري شده اند در نهايت با ته نشين شدن و رسوب كردن به سنگهاي رسوبي تبديل مي شوند. سنگ ماسه از نمونه هاي سنگ هاي رسوبي است كه با چسبيدن ذرات شن و ماسه به يكديگر تشكيل مي گردد.
به برخي از سنگهاي ر سوبي، بيوژنتيك مي گويند. اين سنگها در اثر كنشهاي موجودات زنده به وجود مي آيند. زغال سنگ باقيمانده گياهان چوبيست كه بر اثر گرما و فشار در طي سالها به سنگ تبديل مي شوند. سنگ آهك توسط موجودات دريايي ميكروسكوپي شكل مي گيرد. اين موجودات از خود پوسته اي محافظ از جنس كربنات كلسيوم ترشح مي كنند. پس از مرگ اين جانداران، پوسته باقي مانده و تبديل به سنگ آهك مي شود.

سنگ هاي دگرديس
وقتي سنگها به عمق زمين مي رسند، داغ مي شوند. پوسته زمين در هر يك كيلومتر به سمت عمق، ۲۵ درجه سانتيگراد گرمتر مي شود. در عمق ۶/۱ كيلومتري عمق سطح زمين، فشار برابر ۳۶۰/۴۱ كيلوپاسكال مي باشد. هنگاميكه سنگها در معرض چنين فشار و گرمايي قرار مي گيرند، مواد معدني شروع به واكنش نموده و سنگها تبديل به سنگهاي دگرديس مي شوند. شماري از اين سنگها حاوي بخشهاي قابل شناسايي مي باشند كه بيان گر منشا آنها مي باشد اما بعضي از آنها به قدري دستخوش تغييرات مي شوند كه تنها تركيبات شيميايي آنها مداركي براي شناسايي منشا آنها در اختيار مي گذارند.

چرخه هاي زمين
زمين مي تواند مانند يك سيستم غول پيكر از چرخه هاي فعال تصور شود. در هر چرخه، ماده و انرژي از جايي به جايي ديگر منتقل مي شود و ممكن است كه تغيير شكل دهد. در نهايت ماده و انرژي به جاي نخستين خود بازگشته و چرخه از اول آغاز مي شود. چرخه ها بر همه چيز در اين سياره تاثير مي گذارند از وضعيت آب و هوا تا شكل مناظر . چرخه هاي گوناگوني روي زمين و درون آن وجود دارند تعدادي از مهمترين آنها عبارتند از ۱) گردش جوي ۲) جريان اقيانوسها ۳) انتقال حرارت سراسري ۴) چرخه آب ۵) چرخه سنگ ها

گردش جوي
هواي گرم شده توسط خورشيد نزديك استوا، بالا آمده و به سمت قطبهاي زمين حركت مي كند و دوباره به سطح زمين برگشته و به سمت استوا جريان پيدا مي كند. اين حركت، به همراه حركت وضعي زمين، گرما و رطوبت را در سرتاسر سياره به حركت در آورده و منجر به ايجاد بادها و الگوهاي وضعيت آب و هوا مي شود.

در برخي مناطق، جهت وزش بادها در فصول تغيير مي كند. اين الگوها را بادهاي موسمي مي نامند. در تابستان هوا بر فراز آسيا توسط خورشيد گرم شده، بالا مي رود و هواي مرطوب را از اقيانوس هند با خود مي كشد و منجر به بارندگي هاي روزانه در اغلب كشورهاي جنوب آسيا مي گردد. در زمستان، هوا بر فراز آسيا سرد مي شود و بيشتر رطوبت موجود را دور كرده در نتيجه هوا خشك مي شود. مشابه اين الگو در اقيانوس آرام نزديك مكزيك نيز رخ داده و هواي مرطوب و طوفان را در تابستان به جنوب غربي ايالات متحده مي برد.

جريان اقيانوسها
جريان اقيانوسها با وزش بادها حركت نموده و الگوي مشابهي را پيش مي گيرد. قاره ها مسير حركت اقيانوسها را سد مي كنند. جريان اقيانوسها در نزديك استوا در جهت غرب است و سپس به سمت قطب ها مي روند، هنگاميكه به يك قاره برخورد كنند به سمت شرق مي روند و سپس به استوا باز مي گردند.

انتقال حرارت سراسري
انتقال حرارت سراسري، چرخه بزرگ آب اقيانوسهاست كه گرما را در همه زمين توزيع مي كند. آب در نواحي قطبي بسيار سرد، شور و سنگين است. اين آب به زمين فرو مي رود و با حركت در مسير كف دريا به استوا مي رسد. در نهايت، آب در قسمتهاي مرزي قاره ها بالا آمده و با آبهاي جاري در سطح زمين تركيب مي شود. وقتي كه اين آب به مناصق قطبي مي رسد، دوباره فرو مي رود. اين حركت سه بعدي آب گرما را در اقيانوسها مخلوط مي كند و آبهاي قطبي را گرم مي كند. اين چرخه همچنين منجر به بالا آمدن مواد مغذي از عمق اقيانوسها به سطح زمين مي گردد كه در اختيار گياهان دريايي و جانوران قرار مي گيرند.

چرخه آب
آب اقيانوسها تبخير شده و به جو مي روند و نهايتا به شكل برف يا باران به زمين مي ريزند. آبي كه به زمين مي رسد باعث تجزيه سنگها، تغذيه گياهان و پوشش دادن مناظر مي شود. سرانجام اين آبها به درياها رفته و چرخه از اول آغاز مي گردد.

چرخه سنگ ها
تنوع سنگ ها در زمين به دليل وجود فرايندهاي فعال، نسبت به ساير سيارات بسيار بيشتر است. زمين شناسان براي توضيح نسبتهاي گونه هاي مختلف سنگها با يكديگر از چرخه سنگها صحبت مي كنند. اين چرخه مي تواند از جريان مواد مذاب آتشفشاني و سرد شدن آنها براي تشكيل سنگهاي آذرين آغاز شود. هنگاميكه اين سنگها در معرض آب قرار مي گيرند تجزيه شده در نتيجه مواد معدني با رسوب تبديل به سنگهاي رسوبي مي شوند. اين سنگها در نهايت به اعماق زمين مي رسند و در اثر گرما و فشار به سنگهاي دگرديس تبديل شده و در نهايت مذاب گشته و به موادي براي تشكيل سنگهاي آذرين تبديل مي شوند. سنگها به ندرت در يك چرخه كامل قرار مي گيرند. در عوض بعضي از مراحل حذف و بعضي تكرار مي شوند.

درون زمين
زمين شناسان قادر به مطالعه مستقيم اعماق زمين نمي باشند. عميق ترين چاه حفر شده ۱۳ كيلومتر است. زمين شناسان مي دانند كه قسمتهاي زمين با لايه نازك پوسته آن متفاوتند. در اعماق زمين فشار به قدري زياد است كه مواد معدني با فشرده شدن به موادي با چگالي بسيار زياد، كه در سطح زمين يافت نمي شوند، تبديل مي گردند.

يكي از راه هاي شناخت تركيب بندي زمين، آناليزهاي شيميايي سنگهاي آسماني است. گونه هاي خاصي از اين سنگها كه كندريت (chondrite) ناميده مي شوند، پيش از برخورد با زمين در منظومه شمسي بدون هيچ تغييري از قرنها پيش باقي مانده اند. زمين شناسان مي توانند با استفاده از كندريت ها، منشا تركيب بندي هاي شيميايي زمين را تخمين زنند.

عليرغم كندريت ها، زمين با لايه هايي كه مشتمل از مواد گوناگون شيميايي مي باشند، شكل گرفته است. زمين شناسان با مطالعه لرزش هاي ناشي از زمين لرزه ها، به كمك تجهيزاتي كه لرزه نگار ناميده مي شوند، در مورد عمق زمين پي به نكات جديدي مي برند. سرعت و حركت لرزش هاي درون زمين به تركيب بندي و چگالي موادي كه لرزه ها در ميان آن قرار گرفته اند بستگي دارد. زمين شناسان با آناليز كردن اين لرزش ها به جزئيات فراواني از عمق زمين پي مي برند.
جبه
در زير پوسته، تا عمق ۲٫۹۰۰ كيلومتري، لايه اي ضخيم به نام جبه وجود دارد. جبه به طور كامل سفت نيست بلكه مي تواند به آرامي جريانهايي داشته باشد. پوسته زمين بر روي جبه معلق است درست مانند تخته اي بر روي آب. همانگونه كه يك تخته ضخيم بيشتر از يك تخته نازك از سطح آب بالا مي آيد، پوسته ضخيم قاره اي بالاتر از پوسته اقيانوسي قرار مي گيرد. حركت آرام سنگها در جبه باعث حركت قاره ها و درنتيجه بروز زمين لرزه، آتشفشان و شكل گيري محدوده كوهستانها مي شود.

هسته
در مركز زمين هسته قرار دارد. هسته بيشتر از آهن، نيكل و احتمالا مقدار كمي عناصر سبكتر نظير سولفور و اكسيژن تشكيل شده است. قطر هسته حدودا ۷٫۱۰۰ كيلومتر، كمي بيشتر از نصف قطر زمين و تقريبا به اندازه مريخ مي باشد. حدودا ۲٫۲۵۰ كيلومتر از قسمت بيروني هسته مايع است. حركت هسته باعث ايجاد ميدان مغناطيسي زمين مي گردد. زمين شناسان معتقدند كه حدود ۲٫۶۰۰ كيلومتر از بخش داخلي هسته با همان مواد تشكيل دهنده قسمتهاي بيروني هسته ساخته شده اما به شكل جامد است. بخش داخلي تقريبا چهار پنجم ماه است.

زمين به سمت هسته رفته رفته داغ و داغ تر مي شود. در زير پوسته قاره اي دما حدود ۱۰۰۰ درجه سانتيگراد است. در زير پوسته دما تقريبا در هر كيلومتر به سمت عمق ۱ درجه سانتيگراد گرمتر مي شود. زمين شناسان بر اين باورند كه دماي هسته زمين بين ۳۷۰۰ تا ۴۳۰۰ درجه سانتيگراد مي باشد. قسمت داخلي هسته مي تواند دمايي معادل ۷۰۰۰ درجه سانتيگراد يعني گرمتر از دماي سطح خورشيد داشته باشد كه البته اين قسمت به علت فشار بي اندازه زياد همچنان به شكل جامد است.

پوسته
سنگهاي داغ در جبه زمين به آهستگي به سمت بالا حركت مي كنند در حاليكه سنگهاي سردتر نزديك سطح به درون فرو مي روند چرا كه مواد داغ سبكتر از مواد سرد مي باشند. به اين بالا آمدن و فرو رفتن در دماهاي مختلف انتقال گرما گفته مي شود. با جريان جبه زمين، پوسته زمين به تكه هايي تقسيم مي شود كه به آنها صفحه هاي تكتونيك (tectonic) مي گويند. اين صفحه ها مانند شكسته شدن يخ در يك درياچه يخ بسته است. حركات آهسته جبه منجر به حركت پوسته و در نتيجه حركت قاره ها، شكل گيري كوهستانها، آتشفشانها و زلزله ها مي گردد.
در بعضي جاها، مخصوصا ته اقيانوسها، تكتونيكها از هم جدا مي شوند. مگما از جبه به بالا مي آيد تا شكافهاي بين صفحه ها را پر كند. به قسمتهايي كه تكتونيكها از هم جدا شده اند، مركز گسترش مي گويند. بسياري از آتشفشانها در اين قسمتها رخ مي دهند. با سرد شدن مواد بيرون آمده از اين آتشفشانها پوسته هاي اقيانوسي ساخته شده از سنگهاي بازالت شكل مي گيرند.

سابداكشن (Subduction)
پوسته زمين نمي تواند در هر كجا و هر سمت گسترده شود. در بعضي قسمتها مقداري از پوسته بايد برداشته شود. وقتي دو صفحه يكديگر را هل مي دهند، يكي از آنها به درون جبه فرو مي رود. به اين فرايند سابداكشن مي گويند. صفحه فرو رفته درون زمين نهايتا ذوب مي شود و به شكل مگما در مي آيد. بيشتر مگماي ايجاد شده بر اثر سابداكشن به سطح زمين نمي رسد بلكه در پوسته آن سرد شده و سنگهاي پلاتونيك را ايجاد مي نمايد.

پوسته قاره اي به دليل ضخامت و سبك بودن در زمين فرو نمي رود بلكه پوسته سنگين اقيانوسي دچار سابداكشن مي گردد. مرز بين دو صفحه در محل برخورد با شياري بسيار عميق در كف اقيانوس مشخص مي شود. اين شيارها عميق ترين بخشهاي اقيانوس هستند و عمق آنها تا۱۱٫۰۰۰ متر نيز مي رسد.
صفحه بالاتري كه در سطح زمين باقي مي ماند ممكن است پوسته قاره اي و يا اقيانوسي باشد. اين صفحه به زير نمي رود ولي تحت تاثير سابداكشن قرار مي گيرد. وقتي دو صفحه به سمت هم حركت مي كنند، لبه هاي پوسته بلند تر تحت فشار قرار مي گيرد. صفحه ضخيم تر و بلند تر مي شود و مناطق كوهستاني بر سطح آن ايجاد مي گردند. وقتي سنگهاي صفحه فرو رونده به عمق ۱۰۰ كيلومتري زمين مي رسند، شروع به ذوب شدن و تشكيل مگما مي نمايند. بخشي از اين مگما به سطح رسيده و منجر به وقوع فورانهاي آتشفشاني مي گردد. مناطقي با آتشفشانهاي فراوان مانند پرو، ژاپن و شمال غربي ايالات متحده، در نزديكي مناطقي قرار دارند كه سابداكشن رخ مي دهد.

ساختمان كوهستانها
گاهي، هنگاميكه يك صفحه به درون جبه فرو مي رود، يك قاره و يا قسمتي كوچك تر را با خود مي كشد. همانطور كه گفته شد پوسته قاره اي ضخيم تر و سبك تر از آن است كه به درون زمين فرو رود. اما ممكن است با صفحه هاي ديگر برخورد كند. برخورد صفحه ها با يكديگر اغلب رشته كوه هاي عظيمي را در وسط قاره ها ايجاد مي كند. براي مثال هيماليا زماني شكل گرفت كه دو صفحه قاره اي با يكديگر برخورد نمودند.

كوهستان آلپ
مجموعه رويدادهايي كه در طي تشكيل يك رشته كوهستان رخ مي دهد را اروژني (orogeny) يا تشكيل كوه مي گويند. اروژني شامل بلند شدن و مرتفع شدن كوه ها، تا شدن و چين خوردگي سنگها، فعاليتهاي آتشفشاني و شكل گيري پلاتونيك ها و سنگهاي دگرديس كه هنگام برخورد صفحه ها ايجاد مي شوند، مي باشد. سالها پس از اينكه كوهستانها بر اثر فرسايش ناپديد شدند، زمين شناسان همچنان مي توانند تغييراتي را كه اروژني در سنگها به وجود مي آورد مشاهده كنند.

زمين لرزه
زمين لرزه هنگامي رخ مي دهد كه سنگهاي دو قسمت مقابل هم در يك شكاف، كه گسل ناميده مي شود، به يكديگر برخورد كنند يا به هم كشيده شوند. گسلها هم در مرزهاي بين صفحات هستند و هم در ميان صفحات قرار دارند. گاهي نيز نيروهاي موجود در صفحه ها باعث شكسته شدن و لرزيدن سنگهايي مي شود كه به گسلها نزديك نيستند. به مرز دو صفحه كه به يكديگر كشيده مي شوند گسل انتقالي مي گويند. گسل سن آندراس در كاليفرنيا يك گسل انتقالي است. در منطقه اي به نام صفحه آرام، قسمت كوچكي از شمال غربي كاليفرنيا در حال كشيده شدن توسط بقيه آمريكاي شماليست.

شكل قاره ها
چندين بار در تاريخ زمين، تصادف بين قاره ها منجر به ايجاد قاره هاي بزرگ گرديده است. گرچه پوسته قاره اي ضخيم است اما به مراتب آسان تر از پوسته اقيانوسي شكسته مي شود آنگونه كه قاره هاي بزرگ سريعا شكسته شده و به قاره هاي كوچك تبديل شده اند. مواد موجود در جبه قسمتهاي خالي را پر مي كند و پوسته هاي جديد اقيانوسي را به وجود مي آورد. هنگاميكه يك قاره شكسته و قسمتها از هم جدا مي شوند، حوزه هاي جديد اقيانوسي در بين آنها ايجاد مي گردد. حدود يك سوم از سطح زمين را پوسته قاره اي پوشانده است، بنابراين اين تكه ها نمي توانند بدون برخورد حركت نمايند. وقتي دو قاره به هم برخورد مي كنند، يك حوزه قديمي اقيانوسي از بين مي رود. فرايند جدا شدن قاره ها و پيوستن آنها به يكديگر به نام زمين شناس كانادايي جان ويلسون (Wilson John) كه براي نخستين بار اين پديده را توضيح داد، چرخه ويلسون نام گرفت.

قاره ها احتمالا از حدود ۲ ميليارد سال پيش تاكنون در حركت بوده اند، با اين حال زمين شناسان تنها مداركي در دست دارند كه بيان كننده حركت قاره ها از ۸۰۰ ميليون سال پيش است. بيشتر پوسته هاي اقيانوسي قبل از اين تاريخ دچار سابداكشن شده و در جبه زمين فرو رفته اند.
زمين شناسان تعيين نموده اند كه حدود ۸۰۰ ميليون سال پيش، قاره ها به صورت يك قاره بسيار بزرگ به نام ردينيا (Rodinia) بوده اند. آنچه ما اكنون به عنوان آمريكاي شمالي مي شناسيم ، زماني مركز ردينيا بوده است. جريان مواد در جبه باعث شكسته شدن و تقسيم ردينيا به قسمتهاي كوچك شد. اين قسمتها بين ۵۰۰ ميليون تا ۲۵۰ميليون سال پيش به يكديگر برخورد كردند. برخورد بين آنچه اكنون آمريكاي شمالي، اروپا و آفريقا ناميده مي شود، منجر به ايجاد كوهستان آپالاچين در آمريكاي شمالي شد. برخورد بين قسمتي از سيبري كنوني و اروپا نيز كوهستان اورال را ايجاد كرد.

در ۲۵۰ ميليون سال پيش، قاره ها با برخورد با يكديگر ابر قاره ديگري را با نام پانژه آ (Pangaea) شكل دادند. در آن هنگام تنها يك اقيانوس كه همه زمين پيرامون پانژه آ را احاطه مي نمود به نام پانتالاسا (Panthalassa) وجود داشت. حدود ۲۰۰ ميليون سال پيش، پانژه آ شروع به شكستن و تكه تكه شدن نمود. اين ابر قاره به دو قسمت بزرگ به نامهاي گوندوانالند (Gondwanaland) و لوراسيا (Laurasia) تقسيم شد. به مرور زمان گوندوانالند تقسيم شده و قاره هاي آفريقا، آنتاركتيكا، استراليا، آمريكاي جنوبي و شبه قاره هند را به وجود آورد. لوراسيا نيز در نهايت تقسيم شد و يوراسيا و آمريكاي شمالي را ايجاد نمود. هنگاميكه صفحه هاي قاره اي از يكديگر جدا مي شوند، پوسته اقيانوسي جديدي در بين آنها ايجاد مي گردد.