﷽
تقديم:
لا شك أن الجغرافيا الطبيعية بمختلف فروعها هي القاعدة التي لا يمكن أن يقوم بدونها أي بناء جغرافي مهما كانت أهدافه. ولئن كانت الجغرافيا البشرية بفروعها المختلفة تدور حول الإنسان ونشاطاته؛ فإنها لا يمكن أن تحقق أهدافها بغير أساس متين من الجغرافيا الطبيعية؛ إلا أن اتساع الميادين التي تعالجها الجغرافية الطبيعية وتشعبها يجعل من المتعذر على غير المتخصصين فيها أن يلموا بتفاصليها، ولهذا فقد كان من الضروري وضع حد أدنى للأسس التي يجب على كل جغرافي أن يكون ملمًا بها مهما كان مستواه أو تخصصه، ومن هنا جاءت فكرة المقدمات التي نقدمها الآن وهي:
<span data-type="title" id=toc-1>مقدمة </span>في الجغرافيا الفلكية
ومقدمة في الفيزيوغرافيا
ومقدمة في جغرافية البحار
ومقدمة في الطقس والمناخ
ومقدمة في الجغرافيا الحيوية
والله أسأل أن نكون قد وفقنا لتحقيق الهدف المنشود.
إنه هو السميع المجيب
عبد العزيز طريح شرف


مقدمة في الجغرافيا الفلكية.
١-١-الأجرام السماوية:
تمهيد:
يحتوي الكون بمعناه الواسع على بلايين الأجرام التي تتباين تباينًا كبيرًا في أحجامها وطبائعها، ومع ذلك فإن كل واحد منها، مهما صغر حجمه أو كبر، يتحرك بنظام خاص به داخل النظام الكوني العام؛ ولكن على الرغم من التقدم الكبير في علوم الفلك والقضاء فإن معلوماتنا عن الكون لا تمثل في الواقع إلا بنسبة لا تستحق الذكر من أسراره التي مازالت خافية على العقل البشري، فما هو مثلًا اتساع هذا الكون، وما هي حدوده؟ وما هو عدد أجرامه؟ إن هذه وغيرها أسئلة كثيرة بقيت وستظل دائمًا دون جواب. وعلى أساس ما هو متوفر الآن من معلومات يقسم الفلكيون الأجرام السماوية عمومًا إلى عدة فئات هي:
١- المجرة Galaxy ومثيلاتها
٢- النجوم Stars
٣- الكواكب Planets
٤- الأقمار Moons
٥- المذنبات Comets
٦- السدم Nebulae


المجرة:
إن المجرة التي نعرفها والتي يتبعها نظامنا الشمسي ليست إلا واحدة من مجرات عديدة يشغل كل منها نطاقًا عظيمًا من الكون. وتضم هذه المجرة أعدادًا لا تحصى من النجوم والأقمار والمدنبات والسدم. ومجرتنا هذه هي التي تشتهر في البلاد العربية باسم "سكة التبانة" وفي العالم الغربي باسم السكة اللبية Milkey Way١
وهي ترى في السماء بشكل نطاق صخم من الضوء الخافت الذى يمتد عبر السماء كلها بحيث يمكن رؤيته في أي مكان على سطح الأرض، وليس هذا

١ السبب في تسمية العرب لها بسكة التبانة هو أنها تبدو وكأنها طريق يسلكه تجار التبن وحملوه مما يؤدي إلي بعثرة بعض منه على الطريق فيعطيه لونًا مائلًا إلى البياض، أما الغربيون فيشبهونه بطريق سكبت عليه طبقة رقيقة من اللبن.


الضوء الخافت إلا ملايين الأجرام السماوية المضيئة التي تبدو -على الرغم من الأبعاد الشاسعة التي تفصلها عن بعضها- وكأنها متلاصقة أو متجاورة جدًّا.
ونظرًا لضخامة المسافات التي تفصل أجرام المجرة بعضها عن بعض؛ فقد أصبح من المتعذر حسابها بواسطة وحدات القياس العادية؛ ولذلك فقد اتفق على أن تستخدم في حسابها وحدة خاصة هي السنة الضوئية Light Year وهي المسافة التي يقطعها الضوء "وسرعته ٣٠٠ ألف كيلو متر في الثانية" في سنة كاملة، وتستخدم بجانبها وحدة أخرى أصغر منها لقياس المسافات بين أفراد المجموعة الشمسية، ويطلق عليها "الوحدة الفلكية" Astronomical Unit، وهي متوسط المسافة بين الأرض والشمس وطولها ١٤٩ مليون كيلو متر "٩٣ مليون ميل".


النجوم
مدخل
...
النجوم:
تعتبر النجوم بصفة عامة من الأجرام السماوية الكبيرة؛ ولكنها تتباين فيما بينها تباينًا سواء في أحجامها أو في طاقاتها الإشعاعية؛ فبينما لا يكاد حجم بعضها يزيد كثيرًا عن حجم الكواكب الكبيرة فإن بعضها عظيم الضخامة. وعلى الرغم من أنها جميعًا مكونة من مواد ملتهبة وتنبعث منها طاقة إشعاعية كبيرة إلا أن هذه الطاقة تختلف اختلافًا كبيرًا من نجم إلى آخر. وتتوقف درجة لمعانها في السماء بصفة خاصة على طاقتها؛ ولكنها تتأثر كذلك بدرجة بعدها عنا. وأكثر النجوم لمعانًا في السماء هو النجم المسمى "الشعرى اليمانية Sirius" وهو نجم متلألئ يبعد عنا بنحو ٦٥٠٨ سنة ضوئية، وتقدر طاقته الإشعاعية بما يعادل الطاقة الإشعاعية للشمس حوالي ٢٦ مرة. ولا يعرف حتى الآن عدد نجوم السماء كلها، أو حتى عدد نجوم مجرتنا وحدها إلا أن الفلكين يقدرون عدد نجوم هذه المجرة بنحو ٣٠٠ مليون نجم.
وعلى الرغم من أن الشعرى اليمانية هي أشد النجوم (عدا الشمس) لمعانًا في السماء؛ فإنها ليست أقرب النجوم إلى الأرض؛ إذ أن هناك نجومًا أخرى أقرب منها إلينا، ومع ذلك فإن إضاءتها أقل منها بكثير، وأقرب نجم معروف


حتى الآن إلى الأرض غير الشمس هو الأقرب القنطورى Proima Cantaur الذى يرى في نصف الكرة الجنوبي وهو أحد نجوم كوكبة قنطورس. ومن هنا جاءت تسميته بالقنطورى. ويبلغ بعد هذا النجم عن الأرض حوالي ٤.٢٧ سنة ضوئية؛ وهو أقل من نصف بعد الشعرى اليمانية عنها، ومع ذلك فإن الضوء الذي تبعثه الشعرى اليمانية إلى الأرض يعادل الضوء الذي يبعثه هذا النجم ٧٠ ألف مرة. وهذا هو السبب في أن اكتشافه لم يتم إلا منذ عهد قريب. وهناك غير الأقرب القنطورى خمسة نجوم أقرب إلى الأرض من الشعرى اليمانية؛ ولكنها لا تبدو بنفس لمعانها ووضوحها لأنها أقل منها إضاءة.


تجمعات النجوم:
وتوجد النجوم أحيانًا منفردة ولكنها كثيرًا ما توجد في مجموعات تشتهر باسم الكوكبات Constellations. ويتبع كل نجم من النجوم في الغالب عدد من الكواكب والأقمار. وتعتبر شمسنا -رغم ضخامتها- واحدة من النجوم الصغيرة نسبيًّا. وهناك ملايين من النجوم الأخرى الأكبر منها. وعلى الرغم من ابتكار مناظر فلكية تستطيع أن تتوغل في الفضاء إلى أبعاد شاسعة؛ فإن أقوى هذه المناظر لم تستطع حتى الآن أن تظهر أي نجم من النجوم "غير الشمس" بأكثر من نقطة محدودة من الضوء بسبب الأبعاد الشاسعة التي تفصلها عنا.
وقد كانت كثير من النجوم ومجموعاتها معروفة بين المهتمين بدراسة الفلك منذ زمن طويل؛ فقد كان الفلكيون العرب في العصور الوسطى يرصدونها ويعرفون كثيرًا من الحقائق عن حركاتها وعن مواقعها بالنسبة للأرض في الفصول المختلفة، وإليهم يرجع الفضل في اكتشاف عدد من النجوم ومجموعاتها وما زالت الأسماء العربية التي أطلقوها عليها ظاهرة في كثير من اللغات الأخرى. وقد وضع بعض الفلكيين العرب جداول فلكية خاصة لها قيمة علمية كبيرة في تحديد مسارات النجوم والكواكب ومواعيد شروقها وغروبها على مدار السنة. وفي عهد اليونايين القدماء كان لبعض التجمعات النجمية أهمية خاصة في أساطيرهم وعقائدهم الدينية مثل مجموعة الفارس "أوالجبار" Orion وذات الكرسي Cassiopeio، وذات الشعور Coms Berenices والمرأة المسلسلة Andromeda بلييادس Pleiades


والدب الأكبر والدب الأصغر وفرساوس والتنين والزرافة وغيرها. وقد لوحظ أن أفراد كل مجموعة من هذه المجموعات متشابهة في تركيبها وأنها تتحرك دائمًا بترتيب ثابت، ولذلك فإن الفلكيين يطلقون عليها اسم الكوكبات "أو التشكيلات" المتحركة Moving Clusters. وهناك أيضًا مجموعات نجمية تعرف باسم الجموع الكروية Globular Clusters وتضم كل منها عدة ملايين من النجوم التي تبدو متكدسة في الوسط ثم تتباعد نحو الخارج بحيث تبدو المجموعة كلها وكأنها سرب من النحل. ويوجد في الكون أكثر من مائة تجمع من هذا النوع، وكلها بعيدة جدًّا عن الأرض بحيث يصعب تمييزها بالعين المجردة. ويبلغ بعد أقربها إلينا ١٨٤٠٠ سنة ضوئية١.
ويطلق تعبير "البروج" على الكوكبات التي تمر بها الشمس أثناء مسارها الظاهري في السماء على مدار السنة. ويطلق على هذا المسار اسم دائرة البروج بسبب مروره بكل هذه الكوكبات. وتوصف "دائرة البروج" بتعبير آخر بأنها هي تقاطع مستوى فلك الأرض حول الشمس مع الكرة السماوية. ويطلق تعبير منطقة البروج على كل المنطقة الواقعة على طول هذه الدائرة. وتنقسم هذه المنطقة إلى ١٢ برجًا يشغل كل برج منها ٣٠ درجة من درجات الطول، وهذه البروج وفصول ظهورها هي: الحمل والثور والجوزاء "التوءمان" وتظهر في الربيع، ثم السرطان والأسد "الليث" والسنبلة وتظهر في الصيف، ثم الميزان والعقرب والقوس وتظهر في الخريف ثم الجدي والدلو والحوت وتظهر في الشتاء "انظر شكل٢"٢.

١ محمد عبد السلام الكرداني، "النجوم في مسالكها" سنة ١٩٣٣ ص١١٣.
٢ ورد في أدب الفلك العربي بيتان مشهوران جمعت فيهما أسماء البروج الاثني عشرة كما يلي:
حمل الثور جوزة السرطان ورغى الليث سنبل الميزان ورى عقرب بقوس الجدي
نزخ الدلو بركة الحيتان


شكل (١) تجمع نجمى كروى
شكل (٢) مواقع البروج في الفصول المختلفة


النجم القطبي "أو القطبية" Polar Star Or Polaris:
هو أحد نجوم المجموعة المعروفة باسم "الدب الأصغر". وهي كوكبة من سبعة نجوم تظهر دائمًا في الليالي الصافية من الجهة الشمالية من القبة السماوية، وهي مرتبة بحيث تظهر أربعة منها بشكل مستطيل؛ ولكنه ضيق قليلًا في أحد جوانبه، ومن أحد ركني هذا الجانب تتوزع النجوم الثلاثة الأخرى على طول خط مقوس. وآخرها على الخط هو "النجم القطبي أو القطبية". وهذه النجوم السبعة ومعها نجوم أخرى لا حصر لها بالقرب منها هي التي تتكون منها كوكبة الدب الأصغر. وقد سميت بذلك لأنها تأخذ في تجمعها شكلًا قريبًا من شكل الدب، حيث يتمثل جسمه بالشكل المستطيل بينما يتمثل ذيله بالخط الذي يقع النجم القطبي في طرفه.
وقد كانت للنجم القطبي منذ القدم أهمية كبيرة وخصوصًا للمسافرين في البحار والصحارى؛ حيث إنه كان مرشدهم الرئيسي إلى الاتجاه الشمالي، بسبب وقوعه على امتداد محور الأرض من القطب الشمالي. فلو فرضنا أن هذا المحور قد امتد في الفضاء بدون حدود فإنه سيمر بنقطة لا تبعد عن هذا النجم إلا بدرجة واحدة تقريبًا.
ولكن يجب أن نلاحظ مع ذلك أن اتجاه محور الأرض نحو القطب القطبي ليس ثابتًا على مر العصور؛ بل إنه يتغير من عصر إلى آخر ولكن ببطء شديد جدًّا؛ فقد أثبتت الدراسات الفلكية أنه كان في عهد قدماء المصريين، أي منذ حوالي خمسة آلاف سنة، لا يشير إلى هذا النجم؛ بل كان يشير إلى نجم آخر من نجوم مجموعة "قيفاوس"، أما سبب هذا التحول فيرجعه الفلكيون إلى الظاهرة المعروفة باسم ظاهرة طواف القطب "انظر شكل ٣".


شكل "٣" طواف القطب
الحرف الأبجدي الموضوع بجوار كل نجم يدل على ترتيبه من حيث الحجم في مجموعته.


والمقصود "بطواف القطب" هو عدم ثبات النقطة التي يشير إليها قطب محور الأرض في السماء، وتزحزح هذه النقطة بانتظام على محيط دائرة وهمية؛ ولكنها معروفة. ويرى الفلكيون أن سبب هذا الطواف هو انبعاج الأرض قليلًا عند خط الاستواء، وتفرطحها عند القطبين؛ حيث أن جذب الشمس للجزء المنبعج يكون أكبر قليلًا من جذبها للأجزاء الباقية، ويترتب على ذلك تغير بطيء جدًّا؛ ولكنه مستمر في اتجاه المحور؛ بحيث تتزحزح النقطة التي يشار إليها في السماء على مسار دائري، وقد تبين أن كل دورة كاملة على هذا المسار تستغرق ٢٥.٨٠٠ سنة. ويجب ألا نخلط بين ظاهرة طواف القطب هذه وبين ظاهرة أخرى تعرف باسم ظاهرة "تمايل أو ترنح المحور" فظاهرة طواف القطب تنتج عن جاذبية الشمس، وهي عبارة عن حركة متئدة وبطيئة جدًّا، أما التمايل أو الترنح فهو حركة سريعة نسبيًّا، وسببها هو جاذبية القمر. وهي شبيهة بحركة تمايل أو ترنح النحلة التي يلعب بها الأطفال عندما يديرونها بسرعة.
الكوكبات النجمية التي ترى دائمًا في نفس مواقعها:
المقصود بهذه الكوكبات هي الكوكبات التي ليس لها شروق ولا غروب بالنسبة لنا؛ لأنها تظهر دائمًا في نفس مواقعها تقريبًا في كل ليلة على مدار السنة ما دامت السماء صافية، وأهمها هو الدب الأصغر، بما في ذلك النجم القطبي والكوكبات القريبة منه مثل الدب الأكبر وذات الكرسي وفرساوي والزرافة والتنين، وهي تختلف عن كثير من الكوكبات الأخرى الأبعد منها مثل: الجبار والأكبر والشجاع والأسد والجاثي والثعبان (الحية) والعقاب (النسر) والدجاجة (البجعة) والجدي والفرس الأعظم؛ فهذه الكوكبات تشرق في الشرق وتعبر السماء حتى تغرب في الغرب ثم تختفي لتعود للظهور في الليلة التالية. وهناك كوكبات أخرى تظهر في الشتاء وتختفي في الصيف أو العكس، ويظهر ذلك بوضوح عندما تقارن خريطتي القبة السماوية لهذين الفصلين في نصف الكرة الشمالي مثلًا:
المتغيرات القيفاوية Cepheid Variables:
على الرغم من أن معظم النجوم تتميز بقوة إشعاعية ثابتة؛ فقد لاحظ الفلكيون منذ وقت طويل أن بعضًا


منها سواء في داخل المجرة أو خارجها، لا تثبت على حال واحدة وأن قوتها الإشعاعية تتغير من وقت إلى آخر، لا تبت على حال واحدة وأن قوتها الإشعاعية تتغير من وقت إلى آخر. ولكن بينما تحدث التغيرات في بعض النجوم بشكل دورات منتظمة يشتد الإشعاع في بعضها ويضعف في بعضها الآخر، فإنها تحدث في بعضها الآخر بشكل غير منتظم. ومن أشهر النجوم التي لوحظ منذ زمن بعيد أن قوتها الإشعاعية تتغير بنظام دقيق النجم المعروف باسم قيفاوس أو الملتهب Cepheus وهذا هو السبب في تسمية هذا النوع من النجوم باسم "المتغيرات القيفاوية". وقد ساعد التغير المنتظم لهذه النجوم على تحديد أبعادها في الفضاء بدرجة كبيرة من الدقة.
النجوم الجديدة Novaea:
وهي نجوم متفجرة؛ فقد لاحظ الفلكيون أن بعض النجوم قد تتعرض للانفجار، وأنها عندما تنفجر تنطلق منها طاقات إشعاعية غير عادية تعادل طاقاتها الإشعاعية الأصلية ملايين المرات. وقد يكون السبب في انفجار هذه النجوم هو حدوث تغيرات في تركيبها الداخلي فيترتب على ذلك حدوث حالة من عدم التوازن في داخلها، مما يؤدي إلى تضخم النجم فجأة وانفجاره وانطلاق الطاقة الإشعاعية الهائلة منه. وليس معنى انفجار النجم بهذا الشكل هو نهايته؛ بل إنه يعود للالتئام مرة أخرى بحيث يظهر وكأنه نجم جديد. وبعض النجوم أكثر تعرضًا للانفجار من غيرها، ولذلك فإن انفجارها قد يتكرر أكثر من مرة١.
وتدل الأرصاد الفلكية على أن عدد النجوم التي أمكن رصد انفجاراتها بالفعل يبلغ في المتوسط ستة نجوم سنويًّا. ولا يدخل في هذا العدد النجوم التي انفجرت دون أن تلاحظ انفجاراتها بسبب بعد المسافة أو لأي أسباب أخرى، ولا بد أنها كثيرة. ويمكننا أن نتصور ماذا يحدث للأرض لو أن شمسنا انفجرت بهذا

١ James Jeans, "The Univers Around US," C. U. P.١٩٦٩
إمام إبراهيم أحمد " عالم الأفلاك" ١٩٦٢، المكتبة الثقافية، صفحة: ١٢١-١٢٥.


الشكل، إن هذا لو حدث فإنه سيؤدي بالتأكيد إلى احتراق الأرض ومعظم الكواكب السيارة القريبة من الشمس مع أقمارها في الحال.
تناقص الطاقة الإشعاعية للنجوم:
يرى كثير من الفلكيين أيضًا أن الطاقة الإشعاعية لكثير من النجوم تتناقص بمرور الزمن، وأن الشمس ربما تكون واحدة من هذا النوع. والسبب المرجح لهذا التناقص هو أن الأيدروجين الذي يدخل في تركيب هذه النجوم يتحول باستمرار إلى هيليوم؛ فإذا كانت نسبة الأيدروجين التي تدخل في تركيب النجم كبيرة كان تناقص إشعاعاته كبيرًا، والعكس صحيح والمعروف أن نسبة الأيدروجين الذي يدخل في تركيب الشمس صغيرة جدًّا؛ فلو كان هناك فعلًا تناقص في طاقتها الإشعاعية فإنه تناقص بطيء جدًّا وإنه لن يؤثر بشكل محسوس على جو الأرض إلا بعد مرور عدة ملايين من السنين.


ثالثًا: الكواكب والأقمار.
الكواكب هي الأجرام السماوية المعتمة التي تتبع النجوم، وأهم ما يميزها عن النجوم أنها أصغر منها حجمًا بصفة عامة، وأنها غير ملتهبة وغير مضيئة إضاءة ذاتية؛ ولكنها تعكس الأشعة التي تسقط عليها من النجوم فتبدو لامعة في السماء، ولولا سقوط هذه الأشعة عليها لما أمكن رؤيتها، وأهم الكواكب بالنسبة لنا هي الكواكب التي تتبع النظام الشمسي؛ ولذلك فإننا سنتكلم عليها ضمن كلامنا على هذا النظام في الفصل التالي.
أما الأقمار فهي الأجرام التي تتبع الكواكب، والتي تدور في أفلاك خاصة حولها. وهي تشبه الكواكب في أنها أجسام معتمة وأنها لا ترى إلا إذا سقط ضوء النجوم عليها. ومن الطبيعي أن تكون الأقمار التابعة لأي كوكب من الكواكب أصغر في أحجامها منه. وسنشير إلى أقمار النظام الشمسي عندما نتكلم عليه.


رابعًا: المذنبات
وهي من الأجرام الملتهبة التي تنبعث منها إشعاعات قوية؛ فهي شبيهة بالنجوم من هذه الناحية؛ ولكنها تختلف عنها من وجوه أخرى؛ فهي في الغالب أصغر منها حجمًا، كما أنها تنطلق في الفضاء بسرعة هائلة وتكون أفلاكها لهذا


السبب شديدة الاستطالة، ولعل أبرز ما يميزها هو أذنابها التي قد يصل طولها إلى بضعة ملايين من الكيلو مترات، ويتكون الذنب عمومًا من غازات ملتهبة؛ إلا أن طوله واتجاهه قد يتغيران على حسب موقعه بالنسبة للنجم الذي يتبعه المذنب، أو بالنسبة لأقرب نجم آخر إليه. حيث أن ضغط ضوء النجم يعمل دائمًا على دفع الغازات التي يتكون منها الذنب بعيدًا عنه؛ ولذلك فعندما يقترب أحد المذنبات من الشمس فإن ذنبه يكون ممتدًا إلى الخلف منه، وعندما يمر بها يدور حول نفسه بحيث تكون رأسه واقعة بين الذنب والشمس، وعندما يبدأ في الابتعاد يكون ذنبه ممتدًا أمامه.
شكل (٤) المذنب هالى كما صور سنة ١٩١٠


وتوجد في الكون مذنبات عديدة؛ ولكن المذنبات التي أمكن رصدها بالفعل وأمكن معرفة نظام حركتها قليلة. ويعرف كل مذنب منها باسم خاص هو غالبًا اسم الشخص الذي اكتشفه. ومن أقدم المذنبات التي عرفت وأشهرها المذنب هالي Haly ويمكن مشاهدته من الأرض مرة كل ٧٦ سنة، وهي المدة التي يستغرقها دورانه في فلكه حول الشمس، ومن الاحتمالات غير المستبعدة أن يقترب أحد المذنبات من الأرض بدرجة تؤدي إلى ارتطامه بها، كما حدث فعلًا سنة ١٩٠٨ عندما سقط في سيبيريا مذنب زنته حوالي مليون طن فحفر حفرة سعتها عدة كيلو مترات وعمقها عدة أمتار؛ إلا أن مثل هذه الحوادث نادرة جدًّا.


السدم
مدخل
...
خامسًا: السدم.
وهي سحب كونية ضخمة تتكون من غازات أو جزئيات كونية دقيقة ويوجد في مجرتنا عدد كبير منها، ومما يدل على ضخامتها أنه بينما لا تستطيع أقوى المناظر الفلكية أن تظهر أي نجم من النجوم (غير الشمس) إلا كنقطة مضيئة؛ فإنها تستطيع أن تظهر السدم بشكل سحابات كبيرة وقد أمكن بالفعل تصوير عدد منها؛ على الرغم من أنها تبعد عنا بمئات الآلاف من السنين الضوئية.
وقد قسم الفلكيون السدم التي أمكن رصدها إلى ثلاثة أنواع هي١:


١-<span data-type="title" id=toc-13> سدم كوكبية </span>Planetary Nebulae:
وهي أقرب السدم إلينا، وتوجد منها بضع مئات في مجرتنا. ويقدر متوسط بعدها عن الأرض بنحو ٤٥٠٠ سنة ضوئية. وتظهرها المناظر الفلكية القوية بشكل أقراص مستديرة، ومن المحتمل أن تكون هذه السدم نجومًا عادية ولكنها محاطة بأجواء مضيئة عظيمة الاتساع. ويقدر بعض الفلكيين أن كلًا منها يعطي ضوءًا يعادل ضوء شمسنا حوالي عشر مرات.


٢-<span data-type="title" id=toc-14> سدم مجرية </span>Galactic Nebulae:
وهي موجودة أيضاً داخل المجرة؛ ولكنها تبدو بشكل سحب ضخمة ممتدة بين النجوم لمسافات شاسعة، وليست لها أشكال أو حدود منتظمة، والغالب أنها تحصر بداخلها عددًا من النجوم. وتتباين هذه السدم فيما بينها تباينًا كبيرًا في الكثافة والحجم ودرجة الإضاءة.


٣-<span data-type="title" id=toc-15> سدم فوق المجرية </span>Extra-galactic Nebulae:
وهي أعظم السدم حجمًا حتى أن بعض الفلكيين يضعونها -أو بعضها على الأقل- ضمن المجرات؛ فهي تحصر بداخلها ملايين النجوم، ونظرًا لضخامتها فإنها يمكن أن ترى بالعين المجردة على الرغم من أبعادها الشاسعة، وهي تأخذ غالبًا أشكالًا خاصة تساعد على تمييزها ورصدها. وهذه السدم هي التي عليها كذلك اسم السدم الحلزونية Spiral Nebulae "انظر الأشكال ٥ إلى ٧".


شكل "٥" رأس الحصان في السديم الأعظم في كوكبة أرويون
شكل "٦" سديم حلزوني


شكل "٧" السديم الحلزوني الأعظم في كوكبة اندروميدا "اللمرأة المسلسلة".


الشهب والنيازك
...
الشهب Meteors والنيازك Meteorites:
وهي ليست أجرامًا سماوية بمعنى الكلمة؛ وإنما هي كتل صخرية أو معدنية صلبة تندفع في الفضاء نحو الأرض. ويؤدي احتكاكها الشديد بالهواء إلى التهابها وظهورها مضيئة؛ فإذا كانت صغيرة فالغالب هو أنها تحترق قبل وصولها إلى الأرض، وهذه هي التي تعرف بالشهب، أما إن كانت كبيرة واستطاعت أن تصل إلى الأرض فإنها تعرف بالنيازك. وتكون قوة اندفاع النيزك كبيرة جدًّا، ولذلك فإن ارتطامه بالأرض يؤدي عادة إلى تكوين حفرة عميقة، وتوجد عدة أمثلة لحوادث سقوط النيازك في جهات متفرقة من العالم؛ ففي صحراء أريزونا مثلًا استطاع أحد النيازك أن يحفر حفرة يبلغ قطرها كيلو مترًا وعمقها ٢٥٠ مترًا بحيث تبدو وكأنها فوهة بركان. وقد قدر وزن النيزك الذي حفرها بنحو خمسة ملايين طن.
ولئن كانت حوادث سقوط النيازك قليلة ومعروفة؛ فمما لا شك فيه أن الشهب التي تحترق في الجو لا يمكن حصرها، خصوصًا وأن كثيرًا منها يحترق ويتلاشى دون أن يراه أحد. ويقدر الباحثون مقدار المواد التي تضيفها بقايا الشهب المتساقطة إلى جسم الأرض بما يقرب من عشرين ألف طن سنويًّا. وهذا معناه أن هناك زيادة مطردة؛ ولكنها بطيئة في حجم الأرض.


النظام الشمسي
الشمس
مدخل
...
١-٢-النظام الشمسي SOLARSYSTEM.
الشمس:
ليس النظام الشمسي إلَّا واحدًا من مئات الملايين من النظم الشمسية التي تضمها المجرة "سكة التبانة"، وهو يقع على بعد ثلاثين ألف سنة ضوئية من مركزها، ويدور حول هذا المركز دورة كاملة مرة كل ٢٢٥ مليون سنة.
والشمس نفسها عبارة عن كرة ضخمة من المواد الملتهبة التي تنبعث منها طاقة إشعاعية هائلة تعادل حوالي ١٧٠ ألف حصان من كل متر مربع من سطحها وتنطلق هذه الطاقة في جميع الاتجاهات بشكل إشعاعات متباينة بعضها مرئي مثل الأشعة الضوئية وبعضها غير مرئي مثل الأشعة الحرارية، وتنتقل كلها في موجات متباينة الأطوال فتصل إلى جميع الكواكب السيارة وأقمارها، ولكن بمقادير تتناسب مع بعد كل منها عن الشمس. وتقدر درجة الحرارة على سطح الشمس بنحو ٦٠٠٠ ْ مئوية؛ بينما تزيد في مركزها عن مليون درجة، وتنطلق من سطحها نافورات "أو ألسنة" ملتهبة تأخذ أشكالًا متباينة.
شكل "٨" موقع النظام الشمسي في المجرة "المشار إليه بالسهم"


شكل "٩" نتوء شمسي
شكل "١٠" بقع شمسية "أ" مصورة داخل الشمس
"ب" مكبرة نوعًا ما


وتعرف باسم "النتوءات Prominencies" وقد يمتد لهيب بعض هذه النتوءات في الفضاء إلى مسافات كبيرة تصل إلى عشرات الآلاف من الكيلو مترات "انظر شكل ٩".
وتستأثر الشمس وحدها بنحو ٩٩.٨٧% من الحجم الكلي للمجموعة الشمسية، ويبلغ طول قطرها حوالي ١.٣٨٢.٠٠٠ كيلو متر. وهو ما يعادل قطر الأرض مائة مرة، وهذا هو السبب في قوة جاذبيتها التي تتحكم بها في حركة الكواكب التي نتبعها.


<span data-type="title" id=toc-20>البقع الشمسية </span>Sunspots:
وهي عبارة عن مساحات صغيرة من سطح الشمس تقل حرارتها وإشعاعاتها بشكل واضح عن المناطق المحيطة بها. وليس من المعروف بالضبط السبب في وجود هذه البقع؛ ولكن من المعتقد أنها عبارة عن كتل غازية تتكون أحيانًا في جو الشمس وتدور حول نفسها بسرعة، ويكون بعضها كبيرًا إلى درجة يمكن معها رؤيته من الأرض بالعين المجردة مع الاستعانة بمنظار ملون أو خلال السحب الرقيقة. وقد لوحظ أن هذه البقع تكثر في دورات طول كل منها أحد عشر سنة تقريبًا. ونظرًا لأنها تؤثر على الطاقة الإشعاعية للشمس؛ فقد حاول بعض الباحثين أن يربطوا بين دوراتها وبين الدورات التي تمر بها بعض المظاهر الطبيعية والحيوية على الأرض "انظر شكل ١٠".


الكواكب السيارة
مدخل
...
الكواكب السيارة Planets:
يضم النظام الشمسي تسعة كواكب سيارة أكبرها هو المشترى، ويبلغ حجمه ضعف مجموع حجم باقي الكواكب. وأبعد الكواكب عن الشمس "كما هو معروف الآن" هو بلوتو، أما أقربها إليها فهو عطارد الذي يعتبر كذلك أصغرها حجمًا. وتقسم هذه الكواكب عمومًا على حسب بعدها عن الشمس إلى مجموعتين هما:


مجموعة الكواكب الداخلية "أو الصغيرة"
...
١- مجموعة الكواكب الداخلية Inner Planeys "أو الصغيرة":
وتشمل الكواكب الأربعة الأقرب إلى الشمس، وهي عطارد والزهرة والأرض والمريخ. وهي متشابهة إلى حد كبير في الحجم والكثافة مما يدل على أنها مكونة


من مواد صخرية متشابهة؛ ولهذا السبب يطلق عليها أحيانًا اسم الكواكب الأرضية "Terrestrial Planets" وهي أعلى كثافة من الكواكب الخارجية. ونظرًا لقرب عطارد والمريخ والزهرة من الأرض؛ فقد كانت معروفة منذ العهود التاريخية القديمة، وكان لها على سبيل المثال مركز معروف في الميثولوجيا اليونانية القديمة؛ فقد كان اليونانيون في ذلك الوقت يعتبرون أن المريخ هو إله الحرب، والزهرة هى إله الجمال، وعطارد هو الخادم أو ساعي البريد الذي يقوم بنقل الرسائل بين الآلهة.


مجموعة الكواكب الخارجية "أو الكبرى"
...
٢-مجموعة الكواكب الخارجية Outer Planets " أو الكبرى":
وتشمل الكواكب الأبعد عن الشمس، وهي المشترى وزحل ونبتون وأورانس وبلوتو.
ويفصل هاتين المجموعتين عدد كبير من الكوكيبات الصغيرة التي تتجمع في منطقة واحدة في مكان متوسط تقريبًا بين فلكي المريخ والمشترى. ويطلق عليها اسم "الكويكبات Asteroids".
وتدور كل الكواكب والكوكيبات في أفلاك بيضاوية "إهليلجية" حول الشمس. وتقع جميع أفلاكها في مستوى واحد تقريبًا. وهو نفس المستوى الذي تدور فيه الشمس دورتها الظاهرية بالنسبة للأرض وهو أيضًا مستوى فلك الأرض ويطلق عليه كذلك اسم مستوى الكسوف والخسوف Plane Of Ecliptic
وتفصل الكواكب بعضها عن بعض أو عن الشمس مسافات كبيرة يمكن حسابها إما بملايين الكيلو مترات أو الأميال أو بالوحدة المعروفة باسم الوحدة الفلكية. وقد سبقت الإشارة إليها، وهي متوسط البعد بين الأرض والشمس وهو ١٤٩ مليون كيلو متر "٩٣ مليون ميل". ويكمننا أن نتصور عظم المسافات التي تفصلنا مثلًا عن الشمس، وعن غيرها من أفراد العائلة الشمسية، لو أننا عرفنا أن الطائرة النفاثة التي تسير بسرعة الصوت "١٢٠٠ كم/ ساعة" تحتاج إلى ١٤ سنة كاملة للوصول من الأرض إلى الشمس دون عودة، ويبين الجدول "رقم ١" المسافات التي تفصل الكواكب السيارة عن الشمس وعن الأرض.


شكل ١١ دوران الكواكب السيارة حول الشمس


الكواكب الداخلية:
١- عطارد Mercury:
هو أصغر الكواكب السيارة، ويبلغ قطره حوالي ٤٨٠٠ كيلو متر، كما أنه هو أقربها إلى الشمس حيث يبعد عنها بنحو ٥٧ مليون كيلو متر "٠.٣٩ وحدة فلكية"، ويتم دورته حولها في ٨٨ يومًا. أما دورته حول نفسه فتستغرق ٩٠ يومًا؛ فهي بطيئة جدًّا بالنسبة لدورة الأرض حول نفسها، وكما هو الحال بالنسبة للقمر فإن أحد أوجه عطارد يكون دائمًا مواجهًا للشمس ويكون دائمًا نهارًا بينما يكون وجهه الآخر دائمًا ليلًا. ونظرًا لقرب هذا الكوكب من الشمس فإن درجة حرارة وجهه المقابل لها تكون دائمًا مرتفعة جدًّا خصوصًا في المنطقة الوسطى التي تسقط عليها الأشعة عمودية


باستمرار، وفيها تزيد درجة الحرارة عن ٣٤٠ ْ مئوية ٥٦٠ ف وهي درجة تكفي لصهر بعض المعادن مثل الرصاص والصفيح. وبسبب هذه الظروف لا يمكن أن يوجد أي نوع من أنواع الحياة على هذا الكوكب.
جدول ١ أبعاد الكواكب السيارة عن الشمس وعن الأرض
"معظم الأرقام مقربة إلى أقرب رقم صحيح"


٢-<span data-type="title" id=toc-27> الزهرة </span>Venus:
وهي أقرب الكواكب إلى الأرض. ويبلغ البعد بين فلكيهما حوالي ٤١ مليون كيلو متر، كما أن حجمها يكاد يقترب من حجم الأرض، وإن كان يقل عنه بنحو ٢% من حجم الأرض. ويبلغ بعد الزهرة عن الشمس ١.٨ مليون كيلو متر "٠.٧٢ وحدة فلكية" وتستغرق دروته حولها ٢٢٤.٧٥ يوم. وهي أبطأ الكواكب في دورتها حول نفسها حيث تستغرق دورتها


شكل رقم "١٢" حجم الكواكب بالنسبة إلى الشمس
٢٤٣ يومًا، وهي محاطة بغلاف غازي كثيف مكون بصفة خاصة من ثاني أوكسيد الكربون. وربما توجد معه كميات ضئيلة جدًّا من الأكسوجين والنيتروجين وبخار الماء. ويبدو جو الزهرة بشكل سحاب كثيف يحول دون رؤية جسمها الصلب من الأرض؛ حتى أن اتجاه دورانها حول نفسها ما زال غير مؤكد، كما أن المدة التي يستغرقها هذا الدوران غير معروفة بالضبط؛ ولكن من المؤكد أن درجة حرارتها مرتفعة جدًّا، وأنها تبلغ في الجزء الذي يظهر لنا، وهو الجزء الذي تكون أشعة الشمس عندئذ ساقطة عليه حوالي ٣٠٠ ْ مئوية. ويظهر هذا الجزء بأوجه مختلفة تتابع في دورة معروفة تشبه الدورة التي تظهر بها أوجه القمر.
ونظرًا لأن كوكبي عطارد والزهرة يقعان بين الأرض والشمس وأن أفلاكها جميعًا تقع في مستوى واحد فإننا لا نرى منهما إلا السطح المواجه للشمس. ويتدرج الجزء الذي يظهر لنا من هذا السطح بطريقة تشبه تدرج أوجه القمر، إلا أن قرب هذين الكوكبين من الشمس لا يسمح برؤيتهما أثناء النهار، وأفضل الأوقات لمشاهدتها يكون قبل الشروق وبعد الغروب.


٣-<span data-type="title" id=toc-28> الأرض </span>Earth:
وهى إحدى الكواكب الصغيرة، ويقع في فلكها بين فلكي الزهرة والمريخ؛ ولكنه أقرب إلى فلك الزهرة، ويبلغ متوسط بعده عن


الشمس ١٤٩ مليون كيلو متر "وحدة فلكية واحدة"، وهي تتم دورتها حولها في ٣٦٥.٧٥ يومًا أما دورتهما حول نفسها فتتمها في ٢٤ ساعة، إن دورانها في فلكها حول الشمس هو المسئول عن تعاقب الليل والنهار كما أن موقعها المناسب من الشمس هو الذي جعلها أصلح الكواكب لظهور الحياة وتطورها؛ فهي ليست قريبة منها بدرجة تؤدي إلى اشتداد حرارتها، أو بعيدة عنها بدرجة تؤدي إلى اشتداد برودتها بشكل يحول دون ظهور الحياة، كما أن دورانها حول نفسها بسرعة معقولة قد ترتب عليه توزيع الحرارة والضوء على سطحها بصورة تسمح بالحياة والنشاط فوق معظم أجزائها؛ إلا في نطاقات محدودة عند القطبين. ويعتبر الغلاف الجوي والغلاف المائي للأرض كذلك من المميزات الرئيسية التي تميزها عن بقية الكواكب السيارة، والتي تجعلها صالحة للحياة. وأمامنا في الفصول القادمة دراسات طبيعية أكثر تفصيلًا عن هذه الكواكب.


٤-<span data-type="title" id=toc-29> المريخ </span>Mars:
وهو جار الأرض من الناحية الأبعد عن الشمس. ويبلغ البعد بين فلكيهما حوالي ٧٩ مليون كيلو متر؛ أي أنه يبعد عن الشمس بنحو ٢٢٨ مليون كيلو متر "١.٥٢ وحدة فلكية"؛ ولذلك فإنه أقل حرارة من الأرض، وتتراوح معدلاته الحرارية بين ١٠ مئوية عند خط استوائه و - ٧٠ عند قطبيه، وهو أصغر حجمًا من الأرض حيث أن طول قطره يعادل نصف طول قطرها تقريبًا. وتستغرق دورته حول نفسه ٢٤.٧٥ ساعة، أما دورته حول الشمس فستغرق ٦٨٧ يومًا. وهو محاط بغلاف غازي رقيق لا يعرف تركيبه بالدقة؛ ولكن من المحتمل أن تكون به نسبة ضئيلة جدًّا من بخار الماء. ولم يثبت حتى الآن وجود أي حياة تستحق الذكر على سطحه. وقد لوحظ أن منطقتيه القطبيتين تظهر بما في فصل شتائه ألوان بيضاء ولكنها سرعان ما تختفي في الصيف.
ويرى بعض الفلكيين أنها غطاءات ثلجية ولكنها رقيقة جدًّا بدليل أنها لا تبقى في الصيف على الرغم من عدم ارتفاع درجة حرارته؛ بينما يرى آخرون أنها عبارة عن سحاب أبيض رقيق جدًّا من نوع السمحاق السيروس Cirrrus المعروف في جو الأرض، وهو مكون من بلورات ثلجية خفيفة.


ويوجد للمريخ قمران أكبرهما هو فوبوس Phobos وقطره حوالي ٨ كيلو مترات والثاني هو ديموس Deimos وقطره حوالي خمسة كيلو مترات، وأولهما أسرع دورانًا حول المريخ من الثاني؛ فبينما تستغرق دورة الأول سبع ساعات و٣٩ دقيقة فإن دورة الثاني تستغرق ٣٠ ساعة و ١٨ دقيقة.


الكواكب الخارجية
مدخل
...
الكواكب الخارجية Outer Planets:
تختلف هذه الكواكب عن الكواكب الداخلية من عدة نواح؛ فهي أضخم منها حجمًا، وخصوصًا المشتري ثم زحل، وهما أكبر الكواكب على الإطلاق. وهي مكونة من مواد خفيفة لا تزيد كثافتها كثيرًا عن كثافة الماء، وجميعها شديدة البرودة جدًّا بسبب بعدها عن الشمس. وباستثناء بلوتو الذي لا يعرف تركيبه حتى الآن فإن الكواكب الأخرى، وهي المشترِي وزحل وأورانوس ونبتون متشابهة في تركيبها؛ فكل منها يتكون من نواة صخرية يحيط بها غلاف سميك من الجليد ويغلفه غلاف يتكون في جملته من النوشادر "الأمونيا" والميثين، وفيما يلي وصف لكل كوكب من هذه الكواكب.


<span data-type="title" id=toc-32>المشتري </span>Jupiter:
وهو أكبر الكواكب السيارة، ويبلغ طول قطره ١٤٢.٧٥٠ كيلو مترًا، وهو ما يعادل طول قطر الأرض أحد عشرة مرة. وهو يستأثر وحده بنحو ٠.٧ من المجموع الكلي لحجم الكواكب السيارة مجتمعة. ويعادل حجمه حجم الأرض ١٤٠٠ مرة، وهو يبعد عن الشمس بنحو ٧٧٨ مليون كيلو متر "٥.٢ وحدة فلكية"، وتزيد المسافة بينه وبين المريخ عن المسافة بين أي كوكبين آخرين متجاورين. ويتخذ بعض الباحثين هذه الحقيقة دليلًا على أن مجموعة الكويكبات "التي تقع في مكان متوسط تقريبًا بين فلكي المشترِي والمريخ" ربما كانت كوكبًا واحدًا؛ ولكنه تفتت لسبب غير معروف.
وسرعة دوران المشترِي حول نفسه أكبر من سرعة دوران الأرض حول نفسها فهو يتم الدورة حول نفسه في ٩ ساعات وخمسين دقيقة، وهذا هو طول يومه، أما دورته حول الشمس فتستغرق ١١.٩ سنة. ونظرًا لبعده عن الشمس فإنه شديد البرودة جدًّا، ويقدر معدل درجة حرارته بنحو ١٣٨م. ويعتقد


الفلكيون أنه مكون من نواة صخرية صلبة قطرها حوالى ٧٠ ألف كيلو متر، ويحيط بها طبقة من الجليد سمكها ٢٥ ألف كيلو متر، ويحيط بها طبقة من الجليد سمكها ٢٥ ألف كيلو متر ويغلفها غلاف غازي كثيف سمكه تسعة آلاف كيلو متر ويتكون بصفة أساسية من الميثين والأمونيا النوشادر ويظهر هذا الغلاف بشكل سحب كثيفة تحجب جسم الكوكب تمامًا، وتقدر كثافة المشترى، بما في ذلك غلافه الغازي بحوالي ١.٣٤. وهو أكثر الكواكب أقمارًا حيث يبلغ عدد أقماره التي اثني عشرة قمرا. والواقع أنه يكاد يكون مع توابعه نظامًا خاصًا به. وبعض أقماره كبير الحجم حتى أن حجم بعضها يزيد عن حجم بعض الكواكب الصغيرة مثل عطارد. ومن الظاهرات الغربية أن واحدًا من أقمار المشترى يدور حوله في اتجاه معاكس للاتجاه الذي تدور فيه بقية الاقمار.


<span data-type="title" id=toc-33>زحل </span>Seturn:
وهو يأتي بعد المشتري من حيث الحجم، ويبلغ طول قطره ١٠٥ آلاف كيلو متر. ويبدو منظره متميزًا عن بقية الكواكب بوجود حلقات كبرى تدور حوله. وتتكون هذه الحلقات من ملايين الكتل الصخرية المتباينة الأحجام، وهو يبعد عن الشمس بنحو ١٤٢٨ مليون كيلو متر، ٩.٥٤وحدة فلكية وهو يتم دورته حول الشمس في ٢٩.٥ سنة. أما دورته حول نفسه فتستغرق عشر ساعات و ١٤ دقيقة، ومعني ذلك أن طول يومه يقل عن طول يومنا على الأرض، وهو أشد برودة من المشتري ويبلغ معدل درجة حرارته -١٥٣ مئوية وهو يشبه المشتري في تركيبه؛ ولكنه أقل منه كثافة بصفة عامة حيث تبلغ كثافة في المتوسط ٠.٧١ فقط، وكما هي الحال بالنسبة للمشترى فإنه يتكون من نواة صخرية قطرها حوالي ٤٥ ألف كيلو متر، ويحيط بها غلاف غازى كثيف سمكه حوالى ٢٨ ألف كيلو متراً. وهو يأتي بعد المشتري من حيث كثرة عدد التوابع حيث يبلغ عدد أقماره عشرة أقمار، وتدور تسعة منها حوله في اتجاه واحد بينما يدور العاشر في اتجاه معاكس.


شكل ١٣ زحل
زحل المشتري
شكل ١٤ تركيب زحل وتركيب المشترِي


٧-<span data-type="title" id=toc-34> أورانوس </span>Uranus:
اكتشف هذا الكوكب سنة ١٧٨١ وهو صغير الحجم بالنسبة للمشترِي وزحل؛ ولكنه أكبر من الأرض بكثير حيث إن حجمه يزيد عن حجمها ٦٤ مرة وهو يبعد عن الشمس بنحو ٢٨٧٢ مليون كيلو متر، ويتم دورته حولها في ٨٢ سنة، أما دورته حول نفسه فأسرع من دورة الأرض حول نفسها؛ فهي تستغرق حوالي عشر ساعات ونصف. وهو أشد برودة من زحل والمشترِي، وبقدر معدل درجة حرارته بنحو - ١٨٣ ْم. وهو يشبه كلًّا من زحل والمشترِي في تركيبه العام؛ فهو يتكون من نواة صلبة تحيط بها طبقة جليدية يكاد سمكها يعادل سمك الطبقة الجليدية في زحل. كما أن غلافه الغازي يشبه الغلاف الغازي لزحل والمشترِي، ويتبع هذا الكوكب خمسة أقمار.


٨-<span data-type="title" id=toc-35> نبتون </span>Neptune:
اكتشف هذا الكوكب في سنة ١٨٤٦. وهو يبعد عن الشمس بنحو ٤٥٠١ مليون متر "٣٠.٠٦ وحدة فلكية" وتستغرق دورته حولها ١٦٥ سنة، ويتبعه قمر واحد. وهو لا يختلف كثيرًا من حيث الحجم أو التركيب عن أورانوس؛ ولكنه أشد منه برودة، ويقدر معدل درجة حرارته بنحو ٢١٠م، ويبلغ سمك طبقته الجليدية نفس سمكها في كل من زحل وأورانوس وهو ٩٠٠٠ كيلو متر تقريبًا، أما سمك غلافه الغازي فيبلغ نحوًا من ٣٠٠٠ كيلو متر.


٩-<span data-type="title" id=toc-36> بلوتو </span>Pluto:
وهو آخر ما اكتشف من الكواكب السيارة، وقد تم اكتشافه في سنة ١٩٢٠، ويبلغ بعده عن الشمس حوالي ٥٩٠٩ مليون كيلو متر "٥٩.٥٢ وحدة فلكية" وتستغرق دروته حولها ٢٤٨.٣ سنة، ويلاحظ أن فلكه ليس موازيًا لفلك نبتون؛ بل إنه يتقاطع معه مما يجعله في بعض الأوقات أقرب منه إلى الشمس. ولا يزال حجم بلوتو غير معروف بالضبط، ولكن من المعتقد أن حجمه قريب من حجم الأرض، كما أن تركيبه مازال غير معروف.


<span data-type="title" id=toc-37>الكويكبات </span>Asteroids:
وهي عبارة عن مجموعة من عدة آلاف من الكتل الصلبة التي تسبح في الفضاء المحصور بين فلكي المريخ والمشتري، وهى متباينة في أحجامها؛ بحيث يزيد قطر قليل منها عن ٧٠٠ كيلو متر بينما يقل قطر


الكثير منها عن كيلو متر واحد ويعتقد بعض العلماء أن هذه الكويكبات كانت في الأصل كوكبًا متكاملًا؛ ولكنه تفتت لسبب غير معروف وظلت أجزاؤه تدول في أفلاك قريبة من فلكه الأصلي. ولا تعتبر هذه الكويكبات من الكواكب السيارة التسع؛ ولكنها على أي حال جزء من المجموعة الشمسية. وأكبرها هو الكويكب سيربس Ceres وقطره حوالي ٧٥٠ كيلو مترا، وتوجد غيره ثلاثة كويكبات فقط يزيد قطرها على ١٥٠ كم، أما الآلاف الباقية فأصغر من ذلك.


القمر
مدخل
...
القمر
نظرًا لقرب القمر من الأرض ولتأثيره المباشر على حياة الإنسان فقد احتل مركزًا هامًّا في أفكار الشعوب وتخيلاتها منذ بدء الحياة البشرية حتى عصر الفضاء الحالي الذي وصل فيه الإنسان فعلًا إلى سطح القمر، وبوصوله إليه أمكنه أن ينتقل في دراسته له من مرحلة الرصد البعيد إلى مرحلة الدراسة المبنية على الحس والمشاهدة. وقد كانت بداية هذا الانتقال هي المرحلة التي قام بها انثان من رواد الفضاء الأمريكيين في سفينة الفضاء "أبوللو ١١" يوم ٢٠ يوليو سنة ١٩٦٠. فقد تجول هذان الرجلان "هما أرمسترونج وألوين" على سطح القمر والتقطا كثيرًا من الصور وجمعًا كثيرًا من عينات الصخور والتربة، وفي ١٢ نوفمبر سنة ١٩٧٠ قام رائدان آخران برحلة مشابهة في "أبو للو ١٢" والتقطا المزيد من الصور وجمعا المزيد من العينات. وقد ألقت الملاحظات التي سجلها الرواد والدراسات التي أجراها العلماء على الصور والعينات كثيرًا من الضوء على طبيعة القمر فأصبحت المعلومات الخاصة به أكثر دقة وتفصيلًا.
ويميل بعض العلماء إلى الاعتقاد بأن القمر ليس مجرد تابع للأرض وإنما هو كوكب قائم بذاته، وهو على كل حال أصغر حجمًا منها بكثير حيث أن حجمه يعادل ٥٠/١ من حجمها، ويبلغ طول قطره حوالي ٣٤٨٠ كيلو مترًا أي أكثر قليلًا من ٤/١ قطر الأرض. ومتوسط كثافته ٣.٣٤، وهو أقل من متوسط كثافة الكرة الأرضية؛ ولذلك فإن كتلة الأرض تعادل كتلته ٨١ مرة، كما أن جاذبيته تعادل ٦/١ الجاذبية الأرضية،


ولذلك فإن الشخص الذي يسير أو يقف فوقه يشعر دائمًا. بأنه خفيف جدًّا لدرجة أنه يستطيع أن يقفز إلى أعلى دون بذل أي مجهود. ويبلغ متوسط البعد بين القمر والأرض ٢٦٣.٦٠٠ كيلو متر. أما فلكه حولها فيبلغ ٢.٤ مليون كيلو متر تقريبًا.


تضاريس سطح القمر:
من الممكن حتى بالعين المجردة أن يدرك المرء أن سطح القمر ليس كله ذا طبيعة واحدة؛ فبعض أجزائه يبدو داكنًا وبعضها الآخر يبدو فاتحًا. وقد ساعدت المناظر الفلكية المتقدمة حتى قبل عصر الفضاء على توضيح كثير من الحقائق الخاصة بسطح القمر بدرجة أمكن معها رسم بعض الخرائط له. وقد ظهرت في هذه الخرائط ثلاثة أشكال رئيسية للتضاريس هى:
١- البحار Maria:
وهي عبارة عن مسطحات واسعة ليس بها أي ماء، ويبدو سطحها رماديًّا داكنًا، ويعزى ذلك إلى أن سطحها مغطى بطبقة من اللافا البازلتية والرماد البركاني الناعم، وتغطي كثيرًا منها تربة هشة ناعمة من الرماد من فتات الصخور. ويكون سمك هذه التربة كبيرًا في بعض المواضع بحيث يصل إلى بضعة أمتار. وقد أطلقت على هذه البحار أسماء خاصة مثل البحر الهادئ Mare Ttanquilitatis وبحر الأمطار Mare Imbrium وغيرهما. ومعظمها أسماء يونانية قديمة موضوعة منذ عهد جاليليو، الذي كان له الفضل الأكبر في كشف كثير من مظاهر سطح القمر بعد اختراعه للمنظار المقرب "التلسكوب".
٢- الجبال:
وهي المناطق المرتفعة التي تفصل البحار بعضها عن بعض، ويمتد بعضها بشكل سلاسل طويلة مرتفعة، بينما يظهر بعضها الآخر بشكل قمم بركانية منعزلة، وقد أعطيت لهذه الجبال أسماء معظمها مأخوذ من أسماء جبال الأرض مثل جبال الألب وجبال الأبنين وغيرها. وعلى الرغم من أن بعض سلاسل هذه الجبال ترتفع عن "البحار" المجاورة لها بحوالي ٦٠٠٠ متر إلا أنها لا تبدو واضحة للشخص الواقف على سطح القمر إلا إذا كان قريبًا منها، أما إن


بعد عنها بنحو كيلو متر فإنه قد لا يدركها لأنها تكون مائلة مع الأفق بسبب صغر حجم القمر، وتبدو جبال القمر فاتحة اللون بالنسبة للبحار التي حولها.
٣- الفوهات:
وهي موجودة على سطح القمر بأعداد كبيرة جدًّا، ويقدر عددها ببضع مئات الآلاف، وهي تشبه فوهات البراكين، وبعضها فعلًا فوهات بركانية إلا أن أغلبها عبارة عن فجوات نتجت عن ارتطام النيازك والشهب بسطح القمر. وبعض الفوهات كبيرة الحجم جدًّا بحيث يصل قطرها إلى بضع عشرات من الكيلو مترات. ومثل هذه الفوهات يمكن مشاهدتها وتصويرها من الأرض بالاستعانة بالمناظر المقربة، ومع ذلك فإن أغلب الفوهات صغيرة الحجم وكثير منها لا يزيد قطره عن بضعة أمتار.


نشأة القمر:
كما هي الحال بالنسبة لنشأة الأرض فإن نشأة القمر مازالت هي الأخرى غير معروفة، على الرغم من وجود عدد من الافتراضات التي حاولت إلقاء بعض الضوء عليها. ومن أمثلة هذه الافتراضات افتراض يقول بأن القمر نشأ نشأة مستقلة في نفس الوقت الذي نشأت فيه الأرض وبنفس الطريقة. وسنتكلم على نشأة الأرض في الفصل التالي.
وثمة افتراض آخر هو أن القمر انفصل عن الأرض في المكان الذي يشغله حاليًا القسم الشمالي من المحيط الهادئ. وقد جاء بهذا الافتراض عالم الفلك جورج دارين سنة ١٨٨١، حيث قال: إن هذا الانفصال قد حدث بسبب دوران الأرض حول نفسها عندما كانت لا تزال ملتهبة. إلا أن هذا الافتراض واجه كثيرًا من النقد حتى فقد معظم أهميته في الوقت الحاضر.


شكل ١٥ بحار القمر وجباله


حركات القمر والأرض
حركات القمر
أوجه القمر
...
١-٣-حركات القمر والأرض:
أولاً: حركات القمر.
أوجه القمر:
إن محصلة دوران القمر بسرعة معينة حول نفسه وحول الأرض ودورانهما معًا حول الشمس هي السبب في أن جانبًا واحدًا من القمر هو الذي يقابل الشمس باستمرار؛ بينما يظل الجانب الآخر في الاتجاه المضاد فيبقى لذلك مظلمًا باستمرار، ويؤدي سقوط الأشعة الشمسية دائمًا على الجانب المقابل للشمس أو على جزء منه على حسب الأوجه القمرية المعروفة إلى ارتفاع درجة حرارته ارتفاعًا شديدًا؛ بينما يبقى الجانب الآخر مظلمًا وشديد البرودة، والجانب الذي تسقط عليه أشعة الشمس مباشرة هو الجانب الذي يظهر لنا كله أو بعضه مضيئًا على طول الشهر العربي على حسب النظام الذي تسير عليه الأوجه القمرية المعروفة والذي يحدد هذه الأوجه هو موقع القمر بالنسبة للشمس والأرض أثناء دورانه حول الأرض؛ ففي أول الشهر العربي يكون القمر واقعًا بين الشمس والأرض على خط واحد فلا نرى منه شيئًا لأن جانبه المظلم هو الذي يكون مقابلًا لنا، ونطلق عليه عندئذ اسم "المحاق". ولكن ما أن يبدأ الشهر حتى يأخذ الجانب الذي يواجه الشمس في الظهور تدريجيًّا تبعًا لدوران القمر حول الأرض من الغرب إلى الشرق، وبسقوط أشعة الشمس على الجزء الذي يظهر منه فإنه يظهر مضيئًا بشكل هلال في أول الأمر ولكنه ينمو يومًا بعد يوم حتى يظهر في نهاية الأسبوع الأول بشكل نصف قرص يشتهر باسم "التربيع الأول". وفي حوالي يوم ١١ أو ١٢ من الشهر تكون حوالي ثلاثة أرباع القرص قد أصبحت مضيئة، ويعرف القمر عندئذ باسم "الأحدب" فإذا كان منتصف الشهر أصبح القرص كله مضيئًا وأصبح القمر "بدرًا".


وفي هذا الوقت يكون القمر قد أكمل نصف دورة كاملة في فلكه حول الأرض. ويكون جانبه المضيء كله في مواجهة الأرض والشمس؛ ولكن مع استمرار دورانه حولها من الغرب إلى الشرق يأخذ الجزء المضيء من قرصه في التناقص بنفس الطريقة التي تزايد بها في النصف الأول من الشهر، ولكن بشكل عكسي فيعود أحدبًا فتربيعًا ثانيًّا فهلالًا ثم ينتهي بالمحاق حيث يبدأ الشهر العربي التالي "انظر شكل ١٦"
شكل ١٦ أوجه القمر
والمعتاد عند ظهور أوجه القمر المختلفة، عدا البدر، ألا يكون الجزء غير المضيء من قرصه مختفيًا تمامًا؛ بل إنه يكون مضاءًا بضوء خافت جدًّا، وليس هذا الضوء إلا الضوء الذي ينعكس نحوه من سطح الأرض، فكما أن القمر يرسل إلينا ضوءه نتيجة لانعكاس أشعة الشمس على سطحه؛ فإن الأرض هي الأخرى ترسل إليه الضوء بعد انعكاس أشعة الشمس عليها. ومن الطبيعي أن يكون الضوء الذي ترسله الأرض إليه أقوى بكثير من الضوء الذي يرسله هو إليها بسبب كبر حجمها


بالنسبة إليه وتغطية القسم الأكبر من سطحها بالمياه والغطاءات الجليدية التي يمكنها تفضل لمعانها أن تعكس كبيرة من الضوء.


<span data-type="title" id=toc-45>الشهر القمري </span>Lunar Month "Or Sinodie Month":
وهو المدة التي تمر بين ظهور هلالين جديدين متتاليين، وهي غالبًا ٢٩٢/١ يوم تقريبًا، وهي أيضًا المدة التي تمر بين وقوع الأرض والقمر والشمس على خط واحد "وضع المحاق" وعودتهما مرة أخرى إلى نفس الوضع. ويلاحظ أن هذا الشهر يزيد بمقدار يومين عن المدة التي يستغرقها القمر فعلًا لإتمام دورة كاملة حول الأرض وهي ٣/١ ٢٧يوم. وتحسب هذه المدة بمقارنة موقع القمر والأرض بالنسبة لنجم آخر غير الشمس، وهي على هذا الأساس تمثل المدة التي تمر بين وقوع الأرض والقمر وأحد النجوم على خط واحد مرتين متتاليتين. ويطلق على هذه المدة تعبير "الشهر النجمي١ "Sidereal Month"، أما السبب في زيادة طول الشهر القمري عن الشهر النجمي بيومين؛ فهو أنه بينما يكون القمر سائرًا في دورانه حول الأرض فإن الأرض نفسها تكون آخذة في التقدم في فلكها حول الشمس بمعدل درجة واحدة في اليوم. وهذا يحتم على القمر أن يواصل دورانه لمدة يومين إضافيين في فلكه حولها حتى يصل إلى الوضع الذي يكون فيه هو والأرض والشمس على خط واحد٢.

١ Sidereal أصلها لاتيني ومعناها " المتعلق بالنجوم Of the Stars".
٢ Namouitz S.N.٤. Stone D.B., "Earth Sceince" ٣ rd ed ١٩٦٥, p. ٣٩٤.


خسوف القمر وكسوف الشمس
...
خسوف القمر Lunar Eclipse وكسوف الشمس Solar Eclipse:
تحدث هاتان الظاهرتان نتيجة لدوران القمر حول الأرض ودورانهما معًا حول الشمس؛ ففي أثناء هذا الدوران يحدث في بعض الأوقات أن تقع الأرض بين الشمس والقمر بحيث يسقط ظلها عليه؛ فعندئذ يحدث الخسوف ويبدو الجزء الواقع في الظل من القمر معتمًا. فالخسوف بعبارة أخرى هو تعتيم القمر أو جزء منه نتيجة لسقوط ظل الكرة الأرضية عليه عندما تقع بينه وبين الشمس. وقد يكون الخسوف كليًّا إذا وقع القمر بأكمله في مخروط ظل الأرض وجزئيًّا إذا كان


ظلها يغطي جزءًا منه فقط ولا يحدث الخسوف إلا إذا كان القمر بدرًا؛ ولكنه لا يحدث مع كل بدر لأن فلك القمر لا يقع في نفس مستوى فلك الأرض؛ وإنما يميل عليه بمقدار خمس درجات، ويستغرق الخسوف الكلي عادة حوالي ساعتين. وفي هذا الخسوف تبدو منطقة شبه الظل Penumbar "وهي المنطقة المحيطة بمنطقة الظل نفسها Umbra" معتمة بحيث لا تكاد ترى إلا بصعوبة.
شكل ١٧ خسوف القمر وكسوف الشمس
أما كسوف الشمس فيحدث عندما يقع القمر بين الشمس والأرض بحيث يسقط ظله على الأرض، ولذلك فإنه لا يحدث إلا عند ظهور الهلال في أول الشهر؛ ولكنه لا يحدث في أول كل شهر بسبب ميل فلك القمر على مستوى فلك الأرض، وقد يكون الكسوف كليًّا Total Eclipse إذا حجب ظل القمر قرص الشمس كله، أو جزئيًّا Partial Eclipse إذا حجب جزءًا منه؛ ولكن إذا حدث ولم يصل امتداد مخروط ظل القمر إلى الأرض فإن قرص الشمس يبدو وحوله حلقة دائرية مضيئة، ويعرف هذا الكسوف بالكسوف الحلقي Annulat Eclipse
وكسوف الشمس أكثر حدوثًا من خسوف القمر، ومع ذلك فإن المرات التي يمكن مشاهدته فيها أقل من المرات التي يشاهد فيها خسوف القمر لأن


الكسوف لا يظهر إلا في منطقة صغيرة جدًّا بسبب تناقص مساحة مقطع مخروط ظل القمر بسرعة في المسافة المحصورة بينه وبين الأرض، ويؤدي ذلك إلى أن الكسوف الكلي لا يرى إلا في شريط ضيق على سطح الأرض، والواقع أن قطر مخروط الظل الذي يسبب هذا الكسوف يبلغ عادة ١٣٦ كيلو مترًا فقط.
شكل ١٨ كسوف كلي "لاحظ وجود الهالة الضوئية حول الشمس"
ويلاحظ أنه؛ بخلاف ما يحدث في الخسوف، فإن منطقة شبه الظل على قرص الشمس تكون واضحة بحيث تسهل مشاهدتها، ولا شك أن صغر المنطقة التي يظهر فيها الكسوف الكلي في مكان ما، هو السبب في قلة مشاهدته، حتى


أنه يعتبر من الأحداث الفلكية النادرة التي ينتقل الفلكيون من مختلف بلاد العالم لرصدها في المنطقة التي ينتظر حدوثها فيها؛ ولئن كان الخسوف الكلي للقمر يستمر ساعتين فإن الكسوف الكلي للشمس لا يستمر غالبًا إلا دقائق معدودة.


حركات الأرض
خطوط الطول وخطوط "أو دائر" العرض
...
ثانيًا: حركات الأرض.
أولًا: خطوط الطول Longitudes وخطوط أو دوائر Latitudes.
إن خطوط الطول عبارة عن أنصاف دوائر ممتدة بين القطبين. وهي نفس الخطوط التي يطلق عليها كذلك تعبير خطوط الزوال١ Oflongitude Meridians وذلك لأن الشمس ترتفع إلى أعلى وضع لها "الزوال" في كل الأماكن الواقعة على أي خط منها في منتصف النهار Mid -day وفي وقت واحد سطح الكرة الأرضية مقسم إلى ٣٦٠ ْ درجة طولية منها ١٨٠ ْ إلى الشرق من خط جرينيتش "خط طول صفر" والـ ١٨٠ ْ الأخرى إلى الغرب منه ويرجع أهمية خطوط الطول بصفة خاصة إلى علاقتها بتغير الزمن بين الشرق والغرب وإمكان استخدامها مع خطوط العرض لتعيين المواقع الجغرافية على الخرائط، ومن الواضح أن خطوط الطول ليست متوازية وأن المسافة التي تشغلها الدرجة الطولية الواحدة هي أكبر ما تكون على خط الاستواء، ثم تتناقص كلما اتجهنا نحو القطبين حتى تصل إلى أدناها عند القطب نفسه؛ فعند خط الاستواء تبلغ المسافة التي تشغلها الدرجة الطولية ١١١.٣ كيلو مترًا بينما تبلغ نصف ذلك المقدار عند خط عرض ٦٠ ْ وتنتهي إلى لا شيء عند القطب.
أما خطوط العرض، أو دوائر العرض، فهي عبارة عن دوائر متوازية أكبرها هي دائرة خط الاستواء ثم يتناقص طولها تدريجيًّا كلما اتجهنا نحو القطبين على حسب شكل الكرة، وإن توازي هذه الدائرة "أو الخطوط" هو الذي جعلها تعرف كذلك باسم خطوط العرض المتوازية Parallels of Latiude وقد قسم سطح الكرة الأرضية بين القطبين إلى ١٨٠ ْ عرضية تسعون منها شمال خط

١ كلمة Meridian مأخوذة من الكلمة اللاتينية Meridies ومعناها Mid-day أي منتصف النهار "G. Kellaway, ١٥٣" p.٨


الاستواء وتسعون منها جنوبه، وعلى العكس من الدرجات الطولية التي يتناقص طول مسافاتها كلما اتجهنا نحو القطبين فإن الدرجات العرضية كلها متساوية وخصوصًا في العروض الدنيا، أما في العروض العليا١ فإن فرطحة الأرض هناك يترتب عليها زيادة طول المسافة التي تشغلها كل درجة من الدرجات العرضية بعض الشيء عنها في بقية العروض؛ فبينما نجد أن المسافة التي تشغلها الدرجة العرضية عند خط الاستواء مثلًا هي ١١٠ كيلو مترات تقريبًا؛ فإنها تبلغ ١١١كيلو مترًا قرب القطبين، وعلى الرغم من أن الفرق بينهما بسيط في حد ذاته فإنه يؤدي إلى بعض الخطأ في رسم خرائط العالم إن لم يحسب له حساب؛ لأنه يؤدي إلى إظهار المناطق الواقعة في العروض العليا على الخريطة أوسع بكثير من المناطق المساوية لها فعلًا في العروض الدنيا.
وخطوط العرض لها أهمية مناخية وفلكية كبيرة بسبب علاقتها بحركة الشمس الظاهرية وتتابع الفصول ودرجة ميل الأشعة واختلاف طول الليل والنهار، كما أنها تستخدم مع خطوط الطول لتحديد مواقع الأماكن المختلفة طول الليل والنهار. كما أنها تستخدم مع خطوط الطول لتحديد مواقع الأماكن المختلفة وخصوصًا في البحار والمحيطات والصحارى الواسعة والمناطق القطبية؛ حيث لا توجد علامات جغرافية مميزة.
وأشهر الدوائر العرضية التي لها أهمية جغرافية وفلكية خاصة هي: خط الاستواء وهو خط الصفر، ومدار السرطان والجدي ودرجتهما ٢٣.٥ ْ شمالًا وجنوبًا على الترتيب، وهي معادلة لزاوية ميل محور الأرض على الخط العمودي، ثم الدائرتان القطبيتان ودرجتهما هي ٦٦.٥ ْ شمالًا وجنوبًا، وهي تعادل الزاوية التي يميل بها محور الأرض على المستوى الذي يقع فيه فلكها.
وخط الاستواء هو خط الاعتدال، وترجع أهميته إلى أن نظام الفصول في شماله معاكس لنظامها في جنوبه، كما أن أشعة الشمس لا تميل عنه بأكثر من

١ "العروض الدنيا" و"العروض العليا" هما تعبيران عامان يقصد بهما العروض القريبة من خط الاستواء والعروض القريبة من القطبين على الترتيب.


٢٣.٥ ْ في أي وقت من الأوقات، وأن طول الليل وطول النهار يتساويان عنده على مدار السنة.
أما مدار السرطان والجدي فهما أبعد خطين تصل إليهما الشمس في هجرتها الظاهرية نحو الشمال ونحو الجنوب؛ فما أن تصل الشمس في تحركها الظاهري شمالًا إلى مدار السرطان في ٢١ يونيو حتى تقفل راجعة نحو الجنوب إلى أن تصل إلى مدار الجدي في ٢١ ديسمبر فترجع ثانية نحو الشمال. ومعنى ذلك أن الشمس لا تتعامد على أي خط عرض من الخطوط الواقعة وراء هذين المدارين من ناحية القطبين في أي وقت من الأوقات خلال السنة؛ بينما تتعامد مرتين على كل خط عرض من الخطوط الواقعة بين المدارين وذلك أثناء تحركها الظاهري نحو الشمال ونحو الجنوب، ويبلغ طول الفترة التي تفصل مرتي التعامد ستة أشهر على خط الاستواء نفسه، ثم تتناقص كلما ابتعدنا عنه نحو المدارين، اللذين يحدث التعامد على كل منهما مرة واحدة.
أما الدائرتان القطبيتان فهما يحددان بداية المناطق التي يوجد فيها يوم كامل أو أكثر لا تغرب له شمس في قلب الصيف، ويوم كامل أو أكثر لا تشرق له شمس في قلب الشتاء. ويتزايد عدد الأيام التي لا تغرب لها شمس في الصيف أو التي لا تشرق لها شمس في الشتاء كلما اقتربنا من القطبين حتى تصل إلى ستة أشهر عندهما.
الدوائر العظمى Creat Circles:
ويقصد بها الدوائر الطولية أو الدوائر العرضية التي يمكن أن ينقسم بها سطح الكرة الأرضية إلى نصفين متساويين ولا توجد على هذا الأساس إلا دائرة عرض عظمى واحدة هي الدائرة الاستوائية، أما الدوائر الطولية العظمى؛ فيمكن أن يوجد منها أي عدد؛ لأن أي خطى طول متقابلين تمامًا يمكن أن تتكون منهما دائرة عظمى ينقسم بها سطح الكرة الأرضية إلى نصفين متساويين.


الأهمية الجغرافية لدوران الأرض وميل محورها:
تدور الكرة الأرضية دورتين إحداهما حول محورها Rotation وتستغرق ٢٤ ساعة والأخرى في فلكها حول الشمس Revolution وتستغرق


٤/١ ٣٦٥ يوم. وتنطلق الأرض في هذا الفلك بسرعة فائقة تبلغ حوالي ٣٠ كيلو مترا في الثانية "١٠٨٠٠ كيلو متر في الساعة".
وعلى الرغم من السرعة الفائقة التي تدور بها الأرض سواء حول نفسها أو في فلكها حول الشمس؛ فإننا لا نشعر بها لأن كل شيء عليها من صخور ومياه وهواء وحياة يتحرك في وقت واحد بنفس السرعة؛ ولكن من الممكن أن نلحظ هذا الدوران من الصور الفوتوغرافية التي أخذت طول الليل في المنطقة القطبية للنجم القطبي والنجوم القريبة منه "شكل ١٩"؛ فقد أظهرت الصور أن هذه النجوم قد دارت حول النجم القطبي الذي يشير إليه محور الأرض، فرسمت حوله مسالك دائرية، ولما كانت هذه النجوم لا تتحرك فعلًا بهذه الصورة فإن الخطوط الدائرية التي تبدو وكأنها سارت على طولها إنما سببها هو دوران الأرض حول محورها.
شكل "١٩" منظر السماء مصورة عند القطب وتبدو الأجرام السماوية وكأنها تدور بسرعة حول مركز السماء أي حول النجم القطبي


وعلى الرغم من دوران كل ما على الأرض نفسها في نفس اتجاه دوران الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق؛ فإن حركة الرياح والتيارات البحرية قد تتحرر بعض الشيء من هذا الارتباط؛ ولكنها مع ذلك تظل متأثرة بدوران الأرض ولكن بنظام خاص؛ فالمعروف أن هذا الدوران يؤدي إلى انحراف الرياح إلى يمين اتجاهها في نصف الكرة الشمالي، وإلى يساره في نصفها الجنوبي على حسب قانون مشهور هو قانون فرل Ferrel,s Law، ويظهر نفس هذا التأثير كذلك على اتجاه التيارات البحرية في المحيطات الواسعة ولكن بصورة أقل وضوحًا منها بالنسبة للرياح.
وبما أن فلك الأرض حول الشمس أقرب إلى الشكل البيضاوي منه إلى الشكل الدائري؛ فإن له مركزين، شأنه في ذلك شأن أي شكل بيضاوي. ولذلك فإن الشمس قد توجد في أحد المركزين في بعض الأوقات ثم تنتقل إلى المركز الآخر في أوقات أخرى، على حسب ما يفرضه دوران الأرض نفسها، ونتيجة لذلك فإن الأرض قد تكون أقرب إلى الشمس في بعض الأوقات منها في أوقات أخرى، على حسب موقعها بالنسبة للمركز الذي تتواجد فيه الشمس. ومن المعروف أن الشمس في الوقت الحاضر تكون في وقت الانقلاب الشتوي "٢١ديسمبر" واقعة في المركز الأقرب إلى الأرض، ويبلغ البعد بينهما أدناه في أول يناير حيث يبلغ ١٤٦.٤ مليون كيلو متر، ويقال إن الشمس موجودة وقتئذ في نقطة الرأس Perihelion؛ بينما يحدث العكس في وقت الانقلاب الصيفي "٢١ يونيو" حيث تكون الشمس في المركز الأبعد عن الأرض، ويبلغ البعد بينهما أقصاه في أول يوليو حيث بلغ ١٥١.٢ مليون كيلو متر ويقال إن الشمس عندئذ موجودة في نقطة الذنب Aphelion١ "شكل ٢٠". وعلى الرغم من أن الأرض تكون في فصل الشتاء أقرب إلى الشمس بحوالي ٤٠٨ مليون كيلو متر وأن الأشعة الشمسية التي تصل إلى أعلى جو الأرض في هذا الفصل أكبر من التي تصل إليه في الصيف بجوالي ٧ % فإن هناك عوامل مختلفة أخرى تؤدي إلى إلغاء تأثير هذه

١ Helion باللاتينية معناها شمس، و Peri قريب. ap بعيد.


الزيادة؛ بل وإلى برودة فصل الشتاء، ومن أهمها شدة ميل أشعة الشمس في هذا الفصل مع قصر النهار، وخصوصًا كلما اتجهنا نحو القطبين، وكثرة ما يرتد إلى الفضاء من أشعة الشمس بواسطة السحب وغيرها من المواد العالقة دون أن يستفيد به جو الأرض١.
شكل "٢٠" البعد بين الأرض والشمس في الفصول المختلفة
وبالاضافة إلى ما تقدم فإن دورتي الأرض وميل محورها في اتجاه واحد باستمرار لها نتائج جغرافية وفلكية غاية في الأهمية بسبب علاقاتها المباشرة بكل المظاهر الطبيعية والحيوية على سطح الأرض. ويمكننا أن نلخص هذه المظاهر فيما يلي:
أ- تعاقب الفصول على مدار السنة.
ب- تتابع الليل والنهار وتباين طولهما.

١ تعرف هذه الظاهرة باسم "الألبيدو الأرضي Earth,s Albedo، ويقصد بها قدرة الأرض وجوها على رد أشعة الشمس إلى الفضاء دون أن تتأثر بها حرارة الجو.


ج- اختلاف الزمن في الأماكن الواقعة على خطوط طولية مختلفة.


تعاقب الفصول:
يرجع هذا التعاقب إلى دوران الأرض في فلكها حول الشمس وميل محورها مع بقاء هذا الميل ثابتًا في اتجاه واحد بزاوية قدرها ٢٣.٥ على الاتجاه العمودي على المستوى الذي يقع فيه هذا الفلك؛ فهذان العاملان هما اللذان يؤديان إلى هجرة الشمس هجرة ظاهرية على دائرة البروج، ما بين المدارين مما يجعلها تتعامد مرة في السنة في نهاية رحلتها نحو الشمال على مدار السرطان في ٢١ يونيو، وهو يوم الانقلاب الصيفي، ومرة أخرى في نهاية رحلتها نحو الجنوب على مدار الجدي في ٢١ ديسمبر، وهو الانقلاب الشتوي. وفي أثناء تعامدها على مدار السرطان يكون القطب الشمالي في أقرب وضع له إليها بينما يكون القطب الجنوبي في أبعد وضع له عنها، وهكذا يكون الفصل صيفًا في شمال خط الاستواء بينما يكون شتاءً في جنوبه "شكل ٢١".
"شكل ٢١" تعاقب الفصول


وفي أثناء تحرك الشمس الظاهري بين المدارين؛ فإنها تتعامد مرتين على كل العروض الواقعة بينهما؛ إلا أن الفترة التي تمر بين مرتي التعامد تبلغ أقصاها وهو ستة أشهر "٢١ مارس و ٢١ سبتمبر" على خط الاستواء ثم تتناقص تدريجيًّا كلما اتجهنا نحو القطبين حتى لا يكون هناك إلا مرة تعامد واحدة على كل مدار من المدارين. ومرتا تعامد الشمس على خط الاستواء هما المعروفتان باسم الاعتدالين.


تتابع الليل والنهار وتباين طولهما:
إن تتابع الليل والنهار هو النتيجة المباشرة لكروية الأرض ولدورانها حول محورها أمام الشمس مرة واحدة كل يوم؛ ولكن إذا فرض وكان محور الأرض عموديًّا على مستوى فلكها حول الشمس لكان طول الليل وطول النهار متساويين باستمرار على مدار السنة في كل مكان على سطحها؛ ولذلك فإن ميل المحور على هذا المستوى هو المسئول عن التباين الذي نعرفه في طول الليل والنهار في كل العروض ما عدا منطقة خط الاستواء الذي يتساوى فيها طولهما طوال السنة تقريبًا؛ فباستثناء هذه المنطقة نجد أن طول نهار الصيف يزيد دائمًا عن طول ليله؛ بينما يزيد طول ليل الشتاء عن طول نهاره في كل العالم. ويتزايد الفرق بينهما تدريجيًّا خلال الصيف كلما اقتربنا من يوم الانقلاب الصيفي١ Summer Solstice، وخلال الشتاء كلما اقتربنا من يوم الانقلاب الشتوي Winter Solstice، وذلك فإن أطول نهار وأقصر ليل في السنة يكونان في يوم ٢١ يونيو في نصف الكرة الشمالي، وهو تاريخ الانقلاب الصيفي؛ بينما يكون أقصر نهار وأطول ليل في نفس النصف في يوم ٢١ ديسمبر وهو تاريخ الانقلاب الشتوي. ويتزايد الفرق بينهما تدريجيًّا كلما بعدنا عن خط الاستواء نحو القطبين، ففي يوم الانقلاب الصيفي مثلًا يكون طول النهار عند خط الاستواء ١٢ ساعة، ثم يزيد إلى ١٥ ساعة عند خط عرض ٤٠ شمالًا و ٢٠ ساعة عند خط عرض ٦٣ و ٢٤ ساعة عند الدائرة القطبية، أي يكون هذا اليوم عندها كله نهارًا، ثم يتزايد عدد الأيام التي تكون كلها نهارًا

١ Solstice كلمة أصلها لاتيني من مقطعين هما Sol ومعناها شمس و Stice ومعناها يتوقف.


حتى تصل إلى شهر كامل عند خط عرض ٦٧ ْ وأربعة أشهر عند خط عرض ٦٨ ْ ثم ستة أشهر عند القطب الشمالي نفسه، وفي هذا الوقت يكون القطب الشمالي في أقرب وضع له إلى الشمس ويدور هو والمنطقة المحيطة به باستمرار في ضوء الشمس؛ بينما يكون القطب الجنوبي في أبعد وضع له عنها ويدور هو والمنطقة المحيطة به باستمرار في المنطقة التي لا تصلها أشعة الشمس طول الستة أشهر، ويحدث عكس ذلك تمامًا في فصل الشتاء.
أما في فصلي الربيع والخريف، وهما فصلا الاعتدالين فتكون الشمس متعامدة على خط الاستواء، وعندئذ يكون الليل والنهار متساويين تقريبًا في كل العروض، ويكون طول كل منهما ١٢ ساعة، ويحدث الاعتدال الربيعي١ Spring Equinox عندما تصل الشمس إلى خط الاستواء أثناء هجرتها الظاهرية نحو الشمال، ويكون ذلك في ٢١ مارس بينما يحدث الاعتدال الخريفي Autumm Equinox عندما تصل الشمس إلى هذا الخط أثناء هجرتها الظاهرية نحو الجنوب. ويكون ذلك في ٢٢ أو ٢٣ سبتمبر.

١ Equi= متساوي و nox=ليل، والكلمة من أصل لاتيني ومعناها تساوي الليل والنهار.


اليوم النجمي Sidereal day واليوم الشمسي Solar day:
قبل أن ننهي كلامنا على تتابع الليل والنهار نتيجة لدوران الأرض حول نفسها يحسن أن نحدد هنا المقصود بتعبيرين فلكيين مشهورين هما "اليوم النجمي" "واليوم الشمسي"؛ فالمقصود باليوم النجمي هو المدة التي تنقضي بين ظهور نجم من النجوم في سمت الرأس في ليلتين متتاليتين، وهي تمثل الوقت الذي تستغرقه الكرة الأرضية في الدوران حول محورها مرة واحدة، ومقدارها ٢٣ ساعة و ٥٦ دقيقة و ٤ ثوان، أما اليوم الشمسي فهو المدة التي تنقضي بين ظهور الشمس في أعلى وضع لها "الزوال" في يومين متتاليين، وهو يبلغ ٢٤ ساعة، أي يزيد عن اليوم النجمي بمقدار ٣ دقائق و ٥٦ ثانية.
وعلى الرغم من أن اليوم النجمي هو الذي يبين المدة الحقيقية التي تستغرقها الأرض في إتمام دورة حول نفسها بالضبط؛ فإنه لا يهم إلا الفلكيين، أما


اليوم الشمسي فهو الذي يهمنا في كل الدراسات وكل مظاهر الحياة لأنه يمثل محصلة العلاقة الواقعة بين دوران الأرض حول نفسها وبين حركة الشمس الظاهرية. أما السبب في زيادة طول اليوم الشمسي بمقدار ٣ دقائق و ٥٦ ثانية عن اليوم النجمي فيرجع إلى أنه في الوقت الذي تدور فيه الأرض حول محورها فإن الشمس نفسها تكون سائرة في رحلتها الظاهرية عبر البروج. ولذلك فإن الأرض تحتاج إلى زيادة دورتها قليلا بقدر درجة واحدة لكي تلحق بها وتصل إلى نفس الموقع الذي كانت فيه تحتها مباشرة. والوقت الذي تستغرقه الأرض لإتمام هذه الزيادة هو ٣ دقائق و ٥٦ ثانية وبتكرار هذه العملية كل يوم فإن مجموع الزيادات التي تتجمع في سنة كاملة يكون معادلًا لدورة كاملة بالضبط من دوران الأرض حول نفسها. ومعنى ذلك أنه على الرغم من أن عدد أيام السنة كما نعرف هو ٤/١ ٣٦٥ يوم فإن عدد الدورات التي تتمها الأرض فعلا في هذه المدة هو ٤/١ ٣٦٦ دورة.


اختلاف الزمن:
إن التغير الذي نلاحظه على الوقت كلما سافرنا شرقًا أو غربًا هو أحد النتائج المهمة لدوران الأرض حول محورها من الغرب إلى الشرق بسرعة ثابتة أمام الشمس، ويتوقف معدل تغير الزمن على السرعة التي تدور بها الأرض حول محورها. ويمكن قياس هذه السرعة بالمسافات أو بالدرجات؛ فحسابها بالمسافات يكون على أساس قسمة طول دائرة العرض على ٢٤ ساعة؛ ولكن نظرًا لأن طول دوائر العرض يتناقص من خط الاستواء نحو القطب فإن المسافة التي تقطعها أي نقطة على الدائرة الاستوائية أثناء دوران الأرض حول نفسها من الغرب إلى الشرق تزيد عن المسافة التي تقطعها أي نقطة على أي دائرة عرضية أخرى في نفس الزمن، وتتناقص المسافة بالتدريج كلما اتجهنا نحو القطبين؛ فبينما تقطع أي نقطة على الدائرة الاستوائية مسافة ٤٠٠٧٧ كيلو مترا "١٥.٠٠٠ ميل وهو طول هذا الخط في ٢٤ ساعة أي بسرعة ١٦٧٠ كيلو مترا في الساعة فإن أي نقطة على دائرة عرض ٦٠ ْ، التي يبلغ طولها حوالي نصف طول الدائرة الاستوائية تكون


سرعتها ٨٤٠ كيلو مترًا تقريبًا في الساعة فقط؛ لأن هذه الدائرة ستكمل دورتها كذلك في نفس المدة أي في ٢٤ ساعة. أما عند القطب نفسه فإن السرعة تكاد تنعدم، ولو فرض أن شخصًا كان واقفًا في هذه النقطة لمدة ٢٤ ساعة فكل ما سيحدث له أنه سيدور حول نفسه دورة واحدة في هذه المدة.
أما حساب السرعة بالدرجات فيعتمد على أساس أن كل دائرة من دوائر العرض مقسمة إلى ٣٦٠ ْ طولية وأن كل دائرة منها تكمل دورة كاملة كل ٢٤ ساعة. ومعنى ذلك أن سرعتها تكون ٦٥ ْ في الساعة أو درجة في كل ٤ دقائق، وهي سرعة واحدة على كل دوائر العرض؛ ولذلك فإنها هي المستخدمة في تحديد الزمن وفي حساب الفروق الزمنية بين أي مكان والأماكن الموجودة في شرقه والأماكن الموجودة في غربه حتى ولو كانت واقعة في عروض مختلفة وذلك على أساس إضافة ساعة لكل ١٥ ْ طولية أو ٤ دقائق لكل درجة واحدة إن كنا متجهين نحو الشرق أو طرحها إن كان متجهين نحو الغرب.


التوقيت المحلي والتوقيت القياسي:
ولكل مكان على سطح الأرض توقيت محلي خاص به. ويحسب هذا التوقيت بالنسبة لتوقيت جرينتش بعد أن يضاف إليه أو يطرح منه الفرق الزمني المناسب لخط طول المكان شرق خط جرينتش أو غربه، ويحسب هذا التوقيت عادة على أساس الوقت الذي تكون فيه الشمس في أعلى وضع لها في السماء وهو وقت الظهر أو الزوال. ويكون هذا الوقت دائمًا واحدًا في كل الأماكن الواقعة على خط طول واحد، وهذا هو السبب في تسمية خطوط الطول باسم Meridians. فهذه الكلمة مأخوذة من أصل لاتيني هو Meridies ومعناها Mid- day أي الظهر أو الزوال.
ولا يستخدم التوقيت المحلي غالبًا إلا لتحديد مواقيت الصلاة ومواقيت الصيام والافطار في البلاد الإسلامية، وفيما عدا ذلك؛ فإنه من غير العملي أن تستخدم كل مدينة أو كل قرية في الدولة الواحدة توقيتها المحلي في شئون الحياة العامة لما يترتب على ذلك من اضطراب في تنسيق أعمال الدولة ومواصلاتها


الداخلية والخارجية، ولذلك فقد رؤي توحيد التوقيت في نطاقات متتابعة، أو في الدولة الواحدة. وأصبح هناك ما يعرف بالتوقيت "أو الزمن" القياسي Standard time. وبمقتضاه اتفق على تقسيم سطح الكرة الأرضية إلى نطاقات طولية يشغل كل منها ١٥ ْ طولية ابتداءً من خط جرينتش؛ بحيث يستخدم في كل نطاق منها توقيت موحد هو التوقيت الزوالي لأحد خطوط الطول التي تقطعه وصرف النظر عن الفروق المحلية بداخله. ومعنى ذلك أن الفرق الزمني بين أي نطاق والنطاق المجاور له هو ساعة واحدة١. ولكن على الرغم من أن هذا التوقيت القياسي هو المتفق عليه دوليًّا فإن كثيرًا من الدول لا تتقيد به لأهداف قومية أو لأسباب تتعلق بمساحتها أو موقعها، والمعتاد هو أن تختار الدولة خط طول عاصمتها أو إحدى مدنها الأخرى أو أحد مراصدها الكبرى أساسًا لتوقيتها الموحد. فمصر مثلًا تسير على توقيت خط طول مرصد حلوان قرب القاهرة، وفرنسا تسير على توقيت خط طول مرصد باريس، وبريطانيا تسير على جرينتيش، والهند على توقيت خط طول مرصد مدراس. وهكذا؛ إلا أن الدول ذات الامتداد الشاسع بين الشرق والغرب مثل الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة وكندا وجدت أن توقيتًا قياسيًّا واحدًا ليس كافيًا لها فقسمت نفسها إلى أكثر من نطاق زمني واحد؛ سواء على أساس النطاقات القياسية المتفق عليها "كل ١٥ ْ طولية" أو على أساس أي تقسيم جغرافي آخر. ففي الولايات المتحدة توجد أربعة نطاقات زمنية، لكل منها توقيته القياسي؛ ففي الشرق يستخدم توقيت خط طول ٧٥ ْ غربًا، وفي الوسط توقيت خط ٩٠ ْ غربًا، وفي إقليم الجبال توقيت خط ١٠٥ ْ، وفي الغرب توقيت خط ١٢٠ ْ. ويوجد في الاتحاد السوفيتي أكبر عدد من النطاقات الزمنية وهو أحد عشر نطاقًا، وتأتي بعدها كندا وبها ستة نطاقات، ويطبق مثل هذا التقسيم كذلك في المحيطات الواسعة، حيث يقوم البحارة

١ اتفق على تحديد الأوقات القياسية بهذه الطريقة في مؤتمر دولي عقد خصيصًا لبحث هذا الموضوع في واشنطن سنة ١٨٨٤.


والمسافرون بتعديل ساعاتهم باستمرار كلما انتقلت الباخرة من نطاق زمني إلى الناطق المجاور له، أي كل ١٥ ْ طولية "شكل ٢٣".
"شكل ٢٣" نطاقات الزمن


<span data-type="title" id=toc-55>خط التاريخ الدولي </span>International Date Line:
المقصود بهذا الخط هو خط الطول الذي يتغير عنده التاريخ؛ إما بتقديم يوم كامل أو تأخير يوم كامل عن التاريخ السابق لعبوره. وقد اتفق دوليًّا١على أن خط طول ١٨٠ ْ الذي يقطع المحيط الهادي من أقصى شماله إلى أقصى جنوبه هو أصلح خط لهذا الغرض؛ حيث إن الفرق الزمني بين توقيته وتوقيت خط جرينتيش يبلغ في مجموعه ٢٤ ساعة أي يومًا كاملًا؛ لأن توقيته يسبق توقيت جرينتيش بمقدار ١٢ ساعة لو حسبناه بالسير شرقا، ويتأخر عنه بمثلها لو حسبناه بالسير غربا؛ ولذلك فإن المسافرين عبر المحيط الهادي يضطرون لتغيير اليوم أو

١ تم هذا الاتفاق في مؤتمر واشنطن سنة ١٨٨٤.


لإبقائه كما هو عند عبورهم لهذا الخط على حسب اتجاهم عند عبوره؛ فإن كانوا متجهين نحو آسيا فإنهم يسقطون من حسابهم يومًا كاملًا فإذا كان وصولهم إلى هذا الخط يوم جمعة؛ فإنهم يسقطون يوم السبت وينتقلون مباشرة إلى يوم الأحد أما إن كانوا متجهين نحو أمريكا فإنهم يكررون في يوم الجمعة نفسه دون تغيير.
وقد كان عدم تنبه بحارة ماجلان الذين بقوا على قيد الحياة بعد رحلتهم حول العالم إلى هذه الحقيقة هو السبب في حيرتهم عندما وصلوا إلى برشلونة في أسبانيا؛ فقد فوجئوا بأن يوم وصولهم إلى إسبانيا كان يوم ٨ سبتمبر سنة ١٥٢٢ في حين أنهم كانوا يعتقدون بحسابهم أنه يوم ٧ سبتمبر. ولو أنهم تنبهوا إلى ضرورة تغيير التاريخ عند عبورهم لخط طول ١٨٠ ْ لما حدث هذا الاختلاف.
ولما كان خط ١٨٠ ْ يمر في بعض المناطق في وسط بعض الأراضي الجزر التي تتبع دولًا معينة؛ فقد وجد أنه من المصلحة إجراء بعض التعديلات المحلية على اتجاه خط التاريخ الدولي حتى يطبق في مثل هذه الجزر أو الأراضي نفس التاريخ المطبق في الدولة التي تتصل بها أو التي تكون قريبة منها؛ ولهذا السبب نجد أن هذا الخط يتقوس نحو الشرق في منطقة بوغاز بهرج لكي يكون التاريخ المطبق في الطرف الشرقي لسيبيريا هو نفس التاريخ المطبق في الجانب الآسيوي وإلى الجنوب من ذلك ينحرف الخط مرة أخرى نحو الغرب لكي يكون التاريخ في كل جزر ألوشيان هو نفس تاريخ الجانب الأمريكي. وإلى الجنوب من خط الاستواء يتزحزح الخط نحو الشرق بنحو ٧.٥ ْ طولية. لكي يكون التاريخ في مجموعات جزر فيجي وتونجا وغيرها من الجزر الموجودة في نفس المنطقة هو نفس التاريخ الموجود في نيوزيلنده "انظر شكل ٢٤".


"شكل ٢٤" خط التاريخ الدولي


١-٤-أصل الأرض.
تمهيد:
كان من موضوع "أصل الأرض" من أعقد الموضوعات التي واجهت المفكرين منذ أن بدأت النهضة الأوربية في القرن الخامس عشر.
وعلى الرغم من التقدم العلمي الحديث وكثرة ما كتب في هذا الموضوع فإنه ما زال، وسيظل دائمًا، يتحدى الفكر البشري. وقد ظهرت خلال القرون الثلاثة الأخيرة آراء ونظريات عديدة حاولت الوصول إلى تفسير معقول للطريقة التي نشأ بها النظام الشمسي عمومًا، وكوكب الأرض بصفة خاصة. وعلى الرغم من أن بعض النظريات قد استندت إلى بعض الحقائق العلمية الحديثة؛ فإن كل النظريات دون استثناء قد عجزت عن تفسير بعض الحقائق المهمة الخاصة بالنظام الشمسي، ولم تظهر حتى الآن نظرية يمكنها أن تدعى بأنها نجحت في إعطاء التفسير المقنع لكل المظاهر المعروفة عن هذا النظام، والواقع أن أي نظرية من النظريات لا بد أن تنهار لو أنها تعارضت مع أية حقيقة من الحقائق الثابتة؛ مهما كانت الأسس العلمية التي استندت إليها هذه النظرية ومن أمثلة الحقائق المهمة التي يجب على أية نظرية أن تكون قادرة على تفسيرها ما يأتي:
١- دوران كل الكواكب السيارة حول الشمس في اتجاه واحد، ودورانها حول نفسها في اتجاه واحد كذلك.
٢- وجود الكواكب كلها في مستوى واحد.
٣- دوران أحد أقمار المشترِي وأحد أقمار زحل في اتجاه مضاد لاتجاه دوران بقية الأقمار.
٤- تقاطع فلك نبتون مع فلك بلوتو، على الرغم من أن أفلاك بقية الكواكب متوازية.


٥- كون المسافات التي تفصل بين الكواكب تتبع متوالية حسابية تقريبًا؛ بحيث تكون المسافة بين أي كوكب وجاره الأبعد منه عن الشمس ضعف المسافة بينه وبين جاره الأقرب إليها.
٦- البطء الشديد لدوران الشمس حول نفسها، بعكس دوران الكوكب حول نفسه، على الرغم من أن أغلب النظريات توحى بأن هذا الدوران كان يجب أن يكون أسرع من ذلك بكثير.


نظريات تفسير نشأة المجموعة الشمسية ونشأة الأرض
مدخل
...
نظريات تفسير نشأة المجموعة الشمسية ونشأة الأرض:
لن نتمكن هنا من ذكر كل النظريات التي وردت في هذا الموضوع، وسنكتفي بعرض مختصر لأهم النظريات وأشهرها. وسنقسمها على أساس الافتراضات الرئيسية التي بنيت عليها إلى مجموعتين هما:
أولًا: نظريات تفترض أن الشمس نشأت من جزئيات صلبة أو غازية كانت تسبح منذ الأزل بكثرة هائلة في الفضاء، وتجمعت بشكل سحب ضخمة من نوع السدم، ثم انفصلت الكواكب عنها في مرحلة تالية. وسنطلق على هذه النظريات تعبير "نظريات الجزئيات الكونية" والسدم ومن أشهرها:
١- نظرية الفيلسوف الألماني كانت Imanuel Kant سنة ١٧٥٥.
٢- نظرية العالم الفرنسي لابلاس Laplace سنة ١٧٩٦،وهي التي اشتهرت باسم النظرية السديمية.
٣- النظرية الحديثة التي اقترحها الباحث الأمريكي ويبل L. W hipple سنة ١٩٤٨ وأطلق عليها اسم نظرية سحابة الغبار.
ثانيًا: نظريات تفترض أن الشمس كانت موجودة منذ الأزل ثم انفصلت عنها الكواكب بطريقة أو بأخرى، ومن أهمها النظريات التي تفترض "مع اختلاف التفاصيل" أن انفصال الكواكب قد حدث نتيجة لحدوث مد شديد في سطح الشمس بسبب جاذبية نجم آخر أضخم منها أثناء مروره على مقربة منها.


وسنطلق على هذه النظريات عمومًا اسم "نظريات المد الغازي" أو "المد النجمي"، ومن أشهرها النظريات الآتية:
١- نظرية الكويكبات Planitesimal Hypothesis، التي اقترحها العالمان الأمريكيان تشمبرلين Chamberlain ومولتون Moulton سنة ١٩٠٥.
٢- النظرية التي أوردها العالمان البريطانيان جينز وجيفريز Jeans & Jeffreys، وهي في الواقع عبارة عن تعديل لنظرية الكويكبات بقصد تجنب بعض الانتقادات التي وجهت إليها.


أولاً: نظرية الجزيئات الكونية والسدم.
١- نظرية كانت:
يقول كانت: إن المجموعة الشمسية نشأت في الأصل من جزيئات صلبة كانت تسبح منذ الأزل في الفضاء بكميات مهولة، وكانت الجزيئات في حركة مستمرة؛ مما أدى إلى كثرة تصادمها وتزايد حرارتها حتى تحولت بالتدريج إلى كتلة ملتهبة، ثم أخذت هذه الكتلة تنكمش ويصغر حجمها بقوة الجاذبية، كما بدأت في نفس الوقت تأخذ حركة دورانية حول نفسها. وكانت سرعة دورانها صغيرة في أول الأمر؛ ولكنها أخذت في التزايد بسبب استمرار تناقص حجمها حتى أصبحت هذه الكتلة خاضعة لقوتين متعارضتين، الأولى هي قوة جاذبيتها والثانية هي قوة الطرد التي نشأت من دورانها حول نفسها. وقد أخذت قوة الطرد في التزايد تبعًا لتزايد سرعة الدوران مما أدى إلى انبعاج الحزام الأوسط الخارجي للكتلة، وكان هذا الانبعاج شديدًا لدرجة أدت إلى انفصال حلقات متتالية منه واندفاعها بعيدًا عن الكتلة الأصلية، ووصلت كل حلقة منها إلى البعد الذي تتساوى عنده قوة الطرد التي أبعدتها مع قوة جذب الكتلة لها، وبهذه الطريقة توزعت الحلقات حول هذه الكتلة وبدأت تدور حول نفسها، وقد أدى دورانها حول نفسها إلى اندماجها وتكورها فتكونت منها الكواكب، وقد ساعدها على ذلك أنها لم تكن


قد تصلبت بعد بل كانت لا تزال في حالة شبه غازيّة، وقبل أن يتم تصلبها انفصلت عنها بنفس الطريقة حلقات صغيرة تكونت منها الأقمار.
ولكن هذه النظرية واجهت اعتراضات كثيرة أهمها:
١- أنها تتعارض مع الحقيقة المعروفة عن البطء الشديد لدوران الشمس حول نفسها؛ فلو سلمنا بأن سرعة دوران الكتلة الأصلية حول نفسها كانت تتزايد باستمرار بسبب تناقص حجمها "نتيجة لاندماجها وانفصال الكواكب عنها"؛ فقد كان المفروض أن تكون السرعة الحالية لدوران الشمس حول نفسها كبيرة جدًّا، وهذا مخالف للواقع.
٢- أنها لا تعطي تفسيرًا معقولًا لتولد الحركة الدورانية في الكتلة السديمة؛ إذ لا يعقل أن تكون عمليتي التصادم والتجاذب بين جزيئات المادة الكونية هي السبب في تولد هذه الحركة.
٢- نظرية لابلاس "السديمية" Nebular Hypothesis:
ليست هذه النظرية في الواقع إلا تطويرًا لنظرية "كانت". وأهم فارق بينهما أن لابلاس لا يجد داعيًا للافتراض بأن المادة الأزلية الأولى كانت عبارة عن جزيئات صلبة باردة ثم تحولت إلى سديم ملتهب؛ وإنما يفترض أنها كانت منذ البداية سديمًا ضخمًا يدور حول نفسه، وبهذا الافتراض تجنب لابلاس أحد الانتقادات التي وجهت إلى تفسير "كانت" لتكوين السديم واكتسابه للحركة الدورانية حول نفسه، ومع ذلك فإن نظرية لابلاس واجهت نفس النقد الذي واجهته نظرية كانت بخصوص عجزها عن تفسير بطء الحركة الدورانية للشمس حول نفسها. فلو فرضنا صحة ما افترضه لابلاس من أن السديم الأزلي كان يدور حول نفسه منذ البداية فلا بد أن سرعة دورانه كانت ستزداد باستمرار نتيجة لتناقص حجمه، وبناء على ذلك فقد كان المفروض أن تكون سرعة دوران الكتلة التي بقيت بعد انفصال الكواكب والتي كونت الشمس كبيرة، وهذا مخالف للحقيقة.


٣- نظرية سحابة الغبار Dust- Cloud Hypothesis:
وهي من أحدث النظريات التي وردت في تفسير نشأة المجموعة الشمسية وقد اقترحها الباحث الأمريكي ويبل Whipple في سنة ١٩١٨ "١" وهي من أساسها امتداد لنظرية الجزيئات الكونية التي جاء بها كانت وللنظرية السديمية التي جاء لابلاس؛ ولكنها تتميز عنهما بأن صاحبها حاول أن يدعمها ببعض نتائج البحث العلمي الحديث، وهو ما لم يكن متوفرًا لكل من كانت ولابلاس.
والحقيقة العلمية التي بنى ويبل عليها نظريته هي أن الفضاء الكوني ليس فارغًا تمامًا كما كان يظن من قبل؛ ولكنه يحتوي على كميات من غبار ميكروسكوبي مبعثر على مسافات متباعدة جدًّا لدرجة يبدو معها الفضاء وكأنه فارغ تمامًا، ولكن بالنظر إلى ضخامة هذا الفضاء بصورة لا يتصورها العقل فإن الغبار المبعثر فيه يكفي لبناء ملايين النجوم؛ حتى أنه ليقدر مثلًا أن الغبار المبعثر في سكة التبانه وحدها يكفي لبناء مائة ألف مليون نجم في حجم الشمس. وجزيئات هذا الغبار متناهية في الدقة، ولا يزيد قطر الواحدة منها عن ١/٥٠.٠٠٠ من البورصة، ومع ذلك فقد تبين من تحليل بعضها أنها مكونة من معظم العناصر المعروفة لنا، ومنها الأيدروجين والهيليوم والأكسوجين والنيتروجين والكربون وغيرها، كما تبين أنها تتجمع أحيانًا ببطء شديد تحت ظروف خاصة فتتكون منها في بعض المواضع سحب ضخمة جدًّا، وأصلح الأماكن لتجميعها بهذا الشكل هي الأماكن التي يضعف فيها ضوء النجوم؛ لأن الضغط الضوئي يستطيع "على الرغم من ضآلته المتناهية" أن يحرك الغبار الميكروسكوبي بعيدًا عن مصدر الضوء.

١ Freed LWhipple, The Dust Cloud Hypothesis, in Scientific Amenrican Incorporation May ١٩٨٤


وعلى أساس هذا الرأي فإن جزيئات الغبار الكوني تميل للتجمع ببطء شديد حيثما يضعف الضوء، وتتكون منها في البداية سحب صغيرة، ولكن هذه السحب لا تلبث أن تنمو بسرعة لأن ظلها يساعد على تجمع الغبار حولها؛ فإذا لم يطرأ على هذه السحب أي طارئ يشتت غبارها كأن يمر بوسطها نجم ضوؤه بالغ الشدة فإنها تستمر في النمو ويتزايد حجمها كما تتزايد في نفس الوقت درجة كثافتها وجاذبيتها حتى تصل إلى درجة يصبح معها ضغط الضوء عاجزًا عن تشتيتها، ويرى ويبل أن السحابة التي تصل إلى هذه الحالة يكون غبارها كافيًا لبناء نجم في حجم الشمس وتكون منتشرة في منطقة قدرها حوالى ٩٠٠٠ مليون كيلو متر "وهو ما يعادل البعد بين الأرض والشمس ٦٠ ألف مرة". وفي هذه الحالة يبدأ ترسيب غبار السحابة نحو مركزها بقوة جاذبيتها، وتكون عملية الترسيب بطيئة في أول الأمر ولكنها تتزايد تدريجيًّا كلما انكمشت السحابة واندمجت جزيئاتها؛ حيث أن الاندماج يؤدي إلى تزايد مستمر في درجة حرارتها حتى تتحول بمرور السنين إلى نجم ملتهب. وهذه هي الطريقة التي تكونت بها الشمس. وقد حافظت الشمس على حرارتها نتيجة للتفاعلات الذرية القوية التي أخذت تتولد في باطنها بسبب حرارته البالغة الشدة.
أما عن دوران الشمس حول نفسها وبطء هذا الدوران فيفسرهما ويبل بأن هذا الدوران لم يبدأ إلا في المراحل النهائية لتكوين الشمس؛ ففي المراحل الأولى لعمليات الترسيب نشأت في السحابة تيارات كثيرة متعارضة لم تساعد على تكوين أي حركة دورانية، ولكن هذه التيارات أخذت تتناقص فاختفت معظم التيارات المتعارضة ولم يبق منها إلا تيارات رئيسية متجهة نحو المركز، وهذه التيارات هي التي ساعدت على بدء الحركة الدورانية البطيئة.
ويرى ويبل أن الكواكب السيارة قد نشأت من نفس سحابة الغبار التي نشأت منها الشمس وذلك في المراحل الأولى لعمليات الترسيب. ففي هذه المراحل انسلخت من هذه السحابة سحابات صغيرة، وكانت هذه السحابات منتشرة على طول التيار الرئيسي في السحابة الكبرى، فكان لذلك مرتبة على


صف واحد تقريبًا، وقد أخذت كل سحابة منها تنمو باجتذاب غبار جديد إليها، كما بدأت كل منها تكتسب حركة دورانية حول نفسها وحول مركز السحابة الكبرى "بتأثير دورانها حول نفسها"، وكانت سرعة دوران كل منها متناسبة مع حجمها ومع مدى تأثرها بتيارات هذه السحابة. وقد تخلفت السحابات الصغيرة في أماكنها بعد أن انحصرت عنها السحابة الكبرى نتيجة لانكماشها السريع، وعندما كانت هذه السحابة تنحصر عن إحدى السحابات الصغيرة كانت الأخيرة تبدأ في التحول إلى كوكب مستقل، والمفروض بناء على هذا، أن يكون الكوكب بلوتو، وهو أبعد الكواكب عن الشمس، وهو أول الكواكب ظهورًا ثم جاءت بعده الكواكب الأقرب فالأقرب وهكذا.
وكما أن تزايد سرعة الترسيب والانكماش في السحابة الكبرى هو المسئول عن اشتداد حرارتها والتهابها فإن نفس هاتين العمليتين قد نتج عنهما التهاب الكواكب، ومع ذلك فقد كانت حرارتها أقل بكثير من حرارة السحابة الأصلية، ولهذا فلم تحدث بها تفاعلات ذرية تؤدي إلى تجدد التهابها واستمرار انصهارها، كما حدث في السحابة الأصلية؛ فأخذ سطحها يبرد بالتدريج وتحولت إلى أجسام معتمة بينما بقي باطن بعضها محتفظًا بحرارته.
وعلى أساس هذه النظرية فإن ويبل يرى أن العمليات التي أدت إلى تكوين المجموعة الشمسية ما زالت مستمرة حتى الآن لتكوين نظم نجمية جديدة في الكون، كما يعتقد أن هذه النظرية يمكنها أن تفسر كثيرًا من الحقائق المعروفة عن المجموعة الشمسية مثل بطء دوران الشمس حول نفسها وتوزيع الكواكب حولها في مستوى واحد.


نظريات المد الغازي:
من الواضح أن البحث عن أصل المجموعة الشمسية كلها أمر بالغ التعقيد؛ ولذلك فإن بعض الباحثين رأوا أن يختصروا المشكلة وأن يفترضوا أن الشمس نفسها كانت موجودة منذ الأزل وأن يحاولوا تفسير كيفية انفصال الكواكب السيارة عنها وأشهر النظريات التي وردت في هذا المجال النظرية التي اقترحها


العالمان الأمريكيان "تشمبرلين ومولتون"، والتي اشتهرت باسم نظرية الكويكبات وملخصها كما يلي:


نظرية الكويكبات:
يقول صاحبا هذه النظرية وهما تشمبرلين ومولتون: إن الكواكب السيارة نشأت من أجزاء من سطح الشمس كانت قد تمددت وانبعجت عندما مر بالقرب منها نجم آخر أكبر منها؛ فقد أدت قوة جاذبية هذا النجم إلى حدوث مد في سطح الشمس المقابل له، وحدثت في نفس الوقت انفجارات عنيفة في سطح الشمس بسبب التفاعلات التي تحدث بداخلها، وقد أدت قوة الجاذبية النجمية مع قوة الطرد الناجمة عن الانفجارات المذكورة إلى انفصال الأجزاء الممتدة عن الشمس؛ ولكنها ظلت مع ذلك متأثرة بجاذبيتها أما النجم الآخر فقد كان تأثيره آخذًا في التناقص بسبب ابتعاده، ومع ذلك فقد ظلت جاذبيته تؤثر بعض الوقت تأثيرًا محدودًا في الأجزاء التي انفصلت عن الشمس، وهذا التأثير هو الذي أعطي للأجزاء المنفصلة حركة دورانية حول الشمس وحول نفسها. ولم تكن هذه الأجزاء قد تصلبت بعد؛ ولذلك فإنها تفككت أثناء دورانها وتحولت إلى أجزاء صغيرة بدأ كل منها يتصلب بعيدًا عن الآخر، وتكونت منها كويكبات عديدة إلا أن الكوكيبات الكبيرة استطاعت بقوة جاذبيتها أن تجمع حولها بالتدريج الكوكيبات الأصغر إلى أن تكونت منها في النهاية الكواكب السيارة المعروفة ومنها الأرض.
وكما هو الحال بالنسبة لباقي النظريات التي تعرضت لبحث هذا الموضوع؛ فقد تعرضت هذه النظرية لانتقادات كثيرة؛ لأنها عجزت عن تفسير بعض الحقائق المهمة، مثل وجود الكواكب السيارة كلها في مستوى واحد، وتناسب الأبعاد التي تفصلها عن بعضها وعن الشمس. كما عجزت عن تفسير تزايد كثافة المواد التي تتكون منها الأرض كلما تعمقنا نحو مركزها؛ فلو أنها نشأت كما تقول النظرية مع تجمع الكويكبات الصغيرة حول أحد الكويكبات الكبيرة فإنها لن تتمكن من إعطاء تفسير مقنع لترتيب المواد التي يتكون منها كوكب مثل الأرض الذي تتزايد كثافة مواده بوضوح كلما تعمقنا نحو مركزه


نظرية جيمس جيتر وهارولد جيفريز
...
نظرية جيمس جيتر H. Jeffreys:
هذه النظرية ليست في الواقع إلا تعديلًا لنظرية الكويكبات؛ ففي سنة ١٩٢٩ حاول هذان العالمان البريطانيان أن يتجنبا بعض أوجه النقص في هذه النظرية؛ فقالا: إنه ليس هناك داع للافتراض بأن الأجزاء التي انفصلت عن الشمس كانت صغيرة في أول الأمر وأنها كانت قد بردت قبل أن تتجمع لتكون الكواكب، وافترضنا بدلًا من ذلك أن يكون قد انفصل عن الشمس لسان طويل يصل إلى البعد الذي يدور فيه فلك أبعد الكواكب عنها وهو نبتون، وقد كان هذا اللسان سميكًا في الوسط ويتناقص سمكه نحو الطرفين؛ فلما تقطع بعد ذلك وتكونت منه الكواكب كان من الطبيعي أن يكون أكبر الكواكب في الوسط وأن تتوزع حوله الكواكب الأصغر بالترتيب تقريبًا، وهذا يتفق إلى حد كبير مع ما هو معروف عن توزيع الكواكب السيارة حول الشمس "شكل ٢٥".
وعلى الرغم من أن هذا التعليل يمكن أن يفسر عددًا من المظاهر العامة للمجموعة الشمسية ومنها توزيع الكواكب السيارة حول الشمس على حسب أحجامها فإنه ظل عاجزًا عن تفسير بعض الحقائق الأخرى المعروفة، ومن أهمها البطء الشديد لدوران الشمس حول نفسها ثم الاختلاف الكبير بين تركيب الشمس وتركيب معظم الكواكب؛ فالشمس مكونة عمومًا من عناصر غازية خفيفة مثل الأيدروجين والهيليوم؛ بينما تتركب الأرض ومعظم الكواكب الأخرى من مواد معدنية مثل الحديد والألومنيوم، ولذلك فقد تعرض رأي جينز وجيفريز لكثير من النقد، وظهرت غيره آراء أخرى ما زالت هي أيضًا محلًا للنقد والجدل.


شكل "٢٥" تصور تقريبي للسان الذي افترض جينز وجيفريز أنه انفصل عن الشمس، وعلاقة ذلك بتوزيع الكواكب حسب أحجامها.


٢ مقدمة في الفيزيوغرافيا.
٢-١-عمر الكرة الأرضية وتركيبها.
عمر الكرة الأرضية:
على الرغم من أن مشكلة تحديد الطريقة التي نشأت بها الأرض مازالت شديدة التعقيد؛ فإن مشكلة تحديد عمر الأرض ربما تكون أقل تعقيدًا منها بكثير. وذلك لأن الأساليب الحديثة المستخدمة في تحديد عمر المواد القديمة قد ساعد على تحديد عمر أقدم صخور القشرة الأرضية، ولو بصورة تقريبية، ومن أهم الأساليب التي استخدمت لهذا الغرض أسلوب التحليل الراديومي، وعلى أساس الأبحاث التي أجريت حتى الآن يقدر الجيولوجيون أن عمر أقدم صخور القشرة الأرضية يبلغ حوالي ثلاثة آلاف مليون سنة. ومما لا شك فيه أن التطورات التي مرت بها الكرة الأرضية نفسها قبل أن تتكون هذه الصخور قد استغرقت بضعة ملايين أخرى من السنين. وعلى هذا الأساس؛ فإن بعض الكتاب يقدرون المدة التي انقضت منذ أن بدأت المرحلة الأولى لتكوين الأرض حتى الآن بنحو ١٢ ألف مليون سنة١.
وقد أظهرت الأبحاث التي أجريت على أقدم صخور القشرة، "أي الصخور التي يبلغ عمرها ثلاثة آلاف مليون سنة" أن بعض هذه الصخور من نوع الصخور الرسوبية وأن بعضها يحتوي على رواسب حصوية وعلى ظاهرات أخرى تدل على أنها رواسب مائية٢.
وفي هذا دليل على أن مياه البحار كانت موجودة منذ ذلك الوقت على سطح الأرض؛ أي أن البحار كانت هى الأخرى معاصرة لتكون أقدم الصخور.

١ Fred L. Whipple, - The Origin of the Earth- an Article in- The World of Geology-ed. by L.Don Leet ١٩٦١, Mc Graw-Hill, p. ٢١
٢ M.Gross,-Oceanography-١٩٦١,p.٨., Merril. Physical Series. Colombus Ohio


عمر الحياة على الأرض:
على الرغم من أن صخور القشرة الأرضية ومياه المحيطات كانت قد وجدت بالفعل منذ حوالي ثلاثة آلاف مليون سنة، كما سبق أن ذكرنا؛ فإن الحياة لم تبدأ إلا بعد ذلك بمئات الملايين من السنين، ولكن ليس من السهل تحديد زمن ظهورها لأول مرة في أبسط صورها؛ وذلك لعدم وجود أي حفريات يمكن أن تساعد على تحديد هذا الزمن. وترجع أقدم الأدلة الحفرية التي تم العثور عليها في الصخور القديمة إلى حوالي ٥٠٠ مليون نسمة؛ فمنذ ذلك الوقت ظهرت الكائنات ذات الخلية الواحدة وهي الأميبا، وليست هذه الكائنات بالتأكيد هي بداية الحياة لأنها تعتبر كائنات متطورة جدًّا بالنسبة لكائنات أخرى ظهرت وتطورت قبل ذلك خلال مئات الملايين من السنين حتى وصلت إلى الأميبا. وكانت هذه الكائنات الحية عبارة عن فيروسات Viruses ويعتبر التطور الذي تم في الفيروسات إلى الأميبا تطورًا ضخمًا جدًّا وغاية في التعقيد؛ فعلى الرغم من أن الأميبا ذات خلية واحدة إلا أنها تمثل في الواقع كائنًا حيوانيًّا متكاملًا، وأنها تمثل ذلك كذلك الوحدة الأصلية التي تطورت منها كل الكائنات الحيوانية حتى وصلت إلى أرقى الدرجات المعروفة في الوقت الحاضر. وبنفس الطريقة جاء تطور الحياة النباتية على الأرض؛ فعلى الرغم من أن الفطريات Algae هي أقدم الكائنات الحية النباتية المعروفة وأبسطها فلا بد أنها تطورت خلال عشرات الملايين من السنين قبل ظهورها من كائنات نباتية أخرى أبسط منها.


وبغض النظر عن الكائنات الحية الحيوانية والنباتية التي سبقت ظهور الأميبا والفطريات، والتي لا يعرف عنها شيء يستحق الذكر لعدم وجود حفريات تدل عليها؛ فإن تطور الحياة بعد ذلك قد مر في أدوار طويلة جدًّا استغرقت في مجموعها الخمسمائة مليون سنة الأخيرة من تاريخ الكرة الأرضية، وقد قسم الجيولوجيون هذه المدة إلى أزمنة أو أحقاب طويلة Eras وقسموا كل زمن منها إلى عصور Ages أقصر نسبيًّا. ويمثل كل زمن وكل عصر من هذه الأزمنة والعصور مرحلة خاصة من مراحل التطور التي مر بها سطح الأرض سواء في أشكاله التضاريسية أو مظاهره المناخية والحيوية "جدول٢". ويلاحظ أن طول الأزمنة والعصور يتناقص كلما تقدم الزمن، ويرجع ذلك إلى تزايد التعقيد في مظاهر الحياة وزيادة الأدلة على تطورها مما يسمح بتكوين صورة عنها أكثر تفصيلًا من الصور التي يمكن تكوينها عن الأزمنة والعصور الأقدم، وكلما توغلنا في القدم تناقصت الأدلة التي تدلنا على تطور الحياة إلا بشكل عام. وفضلًا عن ذلك فإن التطورات التي حدثت في العصور الجيولوجية الأحدث هي التي تظهر آثارها واضحة المظاهر الحالية لسطح الأرض وما عليه من مظاهر حيوية مختلفة من أهمها ظهور النوع البشري.


تركيب الكرة الأرضية
مدخل
...
تركيب الكرة الأرضية:
من المعروف أن الكرة الأرضية ليست كاملة الاستدارة؛ ولكنها مفلطحة قليلًا عند القطبين ومنعجة قليلًا عند خط الاستواء، ولهذا السبب فإن طول قطرها الموصل بين القطبين ينقص بنحو ٤٣ كيلو مترًا "٢٦.٧" ميل عن طول قطرها الاستوائي، كما أن محيطها المار بهما ينقص بنحو ٧٧ كيلو مترًا، ٤٢ ميلًا عن محيطها الاستوائي، وهذه الأطوال هي:
القطر الاستوائي ١٢.٧٥٧ كيلو مترًا "٧٩٢٦.٧ ميل"
القطر الواصل بين القطبين ١٢.٧١٤ كيلو مترًا "٧٩٠٠ ميل"
المحيط الاستوائي ٤٠.٠٧٧ كيلو مترًا "٢٤٩٠٢ ميل"
المحيط المار بالقطبين ٤٠.٠٠٠ كيلو مترًا "٢٤٨٦٠ ميل"


والذي يهمنا في موضوع الجغرافيا الطبيعية للأرض بصفة خاصة هو أغلفتها الطبيعية الظاهرية التي ترتبط ارتباطًا مباشرًا، ولو بدرجات متباينة بكل المظاهر الطبيعية والحيوية والبشرية على سطحها. وهذه الأغلفة هي:


١-<span data-type="title" id=toc-70> الغلاف الصخري-الليذوسفير </span>Lithosphere:
ويشمل كل النطاق الصخري الذي يغطي الباطن، وهو غلاف غير محدود تمامًا؛ ولكنه يتفق عمومًا مع ما يسمى بقشرة الأرض. "كلمة ليذوس أصلها يوناني قديم ومعناها صخر". ويبلغ سمكه حوالي ٤٠ كيلو مترًا. وهو يرتكز على الباطن الذي يعرف باسم الباريسفير.


٢-<span data-type="title" id=toc-71> الغلاف المائي الهيدروسفير </span>Hydrosphere:
ويشمل كل المياه المالحة والعذبة التي توجد على سطح الأرض أو في صخورها أو في هوائها. وأعظمها على الإطلاق هي مياه البحار والمحيطات التي تغطي حوالي ٧١% من السطح الكلي للكرة الأرضية.


٣-<span data-type="title" id=toc-72> الغلاف الجوي </span>Atmosphere:
وهو الغلاف الغازي الذي يحيط بالكرة الأرضية إحاطة تامة، ويتراوح سمكه بين ٢٠٠ و ٣٠٠ كيلو متر من سطح البحر.


٤-<span data-type="title" id=toc-73> الغلاف الحيوي </span>Biosphere:
ويشمل كل أنواع الحياة في العالم من أدناها إلى أرقاها، سواء منها ما يعيش في البر أو البحر أو الجو، وسواء منها ما هو نباتي أو ما هو حيواني.
وباستثناء الغلاف الصخري الليذوسفير والباطن "الباريسفير" اللذان يوجدان كذلك في بعض الكواكب السيارة الأخرى، وخصوصًا الكواكب الصغيرة القريبة من الأرض، وهي عطارد والزهرة والمريخ؛ فإن الأرض تنفرد من بين كل الأجرام السماوية المعروفة بغلافها المائي وغلافها الجوي اللذين تسببا بدورهما في تكوين ما يميزها من غلاف حيوي وغني ومتنوع.


<span data-type="title" id=toc-74>باطن الأرض أو الباريسفير </span>١ Barysphere:
يشمل هذا الباطن كل ما يقع تحت القشرة الأرضية. وما زالت معلوماتنا قليلة نسبيًّا، وتقل هذه المعلومات كلما زاد تعمقنا نحو المركز. وكل المعلومات المتوفرة عن الباطن تقريبًا مبنية على الاستدلال والاستنتاج المبنيين على دراسة الموجات الزلزالية والنشاط البركاني وقوانين الجاذبية، أما المعلومات المبنية على القياس والملاحظة فتنحصر في قشرة الأرض أو الليذوسفير، وأهم الموضوعات التي تهمنا في دراسة باطن الأرض هى:
١- درجة حرارته.
٢- درجة سيولته أو صلابته.
أما عن الحرارة فمن الثابت أنها تتزايد كلما تعمقنا من السطح نحو المركز، وقد دلت الملاحظات التي أخذت أثناء عمليات آبار البترول على أن المعدل التقريبي لهذا التزايد هو ٣٢ ْ مئوية كلما زاد العمق بنحو كيلو متر واحد. ولكن ليس من المعروف إن كان هذا المعدل يستمر باطراد كلما زاد العمق أم أنه يتغير من نطاق إلى آخر كلما توغلنا نحو المركز، ومع ذلك فمن المؤكد أن تزايد العمق يؤدي إلى تزايد الضغط الواقع على مواد الباطن، وأن تزايد الضغط يتبعه بالضرورة ارتفاع في معدل تزايد الحرارة. ويقدر بعض الباحثين أن درجة الحرارة عند المركز نفسه تبلغ حوالى ٤٠٠٠ ْ مئوية. وتعتبر شدة حرارة اللافا المنصهرة التي تخرج إلى السطح أثناء الثورانات البركانية دليلًا قويًّا على شدة الحرارة الباطنية حتى في النطاق الذي تحت القشرة المباشرة، وهو النطاق الذي تخرج منه معظم المواد المنصهرة.
وعلى الرغم من برودة سطح الأرض؛ فليس هناك دليل على حدوث أي تناقص في حرارة باطنها بمرور الزمن، إذ أن هناك عاملين رئيسيين يساعدان هذا الباطن على الاحتفاظ بحرارته وهما:
١- تزايد الضغط الواقع عليه كلما اتجهنا نحو المركز، ويقدر الباحثون أن الضغط الذي يقع على هذا المركز يعادل ضغط

١ يطلق على هذا الباطن كذلك اسم البذيسفير Bathys Phere أو السنتروسفير Centrosphere أي النطاق المركزي.


الغلاف الجوي على سطح أربعة ملايين مرة.
"٢" احتوائه على بعض المواد المعدنية ذات الإشعاعات الذرية، وهي إشعاعات تكفي لتوليد طاقة حرارية هائلة.
أما موضوع سيولة الباطن أو صلابته؛ فعلى الرغم من أن اللافا التي تلفظها البراكين تكون منصهرة؛ فإن معظم الباحثين يميلون إلى الاعتقاد بأن مواد الباطن في جملتها شديدة الصلابة. ولئن كانت هذه المواد سائلة أو رخوة في بعض النطاقات فإن هذه النطاقات محدودة جدًّا؛ لأنه على الرغم من أن درجة حرارة الباطن تزيد كثيرًا عن الدرجات المعروفة لصهر جميع المعادن "وهي على سطح الأرض"؛ فإن وجود هذه المعادن تحت ضغط شديد جدًّا في الباطن يترتب عليه ارتفاع درجات انصهارها وبقائها صلبة في درجات أعلى بكثير من درجات انصهارها العادية؛ فإذا ما خف الضغط الواقع عليها لأي سبب من الأسباب مثل انكسار الطبقات التي فوقها أو انثنائها فإنها سرعان ما تنصهر وتندفع إلى السطح وهي في هذه الحالة، إذا وجدت طريقًا للخارج كما يحدث عند ثوران البراكين.


نطاقات الكرة من مركزها حتى سطحها
مدخل
...
نطاقات الكرة من مركزها حتى سطحها:
على أساس المعلومات المتوفرة حتى الآن، وأهمها المعلومات المستقاة من دراسة الموجات الزلزالية، ينقسم جسم الكرة الأرضية إلى النطاقات الآتية:


١-<span data-type="title" id=toc-77> النواة </span>Core:
وهي كتلة مركزية قطرها حوالي ٣١٠٠ كيلو متر، وتتكون من مواد معدنية أهمها النيكل والحديد؛ ولذلك تشتهر باسم نيف Neif وهي كلمة مكونة من جزئين يمثل كل منهما الحرفين الأولين من كلمتي Nickle "نيكل" و Ferrum "حديد"، وتترواح درجة حرارتها بين ٣٠٠٠و ٤٠٠٠ ْ مئوية. وهي تنقسم إلى نطاقين أحدهما داخلي شديد الصلابة ويعرف اسم النواة الداخلية Inner والثاني خارجي أو مائل للسيولة، ويعرف باسم النواة الخارجية Outer Core


٢-<span data-type="title" id=toc-78> غطاء النواة </span>Mantle:
وهو أسمك طبقات الكرة، ويتكون من صخور قاعدية بالتية عظيمة الكثافة وشديدة الصلابة.


٣-<span data-type="title" id=toc-79> القشرة </span>Crust:
وهي الغطاء الصخري الخارجي، وهو غطاء رقيق لا يزيد سمكه على ٤٠ كيلو متر، وقد يقل في بعض المواضع، مثل قيعان المحيطات العميقة، عن عشرة كيلو مترات وهي تتكون من طبقتين السفلى منهما مكونة من صخور أغلبها بازلتية تتراوح كثافتها بين ٣ و ٣.٥. ومن أهم العناصر التي تدخل في تركيبها السليكا Silica والماغنسيوم Magnesium، وتشتهر باسم السيعا Sima "وهي كلمة مكونة من الحرفين الأولين في كلمتى سيليكا وماغنسيوم"، أما الطبقة العليا فتتكون من مواد جرانيتية تتراوح كثافتها بين ٢.٥ و ٣. وأهم العناصر التي تدخل في تركيبها السيليكا والألومنيوم، وتشتهر باسم السايال Sial "هي كلمة مكونة من الحرفين الأولين في كلمتي سيليكا وألومونيوم".
شكل "٢٦" بطاقات الكرة الأرضية من مركزها إلى سطحها


ويطلق اسم "الموهو أو سطح انفصال موهو Moho Surface Discontinuity" على السطح الذي تلتقي عنده القشرة بغطاء النواة "وهو لا يعتبر طبقة من الطبقات". وترجع أهميته إلى أنه يمثل مرحلة انتقالية تتغير عندها سرعة الموجات الزلزالية تغيرًا فجائيًّا من ٦.٧ كيلو مترًا في الثانية في أعلاه إلى ٨.١ كم/ ثانية في أسفله١.

١ أول من اكتشف وجود هذا السطح هو العالم اليوغسلافي أندريا موهوروفيسيك Andrija Mohorvicic "تنطق Mohoro Vissik" ولذلك فقد نسب إليه "بعد اختصار اسمه إلى"


صخور القشرة الأرضية
التركيب العنصري والمعاني للصخور
...
٢-٢-صخور القشرة الأرضية.
التركيب العنصري والمعدني للصخور:
الصخور عبارة عن مركبات من المعادن، والمعادن بدورها عبارة عن مركبات من العناصر؛ وذلك باستثناء بعض المعادن التي يتكون كل منها من عنصر واحد مثل الذهب والقصدير والنحاس والفضة والرصاص. ومثل هذه المعادن لا تمثل على أية حال نسبة تستحق الذكر في التركيب العام للقشرة الأرضية بسبب قلة وجودها أو ندرتها. وعلى هذا الأساس يمكننا القول بأن العنصر هو وحدة تركيب المعدن وأن المعدن هو وحدة تركيب الصخر.
ويبلغ عدد العناصر المعروفة حتى الآن حوالي ١٠٨ عناصر، ومع ذلك فإن ثمانية منها هي التي تكون ٩٨.٨% من تركيب صخور القشرة، وأهم عنصر من هذه العناصر هو الأكسوجين؛ فهو وحده يكون حوالي ٤٦.٧١% من تركيب الصخور؛ لأنه يتحد مع كثير من العناصر ويكون منها أكاسيد معدنية مختلفة من أشهرها أكاسيد الحديد وأكاسيد الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم وغيرها، ويليه السيليكوم الذي يساهم بمقدار ٢٧.٦٩% في تركيب الصخور، أي أن هذين العنصرين وحدهما يدخلان بنسبة ٧٤.٤% في هذا التركيب.
وفيما يلي أهم العناصر التي تدخل في تركيب الصخور مرتبة على حسبة نسبة مساهمتها في هذا التركيب.
الأكسوجين ٤٦.٧١% الصوديوم ٢.٧٥%
السيليكون ٢٧.٦٩% البوتاسيوم ٢.٥٨%
الألومنيوم ٨.٧% المغنيسيوم ٢.٠٨%
الحديد ٥.٠٥% التيايوم ٠.٦٢%
الكلسيوم ٣.٢٥% الأيدروجين ٠.١٤%


أهم المعادن التي تساهم في تركيب القشرة:
١-الكوارتز Quartz:
وهو الذي يشتهر كذلك باسم "المرو". وهو مركب من ثاني أوكسيد السيليكون، ويعتبر من أهم مركبات الصخور النارية والمتحولة والصخور الرملية وهو شفاف إن كان نقيًّا ولكنه قد يكون مائلًا إلى البياض، أما إن كان مختلطًا بشوائب ملونة؛ فإن لونه يتغير بتغير لون هذه الشوائب. وهو ذو بريق زجاجي Vitreous Lusture. وصلادته فوق المتوسطة "درجتها ٧"١، وهو متبلور وبلوراته من مجموعة السداسي٢ Hexagonal. وهو لا يتشقق؛ ولكن يمكن تكسيره وطحنه؛ إلا أنه لا يتحلل بالأحماض. وفضلًا مناطق واسعة جدًّا من سطح الأرض تترسب البلورات بشكل رمال أو حصى، وليست الرمال الصحراوية والحصى الذي يغطي مناطق واسعة من الصحارى إلا حبات كوارتزية متخلفة من تفكك الصخور النارية وتحللها بفعل التجوية وغيرها من العوامل. وإن ضخامة الغطاءات الرملية الصحراوية واتساع انتشارها في العالم لهو أوضح دليل على أهمية معدن الكوارتز في تركيب قشرة الأرض؛ فهو في الواقع أكثر المعادن مساهمة في تركيبها.
وللكوارتز فضلًا عن ذلك فوائد اقتصادية متعددة، فبعض أنواعه النقية تدخل في صناعة عدسات النظارات والأجهزة العلمية وفي صناعة الزجاج والخزف كما أن الأنواع الملونة منه تستخدم في صناعة بعض أنواع المسابح والعقود وغيرها

١ تقاس صلادة المعادن على أساس المقياس الذي وضعه أحد الجيولوجيين وهو الباحث موهو.
ويشتهر باسم مقياس "موهو لدرجة الصلادة"، وعلى أساسه وضعت عشر درجات لهذه الصلادة تبدأ بأقلها صلادة ورقمها١، ويمثلها التلك Talc وتنتهي بأشدها صلادة ورقمها ١٠ ويمثلها الماس Diamond، أما الدرجات العشر فهي: ١ "التلك"، ٢ "الجبس" ويمكن لظفر الإنسان أن يخدشها، ٣ "الكلسيت"، ٤ "الفلورسبار"، ٥ " الأباتيت"، ٦ " الأرثوكلاز"، ويمكن خدش أي منها بنصل السكين، ٧ "الكوارتز"، ٨ "التوباز"، ٩ " الكورندوم"، ١٠ "الأرثوكلاز" ويمكن خدشه.
٢ تعتبر خاصية التبلور من أهم الصفات التي تميز المعادن بعضها عن بعض؛ إذ أن لكل منها شكلًا هندسيًّا ثابتًا تأخذه مادته عند تصلبها من حالة الانصهار أو الذوبان.


من الحلي وليس العقيق Agate واليشب Jasper إلا حبات من الكوارتز المختلط ببعض الشوائب مثل الطين، أو أكاسيد الحديد التي تعطيه ألوانًا مختلفة منها الأحمر والأصفر والأخضر. ومعظمها ألوان جميلة تجعلها ملائمة لصناعة بعض الحلي.
ويعتبر الصوان Flint من الصخور التي تتكون بصفة أساسية من الكوارتز ولكن بعد اختلاطه ببعض المواد الطينية. والمعروف أن هذا الصخر قد لعب دورًا أساسيًّا في الحضارات البشرية القديمة؛ حيث إنه كان المادة الأساسية لصناعة الآلات الحجرية قبل أن يعرف الإنسان استخدام المعادن.


٢-<span data-type="title" id=toc-84> الكلسيت </span>Colcite:
وهو مركب من كربونات الكالسيوم، ودرجة صلادته دون المتوسط "٣"، وبلوراته من مجموعة السداسي وهو سهل التشقق ويغلب أن يكون شفافًا ذا بريق زجاجي؛ ولكن قد تختلط به بعض الشوائب فيتحول إلى اللون الأبيض أو المائل إلى الرمادي، وهو سريع التأثير بالأحماض؛ فإذا أضيف إليه شيء منها فإنه يفور وينبعث منه ثاني أكسيد الكربون. ويوجد تشابه كبير بينه وبين الكوارتز في المظهر ولكن من الممكن أن يميز عنه بسهولة على أساس قلة صلادته وسهولة تشققه.
وهو يأتي بعد الكوارتز مباشرة من حيث كثرة وجوده في صخور القشرة الأرضية فهو المادة الرئيسية في تركيب الصخور بمختلف أنواعها، وكثيرًا ما توجد منه عروق نقية متقاطعة مع طبقات الصخور الجيرية أو متوازية معها، وهي ظاهرة موجودة في بعض أجزاء جبل المقطم، كما تتكون منه الأعمدة الهابطة والأعمدة الصاعدة في كهوف المناطق الجيرية "الاستالاكتيت Staactite والاستالاجميت Stalagmites".


٣-<span data-type="title" id=toc-85> أكاسيد الحديد </span>Iron Oxides:
تنتشر هذه الأكاسيد بكثرة في قشرة الأرض سواء بشكل كتل مستقلة أو مختلطة بالصخور والرواسب المختلفة. وتوجد منها عدة أنواع أهمها:
الهيماتيت Heamatite والماجنيتيت Magnetite، والليمينيت Limenite.


والهيماتيت هو أهم الخامات التي يؤخذ منها الحديد، وتتوقف قيمته على نسبة ما يختلط به من شوائب. وهو يعرف أحيانًا باسم "حجر الدم Blood Stone"؛ لأنه إذا خدش فإن لونه في موضع الخدش يكون أحمر قائمًا مثل لون الدم، أما لونه الخارجي فيكون إما أسود أو أحمر مائلًا للسواد. وقد يوجد متبلورًا في بلورات من مجموعة السداسي؛ إلا أنه يوجد في الغالب غير متبلور إما بشكل كتل أو بشكل مسحوق ناعم يختلط بالصخور أو الرمال والتربة، فيعطيها لونًا أحمر أو بنيًّا، كما هو الحال في التربة الحمراء التي تنتشر في مناطق واسعة من العالم، وفي الصخور الرسوبية الحمراء التي تتكون منها بعض الجبال مثل الجبل الأحمر بالقرب من القاهرة.
أما الماجنيتيت؛ فهو أكسيد الحديد المغناطيسي، وأهم صفاته أن له قوة مغناطيسية واضحة، ولونه هو الأسود، وهو يوجد إما متبلورًا، أو بشكل حبيبات غير متبلورة.
أما الليمينايت، فهو أكسيد الحديد التيتاني، وترجع أهميته إلى وجود عنصر التيتانيوم في تركيبه، وهو عنصر مهم في صناعة مواد الطلاء البيضاء وفي صناعة بعض أنواع الصلب الجيدة، ومنها الأنواع التي تدخل في صناعة الطائرات.


٤-<span data-type="title" id=toc-86> معادن الفلسبار </span>Felspars:
تعتبر هذه المعادن "مع الكوارتز" من أهم مركبات الصخور النارية، وأساس تركيبها الكيميائي هو سيليكات الألومينيوم عندما تتحد مع واحد أو أكثر من أكاسيد البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم. وهي تتحلل بواسطة مياه الأمطار فتتحول إلى مواد طينية وصلصالية، ومنها الرواسب الطينية والصلصاية التي تتكون منها معظم دلتاوات الأنهار ووديانها، مثل نهر النيل الذي يتكون أغلب الطمي الذي يحمله في موسم الفيضان؛ من هذه المعادن أنواع نقية تصلح لصناعة الأواني الخزفية ومن أشهرها الصلصال الصيني China Clay والكاولين Koalinite اللذان يوجدان في رواسب بعض أنهار الصين ووسط أوروبا وقد اشتهرت الصين منذ


القدم بالصناعات الخزفية من هذه الرواسب، وربما كان هذا هو السبب الذي من أجله اشتهرت هذه الصناعات في معظم بلاد العالم باسم الصناعات الصينية وتحتوي الرواسب الطينية لنهر النيل في بعض مناطق الوجه القبلي؛ خصوصًا في أسوان على نوع من الصلصال الذي يصلح لهذه الصناعة.
ويعتبر الأرثوكلار Orthoclase والبلاجيوكلاز Plagioclase من أهم معادن الفالسبار، وكلاهما يصلحان لصناعة الزجاج والأواني الخزفية.


٥-<span data-type="title" id=toc-87> الجبس </span>Gypsum:
وهو مركب من كبريتيات الكالسيوم والماء، وقد يوجد متبلورًا أو بشكل كتل غير متبلورة، وهو يوجد في كثير من الصخور الرسوبية خصوصًا في المناطق الساحلية، ففي مصر توجد كميات منه بالقرب من خليج السويس وخليج العقبة وعلى ساحل البحر الأحمر وفي المناطق الساحلية إلى الغرب من الإسكندرية، والجبس النقي شفاف وذو بريق زجاجي، ويتشقق تشققًا كاملًا، وإذا حرق فإنه يفقد الماء المتحد معه وينتج عن ذلك المصيص المعروف Plaster of Paris ومنه الجبس الطبي المعروف. وهذا هو أنقى أنواع الجبس أما أكثر أنواعه شيوعًا في الطبيعية فهي الأنواع الرديئة التي لا تصلح إلا لأغراض البناء.


٦-<span data-type="title" id=toc-88> معادن الميكا </span>Mica:
وهي من المعادن المهمة التي تدخل في تركيب الصخور النارية. وهناك كثير من التشابه في التركيب الكيميائي بين هذه المعادن وبين معادن الفلسبار؛ فأساس التركيب الكيميائي لها جميعًا هو سيليكات الألومينيوم عند اتحادها مع واحد أو أكثر من الأكاسيد. والأكاسيد التي تدخل غالبًا في تركيب الميكا هي أكاسيد الحديد والماغنسيوم والبوتاسيوم. وتوجد من الميكا عدة أنواع يختلف بعضها عن بعض حسب نوع الأكسيد الذي يدخل في تركيبها، هي تتباين غالبًا في ألوانها ولكنها تتشابه في صفاتها الرئيسية؛ فجميعها ذات بريق زجاجي ويسهل تشققها في صفائح رقيقة ولها قدرة كبيرة على تحمل درجات الحرارة العالية، ولذلك تستخدم بدلًا من الزجاج في صناعة الأجهزة التي تتعرض


للحرارة المرتفعة من الأفران وبعض الأجهزة العلمية، كما أنها تتميز عن الزجاج بأنها أقدر منه على مقاومة الكسر، مما يجعلها أصلح منه لصناعة غطاءات الساعات، ونوافذ الطائرات، وستائر الدراجات البخارية، وبعض نوافد وستأثر السيارات، وغيرها.
ومن أشهر الميكا البيضاء المعروفة باسم المسكوفيت Muscovite، وهي مركبة من سيليكات الألومينيوم وأكاسيد البوتاسيوم، والميكا السوداء المعروفة باسم البيوتيت Biotite، وهي مركبة من سيليكات الألومينيوم مع أكسيد الحديد والماغنسيوم.


٧-<span data-type="title" id=toc-89> الهورنبلند </span>Horneblend، والأوليفين Olivine:
وهما من المعادن التي تدخل في تركيب الصخور النارية، والأساس في تركيب كل منهما هو سيليكات الألومينيوم؛ ولكن بينما يتكون الهورنيلند من اختلاط هذا المعدن بالكالسيوم والحديد والألومنيوم، فإن الأولفين يتكون من اختلاطه بالحديد. وهناك تشابه بينهما في بعض الصفات فكلاهما بريقه زجاجي ولونه أخضر تقريبًا إلا أن لون الهورنبلند يكون غالبًا مائلًا إلى السواد، كما أنه أشد صلابة من الأوليفين، فصلابته ٧ أما صلابة الهورنبلند فهي ٥.٥ تقريبًا.
ويعتبر الأزبستوس Asbestos أو حجر الفتيل نوعًا من الهورنبلند، وهو مركب من ألياف يصلح بعضها لصناعة نسيج غير قابل للاحتراق.
كما يعتبر الزبرجد Peridot نوعًا من الأوليفين، وهو يتميز بلونه الأخضر الصافي الذي يجعله صالحًا لصناعة الحلي. وهو موجود بكثرة في جزيرة الزبرجد في البحر الأحمر إلى الجنوب من القصير بمصر.


أنواع الصخور
مدخل
...
أنواع الصخور
تقسم الصخور عمومًا إلى ثلاث مجموعات كبرى هي: الصخور النارية١ Lgneous Rocks والصخور الرسوبية Sedimentary Rocks، والصخور المتحولة Metamorphic Rocks، والمقصود بالمجموعة الأخيرة هي الصخور التي

١ Igneous مأخوذة من كلمة لاتينية هي Ignis ومعناها نار


كانت في الأصل تنتمي إلى إحدى المجموعتين الأخريين ثم أعيد تبلورها في ظروف جديدة فتحولت إلى صخور مختلفة عن الصخور الأصلية التي تحولت منها.


أولاً: الصخور النارية.
ويقصد بها الصخور التي تكونت من تصلب مواد جوف الأرض "الماجما" سواء حدث هذا التصلب فوق سطح الأرض بعد خروج هذه المواد إلى السطح أو حدث بين طبقات القشرة أو تحتها.
وأهم ما تتميز به هذه الصخور هو أنها لا تحتوي على حفريات، وأنها لا توجد في طبقات منتظمة. وهي غالبًا مكونة من معادن متبلورة؛ ولذلك فإنها تشتهر كذلك باسم الصخور المتبلورة أو البلورية Crystallised Rocks. وهي من أشد أنواع الصخور صلابة؛ ولذلك فإن لها قدرة كبيرة على مقاومة عوامل النحت، ومع ذلك فإن كثيرًا منها يسهل تفككه وتحلله بواسطة عوامل التجوية.
وأهم المعادن التي تساهم في تركيب هذه الصخور هي: الكوارتز والفلسبار والميكا والهورنبلند والأوليفين والأوجيت.
وهي تقسم على أساس نسبة الكوارتز "ثاني أكسيد السيليكون" الذي يدخل في تركيبها إلى عدة أنواع هي:
١- صخور حامضية Acidic:
وفيها تزيد نسبة الكوارتز على ٦٠%، فإذا زادت هذه النسبة على ٧٠% فإنها توصف بأنها فوق الحامضية Uitra acidic.
٢- صخور متوسطة Intermediate:
وفيها تتراوح النسبة بين ٥٢% و ٦٠%.
٣- صخور قاعدية Basic:
وفيها تنخفض النسبة عن ٥٢%؛ فإذا انخفضت عن ٤٠% فإنها توصف بأنها فوق قاعدية Uitra basic.
وإلى جانب هذا التقسيم الكيميائي فإن هذه الصخور تقسم على أساس الظروف والأماكن التي تصلبت فيها إلى ثلاثة أنواع هى:
١- صخور طفحية Extrusive:
وهي التي تسمى كذلك بالصخور البركانية Volcanic، وهي التي تتكون من تصلب الطفوح البركانية أو "اللافا"


فوق سطح الأرض، وهي مستمدة في الأصل من الماجما التي توجد تحت القشرة، ويعتبر البازلت أكثر الصخور النارية الطفحية انتشارًا؛ فمنه تتكون كل الهضاب والجبال البركانية في العالم. وتكون بلورات الصخور الطفحية عمومًا دقيقة لأن سرعة برودتها وتصلبها على السطح لا تترك وقتًا كافيًا لنمو البلورات.
٢- صخور متداخلة Intrusive:
وهي التي تتكون من تصلب المواد المنصهرة "الماجما" بين طبقات القشرة أي قبل وصولها إلى السطح، وتكون بلوراتها عمومًا أكبر من بلورات الصخور الطفحية، وهي في تراكيب جيولوجية متباينة من أهمها السدود والقواطع وغيرها من الأشكال التي سنذكرها فيما بعد.
٣- صخور الأعمال:
وتعرف كذلك الصخور البلوتونية١ Plutonic وهي التي تكون بلوراتها أكبر من بلورات النوعين الآخرين لأن تصلبها يحدث ببطء شديد. وأهم التراكيب الجيولوجية التي توجد فيها هي كتل الباثوليت التي سنتكلم عليها فيما بعد، ويعتبر الجرانيت أكثر صخور الأعماق وجودًا في القشرة الأرضية.
ولا يشترط أن تكون صخور الأعماق أو الصخور المتداخلة موجودة في الوقت الحاضر تحت سطح الأرض لأن الحركات الأرضية وعوامل التعرية المختلفة قد أدت إلى إظهار الكثير منها فوق السطح؛ بل إن بعضها يرتفع فوق هذا السطح في كثير من المناطق وتتكون منه هضاب وجبال مرتفعة من أمثلتها كثير من هضاب وسط أفريقيا وجبال شبه جزيرة سيناء وجبال البحر الأحمر.
وتتميز الصخور النارية التي توجد على سطح الأرض في بعض المناطق بكثرة ما يوجد بها من مفاصل Joints، وهي عبارة عن شقوق كبيرة تنقطع بها أجزاء الكتل الصخرية الكبرى إلى كتل صغيرة متراصة. وقد تنشأ هذه المفاصل في الصخور بسبب البرودة أثناء تكونها أو بسبب عوامل التجوية٢ Weathering وعوامل التعرية وكثيرًا ما تكون هذه المفاصل متقاطعة مع بعضها بحيث تؤدي إلى تقسيم الكتل الصخرية الكبيرة إلى كتل أصغر أشكال هندسية واضحة بالنسبة لبعض الصخور "شكل ٢٧".

١ كلمة بلوتوني Plutonic كلمة يونانية قديمة منسوبة إلى بلوتو Plulo وهو إله ما تحت الأرض في الميثولوجيا اليونانية القديمة.
٢ سنعود للكلام على عوامل التجوية وعوامل التعرية في مواضع لاحقة


شكل "٢٧" تكون المفاصل في التكوينات النارية بسبب البرودة
الأشكال التضاريسية والتراكيب الجيولوجية للصخور النارية:
أولًا: الصخور الطفحية "البركانية"
تتوقف الأشكال التضاريسية التي تتكون من هذه الصخور على كمية المواد المنصهرة التي تخرج إلى السطح ونوعها وطريقة خروجها، وأهم هذه الأشكال هي:
١- المخروطات البركانية: وهي تتكون نتيجة لتراكم اللافا المنصهرة حول فوهات البراكين، وتكون هذه المخروطات قائمة وجوانبها شديدة الانحدار إذا كانت اللافا حامضية "بها نسبة عالية من ثاني أكسيد السيليكون" لأن درجة انصهارها تكون عالية مما يجعلها تتصلب بسرعة حول فوهة البركان، أما إذا كانت قاعدية "بازلتية" [فقيرة في ثاني أكسيد السيليكون] ؛ فإن مخروطاتها تكون مفلطحة وجوانبها بطيئة الانحدار لأن درجة انصهارها تكون منخفضة مما يجعلها تنساب بعيدًا عن فوهة البركان قبل أن تتصلب.


٢- غطاءات اللافا Lava Sheets:
وهي عبارة عن هضاب متسعة من الصخور البركانية، وهي تتكون بسبب خروج اللافا القاعدية من شقوق في القشرة وانسيابها لمسافات بعيدة؛ فإذا استمر خروج اللافا لمدة طويلة، أو إذا تكرر خروجها عدة مرات في نفس المنطقة فإنها تؤدي في النهاية إلى تكون هضاب بازلتية ضخمة مثل الهضبة المعروفة باسم مصائد الدكن Deccan Traps في شمال غرب هضبة الدكن، وهي تغطي منطقة مساحتها حوالي نصف مليون كيلو متر مربع، والهضاب البازلتية الواسعة في ولايات واشنطن وأوريجون وايداهو في شمال غرب الولايات المتحدة، ويبلغ متوسط ارتفاعها حوالي ألف متر واتساعها حوالي ٦٠٠ ألف كيلو متر مربع. وكذلك الهضاب التي تشغل منطقة واسعة في شمال شرق أيرلنده. ويمكننا أن نعتبر هضبة الحبشة وهضبة منطقة واسعة في شمال شرق أيرلنده. ويمكننا أن نعتبر هضبة الحبشة وهضبة اليمن في جملتها من نفس النوع، وذلك بالإضافة إلى الثورانات البركانية العادة التي أدت في نفس الوقت إلى ظهور مخروطات بركانية واضحة في هاتين الهضبتين.
"شكل ٢٨" مخروطان بركانيان أحدهما من اللافا الحامضية والثاني من اللافا القاعدية


شكل "٢٩" بعض غطاءات اللافا المشهورة
ثانيًا: صخور الأعماق والصخور المتدخلة:
تتكون من هذه الصخور تراكيب جيولوجية متباينة، وتتكون كل هذه التراكيب تحت سطح الأرض؛ إلا أن بعضها يظهر حاليًا على السطح بسبب الحركات الأرضية، أو بسبب إزالة التعرية لما فوقها من تكوينات، أو بسبب العاملين معًا. وتتوقف الأشكال التي تأخذها تراكيب هذه الصخور على عوامل مختلفة من أهمها كمية المواد المنصهرة المندفعة نحو السطح وقوة اندفاعها وامتداد الطبقات الصخرية التي فوقها وقوة مقاومتها ومكان وجود مناطق الضعف فيها مثل الانكسارات والمفاصل وسطوح انفصال الطبقات؛ فمثل هذه المناطق تعتبر طرقًا سهلة نسبيًّا يمكن أن تسلكها المواد المنصهرة للتحرك أو التجمع. ومن أهم الأشكال التي تأخذها تراكيب هذه الصخور ما يأتي:
١- الباثوليت Batholith:
وهو عبارة عن كتلة ضخمة جدًّا من صخور الأعماق التي تكونت على عمق كبير من سطح الأرض، نتيجة لاندفاع كميات ضخمة في الماجما إلى أعلى وتصلبها قبل أن تصل إلى السطح، وقد يصل حجم الباثوليت إلى مئات الآلاف من الكيلو مترات المكعبة؛ فإذا أدت الحركات الأرضية وعوامل التعرية إلى رفعه وإظهاره فوق السطح؛ فإنه يكون نطاقًا جبليًّا


يتوقف ارتفاعه وامتداده على حجم الباثوليت، ومن أمثلة النطاقات الجبلية التي تكونت بهذا الشكل الجبال الواقعة على جانبي البحر الأحمر، وجبال شبه جزيرة سيناء، والجبال الساحلية في كولومبيا بشمال غرب أمريكا الجنوبية، وهي تشغل نطاقًا طوله ١٠٠٠ كيلو متر وعرضه ١٧٠ كيلو مترًا.
٢- اللاكوليث Laccolith:
وهو عبارة عن كتلة من الصخور النارية المتداخلة التي تتكون غالبًا بشكل قبة بين طبقات القشرة الأرضية، وهو أصغر حجمًا بكثير من الباثوليث كما أنه أقرب منه إلى سطح الأرض؛ ولكنه مع ذلك يتكون على عمق كبير نسبيًّا. وهو يتكون إذا اعترضت الماجما عند اندفاعها إلى أعلى طبقة شديدة المقاومة، بحيث لا تستطيع اختراقها؛ ولكنها تستطيع ثنيها إلى أعلى فتتجمع الماجما تحت الثنية ثم تتصلب بشكل قبة كبيرة، وإذا ظهر اللاكوليث فوق السطح بسبب الحركات الأرضية أو بسبب عوامل التعرية فإنه يظهر بشكل قبة من الصخور النارية.
وهناك نوع من اللاكوليث الذي يتميز بأن له عنقًا طويلًا متعمقًا في طبقات القشرة ويطلق عليه اسم اللاكوليث المتعمق Bysmailth أو العنق الجوفي Plutonic Plug.
اللابوليث Lapolith: وهو تركيب يشبه اللاكوليث إلا أن وضعه يكون معكوسًا أي أن قمته تكون إلى أسفل وقاعدته إلى أعلى، وهو يتكون إذا كانت الطبقة التي تعترض اندفاع الماجما من القوة بحيث لا تستطيع الماجما ثنيها إلى أعلى؛ بينما تستطيع أن تثني الطبقة التي تحتها إلى أسفل. ونتيجة لهذا فإن التركيب الناتج يأخذ شكل قمع أو شكل حوض ضخم.
٤- القواطع "السدود غير المتوافقة" ١ Dykes:
وهي كتل مستطيلة أو سدود من الصخور النارية ممتدة بشكل أعمدة متقاطعة مع طبقات القشرة الأرضية؛ ولكنها لم تكن عند بدء تكونها واصلة إلى السطح، وهي تتكون عندما

١ يوصف التركيب الجيولوجي للصخور المتدخلة وصخور الأعماق بأنه متوافق Conc ordant إذا كان هذا التركيب ممتدًا مع امتداد الطبقات التي يتكون بينها، ويوصف بأنه غير متوافق Disconcordant إذا كان اتجاهه متقاطعًا مع هذه الطبقات.


نجد الماجما شقوقًا أو فواصل في طبقات الصخور فتندفع فيها إلى أعلى حيث نملؤها وتتصلب فيها، وهي تقطع الطبقات التي تخترقها في اتجاهات عمودية أو مائلة وهي تتباين فيما بينها تباينًا كبيرًا في الارتفاع والسمك؛ فبعضها يصل ارتفاعه إلى أكثر من مائة متر وبعضها الآخر لا يزيد ارتفاعه عن بضعة أمتار، كما أن بعضها قد
شكل "٣٠" أهم الاشكال التي تظهر بها الصخور النارية
١ سدود رأسية ٢ عتبة سد أفقي
٣ لاكوليث ٤ لاكوليث متعمق، وبجانبه لاكوليث عادي
٥ لابوليث ٦ فاكوليث "سدود هلالية"
٧ باثوليت كشفته لتعرية "لاحظ الصخور المتحولة الملاصقة له".