علمی است که ترکیب، ساختار و تاریخ پیدایش زمین (یا سیارههای دیگر) را بررسی میکند. این علم درباره مواد سازنده زمین، نیروهای مؤثر بر مواد مزبور، برآیندهای آن نیروها، پراکندگی سنگهای پوسته سیاره، سرگذشت آن و همچنین گیاهان و جانورانی که در دورههای گوناگون زمینشناسی وجود داشتهاند گفتگو میکند.
این دانش به شکل زیر دستهبندی میشود:
زمین شناسی طبیعی دربرگیرنده:
کانی شناسی
گوهر شناسی
سنگ شناسی
آب شناسی
رسوب شناسی
زمین ساخت
زمینریخت شناسی
تکتونیک
فسیل شناسی
چینه شناسی
زمینشناسی مهندسی
ژئوفیزیک
بلورشناسی
زمین شناسی تاریخی دربرگیرنده:
چینه شناسی
دیرین شناسی
زمین شناسی یا ژئولوژی (Geology) از لغت یونانی Geo به معنی "زمین" و Logos به معنی "علم" یا "منطق" گرفته شده است. به عبارت دیگرزمین شناسی علم مطالعه زمین میباشد.
دید کلی
زمین شناسی علمی است که درباره پیدایش زمین، تشکیلات ، ساختمان و مواد تشکیل دهنده زمین ، کوهها ، دشتها و اقیانوس و همچنین تاریخ پیدایش جانداران و تسلسل وقایع فیزیکی در زمین و بالاخره تحولاتی که در زمین صورت گرفته و میگیرد بحث مینماید. زمین شناسی در نیم قرن اخیر در جهان و در ربع قرن حاضر در ایران گسترش فراوانی یافت. بسیاری از نظریات سابق دگرگون شد و زمین شناس در بررسی سیاره پرارزش خود به آگاهیهای نوین دست یافت که پایه علوم زمین جدید را فراهم ساخت چون مانند همه رشتههای تجربی کار زمین شناسی بر اساس مشاهده و تغییر است لذا هر قدر امکان مشاهده مستقیم و غیر مستقیم ما ، از راههای ژئوفیزیک ، ژئوشیمی ، ماهوارهها و الکترونیک افزایش یابد، طبعا آگاهیهای ما هم از جهان و از گذشته کره زمین عمیقتر میگردد
تاریخچه
· مدارک و اسناد حاکی از آن است که حدود 4500 سال قبل از میلاد ، انسان موفق به استخراج مس شد، حدود 2800 سال پیش از میلاد آلیاژ مفرغ بوسیله ایرانیان شناخته شد. در سالهای 1600 تا 1300 پیش از میلاد استفاده از آهن معمول گردید. قدیمیترین نقشه زمین شناسی در 2000 سال قبل از میلاد مربوط به معادن زمرد و طلا در مصر باقی مانده است.
· اینکه اولین مطالعات علمی زمین شناسی از چه زمانی آغاز شده به درستی مشخص نیست، شاید اولین نوشته در مورد این علم به وسیله ارسطو (332-348) سال قبل از میلاد) در کتاب "السما و العالم" به رشته تحریر در آمده باشد، که در آن از تغییرات وارد بر زمین و آثار جوی ذکر به میان آمده است. بعد از جنگ جهانی دوم (1945-1939) با پیشرفت علوم و تکنولوژی و در نتیجه احتیاج به مواد اولیه اهمیت علم زمین شناسی بیش از پیش آشکار شد. برای جستتجوی معادن فلزی و مخصوصا نفت ، زمین شناسان را بر آن داشت که دست به یک سری مطالعات جدید در زمینه ساختمانهای تحت الارضی زده و مطالب جدید کشف نمایند.
· در اوایل قرن بیستم با پیشنهادات وگنر ، نظر زمین شناسان به فرضیه اشتقاق قاره ها معطوف شد. در سالهای اخیر با مطالعات و توجهات بیشتر به نظریههای گسترش کف اقیانوس و تکتونیک صفحهای توسط دانشمندانی همچون مس و مورگان و با استفاده از پیشرفتهایی که در سایر علوم حاصل گردیده زمین شناسی وارد مرحله جدیدی از علوم شده است.
زمین شناسی مهندسی (Engineering Geology)
ریشه لغوی
زمین شناسی مهندسی از دو کلمه Engineering به معنی مهندسی و Geology به معنی زمین شناسی گرفته شده است.
دید کلی
زمین شناسی مهندسی ضمن بررسی تاثیر «محیط زمین شناسی» بر سازههای مهندسی یا زمین شناسی مهندسی ، راهحلهای مناسبی جهت کاهش یا برطرف نمودن خطرات احتمالی ارائه میدهد.
باید توجه داشت که محیط زمین شناسی اطراف یک سازه به دو صورت با آن در ارتباط است. یکی توسط مصالح زمین شناسی ، یعنی سنگ ، خاک و آب ، دیگری فرآیندها و مخاطرات زمین شناسی مثل سیل ، زمین لرزه ، حرکات دامنهای و مانند آن. برخی از مولفین زمین شناسی مهندسی را سهوا به جای «ژئوتکنیک» به کار میبرند. بطور کلی زمین شناسی مهندسی به توسط روشهای اکتشافی متنوع تاثیر محیط زمین شناسی اطراف را بر سازه مهندسی یا پروژه عمرانی تعیین می کند. همچنین نقش احداث سازه را در تحریک و تغییر رفتار زمین مشخص می سازد.
تاریخچه و سیر تحولی
از قرنها پیش معماران و سازندگان بناها بر این نکته معترف بودند که برای جلوگیری از نشست، کج شدن یا فرو ریختن ساختمانشان محتاج آگاهی از شرایط زمین هستند. البته ساختمانهای قدیمی همواره با توجه به تجربیات سازنده بنا و اغلب به روش آزمون و خطا احداث میشد. در سال 1776 و زمانی که «کولن» برای اولین بار تئوریهای مربوط به فشار زمین را ارائه داد، استفاده از روشهای تحلیلی در بررسی زمین آغاز شد.
بررسیهای کولن بر روی دیوارههای حائل نشان داد که وقتی دیوار حائلی کج میشود، گوهای از خاک ناپایدار در پشت آن ایجاد میگردد که یک طرف آن ، دیوار و سمت دیگر آن یک سطح گسیختگی است. کولن فشار اولیه وارده به دیوار را به وزن گوه و مقاومت برشی در امتداد سطح برش ، که برحسب اصطکاک داخلی بیان نمود، مربوط کرد. در سال 1871 «اتو مور» فرضیهای عمودی برای مقاومت مصالح زمین شناسی در برابر گسیختگی ارائه داد.
سالها گذشت تا آنکه «ترزاقی» مکانیک خاک را به صورت شاخهای از مهندسی عمران مطرح نمود. دانش مکانیک خاک با اولین کنفرانس بین المللی در مورد مکانیک خاک و مهندسی پی که در سال 1936 میلادی در دانشگاه هاروارد آمریکا برگزار شد، در سطح جهانی تثبیت گردید.
از سالهای دور مهندسان و زمین شناسان مفاهیم مربوط به رفتار مکانیکی سنگها را در معدنکاری و صنعت نفت به کار میگرفتند، ولی این رشته تا اوایل دهه 60 میلادی مخصوصا تا سال 1996 که اولین کنفرانس بین المللی مکانیک سنگ در شهر لیسبون پرتغال برگزار شد، هنوز به طور رسمی به عنوان شاخهای از دانش مهندسی به حساب نمیآمد.
واژه «ژئوتکنیک» اولین بار در سال 1948 میلادی توسط انستیتوی مهندسان ساختمان بریتانیا به کار گرفته شد و به تدریج مفهوم آن غنای بیشتری یافت، تا اینکه در سال 1974 «مهندسی ژئوتکنیک» به عنوان رشتهای خاص توسط انجمن مهندسان ساختمان ایالات متحده امریکا نیز به رسمیت شناخته شد. امروزه واژه ژئوتکنیک به مفهوم مجموعهای مشتمل بر سه دانش مکانیک خاک ، مکانیک سنگ و زمین شناسی مهندسی به کار گرفته میشود.
مفاهیم کلیدی زمین شناسی مهندسی
زمین و سازههای مهندسی :
سازههای مهندسی صرفنظر از آن که ما آن را مجموعا «محیط شناسی» مینامیم ، تاثیر میپذیرند. شاید بتوان عناصر تشکیل دهنده محیط زمین شناسی را به نحو زیر به چهار جز مختلف تقسیم کرد:
«فرآیندهای زمین شناسی» ، چون فرسایش ، رسوب گذاری ، زمین لرزه و آتشفشان
«ساختمانهای زمین شناسی» ، چون لایه بندی ، گسلها ، کوه یا دره یک رود
«مواد زمین شناسی» ، چون سنگ و خاک و آب و هوا
«زمان» ، که همه چیز در ارتباط با آن در تغییر دائم است.