مكونات الاستشعار عن بعد
أجهزة الرصد
المركبات
وسائل تحليل المعلومات
1- أجهزة الرصد أو الاستشعار ( الكاميرات)
• تعتبر العين البشرية أولى أجهزة الرصد.
• تلتقط الكاميرات الصور الفوتوغرافية العادية بالضوء العادي وتسجل الصورة على أفلام أبيض وأسود أو ملونة.
• بعض أجهزة الرصد تسجل الصورة بالأشعه الغير مرئية مثل ( فوق البنفسجية – تحت الحمراء – الرادار ).
2- المركبات:
• بدأت ببالون زبلن عند نهاية القرن التاسع عشر ثم طائرات ثم مركبات فضائية أو أقمار اصطناعية.
• مثل: القمر الاصطناعي الأمريكي لاندسات – الفرنسي سبوت – الروسي – الياباني. ومكوك الفضاء (سكاي لاب) القابل لاعادة استخدامه.
أنواع المركبات من حيث الارتفاع والسرعة والاتجاه:
• – المنخفضة: مثل الطائرات الصغيرة.
• 2- المتوسطة: مثل الطائرات العملاقة.
• 3- المرتفعة: وهي اللتي تدور خارج نطاق الأرض مثل الأقمار الاصطناعية ومركبات الفضاء.
الجيولوجيا الهندسية
تهتم بدراسة الخواص الميكانيكية والهندسية للصخور من أجل إقامة المنشآت المختلفة، كالمباني والأنفاق والجسور الموانئ والسدود.
دراسة المواقع الانشائية من حيث:
الانهيارات – الأخطار الجيولوجيه – استقرار المنحدرات. ثم التطبيقات الجيولوجيه مثل (التعريه – الفيضانصرف مياه الأمطار والنفايات – استنزاف خزانات الماء الجوفي)ات – الأبحاث الزلزاليه – خواص الماده – أعمال
الأغراض التي تجرى الدراسات من أجلها:
1- بناء المدن الجديدة وعلاقتها بالتجارة والصناعه والسياحه – واختيار المواقع العسكريه.
2- اختيار أماكن الأشغال العامه مثل: محطات الطاقه – التوربينات الهوائيه – خطوط الكهرباء – محطات معالجة الصرف الصحي – محطات تنقيه المياه – الأنفاق – شق المجاري المائية – السكك الحديديه – الطرق السريعه – المطارات – المتنزهات الجبليه.
3- وتهتم بالمناجم- المحاجر –هندسة الشواطئ واستقرار منحدراتها – الموانئ – ومنصات التنقيب عن النفط البحريه والبريه – مد خطوط الأنابيب والكابلات.
الأخطار الجيولوجيه:
حركة الصدوع – أخطار الزلازل وما ينتج عنها من انهيارات أرضيه وطينية وجليدية.
أماكن التعريه القابله للانهيار – هبوط الأرض بسبب سحب الماء وأعمال التفجير وتسرب الماء.
أخطار البراكين.. سواء ثورات بركانيه أم عيون أم فورات حارة وما ينتج عنها من انبعاث الغازات والتدفقات الحراريه.
دراسة المنطقة قبل اجراء أعمال التفجير سواء لشق الطرق اوالمحاجر لتقييم الاهتزازات على المناطق المحيطة.
ما هي الدراسات اللازمة لاختيار موقع انشائي؟
1- اعداد خرائط للتراكيب الجيولوجيه والصخور والتربة.
2- مراجعة الأبحاث السابقة والخرائط والتقارير وبيانات الاستشعار عن بعد والصور الجوية والفضائية.
3- تحديد الموقع بنظام تحديد المواقع العالمي GPS
4- فحص عينات الآبار والمسح الجيوفيزيائي ( السيزمي- الرادار الأرضي – المغناطيسي– المقاومة النوعية).
5- تحليل البيانات – اعداد تقارير نهائية – والتوصيات اللازمة.
الجيولوجيـا الجنائية
تهتم بتطبيق الطرق الجيولوجية والجيوفيزيائية في مجال التحريات التي قد تعرض على المحاكم.
أهداف دراسة الجيولوجيا الجنائية:
1- تحديد مخابئ الأسلحة والمخدرات.
2- تحديد مواقع القبور القديمه الغير معروفة سواء فردية أو جماعية.
3- تشخيص الدليل المدفون إذا سقط سهوا أو طمر عرضيا في التربة الرملية أو الطينية.
الكون
فضاء شاسع لا متناهي من الأجرام السماوية المنتمية الى عدد لا نهائي من المجرات.
المجرة
هي وحدة بناء الكون وهي تتكون من آلاف الملايين من النجوم والسدم.
قال تعالى:
(والسماءَ بَنينها بأيْيدٍ وإنا لموسعون(47) والأرضَ فرشنها فَنِعْمَ المهِدوُنَ(48) الذاريات
إذا كان الكون يتمدد إذا في يوم ما كان حجمه أصغر.
من حساب سرعة التمدد، ممكن تقدير عمر الكون وهو 15 مليار سنه تقريبا.
مع تطور التليسكوبات تعرف الانسان على الأجرام السماوية أكثر.
من أشهر الفرضيات والنظريات التي تشرح تكوين الكون والمجموعة الشمسية وأشهرها نظرية الانفجار العظيم.
نظرية الانفجار العظيم
وضعها العالم جورج كاموف عام 1948م.
تحدثت عن: نشأت الكون – وأصله – تركيب المادة الأولى.
نظرية الانفجار العظيم: هي حادث كوني وقع قبل 15 مليار سنه، حيث كان الكون مضغوطا في جزئ ذري واحد (الذرة البدائية) أي عبارة عن طاقة خالصة ، وهي مادة كثيفة تناثرت أجزاؤها وكونت المجرات التي تبتعد عن بعضها بسرعة 169 م/ث.
مراحل نشوء الكون
كان الكون كله داخل كرة يبلغ قطرها 10 مرات حجم الشمس.
وكانت كثافتة عالية تقترب من كثافة أنوية الذرات.
وبضغط ودرجة حرارة عالية جدا.
وكأن الكون عبارة عن.. ..
شهــاب سـاخـن.. .. مكون من مادة وإشعاع ممتزجين بطاقة هائلة.
تحول الإشعاع الى جسيمات أولية ( الكواركات والكوركات المضادة)
الكواركات: جسيمات تتركب من البروتونات والنيترونات.
تطورات الشهب
تمدد الشهب بسرعه عظيمة تقترب من سرعة الضوء.
بذل طاقة ضد جاذبيته فبدأ يفقد حرارته.
وأخذت الطاقة الحرارية بالهبوط كلما زاد التمدد.
وعندها.. تكونت الالكترونات والبوزيترونات.
فتكون الهيدروجين بـ74 % والهيليوم بـ 24%
ولا يزال يتمدد بسرعة تقترب من سرعة الضوء.
تكون المجرات والنجوم
في البداية كان الشهاب الأول: هيدروجين بالغ الحرارة +نيترونات+ جسيمات أساسية.
ثم تكون الهيليوم بسبب التمدد والتبرد ثم العناصر الأخرى.
تكثف الغاز في بعض المناطق لعوامل غير معروفة (تكثف تجاذبي)
أدى ذلك لتكون المجرات تشبه القرص، و تنوعت في كتلتها وسرعة دورانها حول مركزها. عللي أخذت المجرات شكل القرص.
وتتكثف أيضا مناطق داخل المجرة لتصبح نجوما.
تكون النجوم
عندما تنجذب المادة نحو المركز..
.. 1- تتحول طاقة الوضع الى طاقة حركية.
.. 2- ترتفع درجة الحرارة إلى أقصى حد.
.. 3- تتأين ذرات الهيدروجين.
.. 4- تتكون كتل هائلة ساخنة بيضاء تشبه الحساء الكثيف تسمى البلازما وتعتبر مولد نجم.
البلازمــا: وهي تتكون من بروتونات والكترونات ونيترونات وجسيمات أخرى.
الأدلة على حدوث الانفجار العظيم
1- الاتساع المستمر للكون:
استدل العلماء على تباعد المجرات من خلال التحليل الطيفي، لان الأجسام التي تتحرك تعطي طيفا أكثر احمرارا.
وأكد العالم هابل باستخدام تلسكوبه.. أن النجوم والمجرات تتباعد عن بعضها بعضا، وهي تبتعد أيضا عن مركز الرصد ألا وهو الأرض.
الأدلة على حدوث الانفجار العظيم
2- الخلفية الاشعاعية:
إذا كان الكون تكون فجأة الانفجار عظيم
كمية إشعاعات قد تخلفت موجودة ومتجانسة في الكون
تم العثور عام 1964م على إشارات راديوية منتظمة الخواص قادمة بصورة مستمرة من كل اتجاه..
تم تفسيرها على أنها بقايا إشعاع الانفجار العظيم.
3- كمية غازي الهيدروجين والهيليوم:
تشير الدراسات أن:
الهيدروجين في الكون 74% + الهيليوم 24% = 98%
وأن بقية العناصر 2%
وهذا يدعم نظرية الانفجار العظيم التي أثبتها العالم جورج كاموف بطريقة حسابية.
الفرضية السديمية
الفرضية السديمية
وهي: أن جميع الأجرام المكونة للنظام الشمسي، نشأت من مادة أولية واحدة وهي سحابة ضخمة معظمها من الهيدروجين والهيليوم مع نسبة ضئيلة من العناصر الأخرى.
تقلصت السحابة بتأثير الجاذبية وبدأت بالدوران.
وكلما زاد التقلص زادت سرعة الدوران، أخذت شكل القرص.
ثم تكونت دوامات هوائية الأنوية كواكب.
انجذب الجزء الأكبر من المادة للمركز الشمس البدائية.
بعد تكون الشمس الأولية:
انخفضت الحرارة داخل القرص تكثف الحديد والنيكل.
تكثفت المواد الصخرية. عللي تكثف الحديد والنيكل أولا.
وبعد ملايين السنين وصلت الكواكب الى حجمها الحالي.
وبنفس الطريقة تكونت الكويكبات – الأقمار – المذنبات.
مكونات النظام الشمسي
تتكون المجموعة الشمسية من:
الشمس – الكواكب – الأقمار التي تدور كل مجموعه منها حول أحد الكواكب – مذنبات – كويكبات – شهب – نيازك – مادة ما بين الكواكب.
8. 99 % من الكتلة موجود في الشمس
مكونات النظام الشمسي
• عرف أولا:
• عطارد – الزهرة – الأرض – المريخ – المشتري – زحل.
• وبعد بناء التلسكوبات:
• رصد أورانوس على أنه مذنب وعند معرفة أن مداره شبه دائري تبين أنه كوكب.
• وتم توقع نبتون وبلوتو عن طريق الحسابات.
•
أهم خصائص الكواكب.. الدوران
• تدور جميع الكواكب حول الشمس وحول نفسها عكس عقارب الساعة ( حركة تقدمية )، ماعدا كوكب الزهرة وبعض الأقمار تدور حول نفسها في اتجاه عقارب الساعه (حركة تراجعية).
• مدارات الكواكب دائرية تقريبا،
• ماعدا كوكبي عطارد وبلوتو أقل فلطحة من مدار المذنبات.
• يميل مستوى دوران الكواكب حول نفسها الى مستوى دورانها حول الشمس بزاوية أقل من 30درجة، ما عدا أورانوس وبلوتو تزيد الزاوية عن 90درجة.
تصنيف الكواكب
• 1- الكواكب الأرضية: وهي الكواكب الشبيهة بالأرض.
• عطارد – الزهرة – المريخ – الأرض
• 2- الكواكب العملاقة: وهي الكواكب الشبيهة بالمشتري.
• المشتري – زحل – أورانوس – نبتون
• أما بلوتو.. فيختلف عن القسمين عللــي..
• لصغر حجمه وكتلته وبعده عن الشمس، فأحيانا أقرب من نبتون للشمس وأحيانا أبعد عنه.
• (كان الاعتقاد أنه أحد أقمار نبتون وأفلت منه وأخذ يدور مستقلا حول الشمس)
• جميع الكواكب لها غلاف جوي، ما عدا عطارد.
• بعض الأقمار لها غلاف جوي.
• عللي تدور الأقمار حول كواكبها بوجه ثابت.
• (وذلك لتأثير الجاذبية القوية للكواكب على أقمارها.)
• الشهب: هي أجسام صلبة ارتفعت درجة حرارتها حتى التوهج أثناء عبورها الغلاف الجوي للأرض.
• ويسمى قبل أن يصل إلى الغلاف الجوي بالنيزك.
• الكويكبات: هي أجرام سماوية صغيرة تدور عادة حول الشمس، يقع معظمها في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري.
• أول من اكتشفها هو غيوسب بيازي عام 1801وذلك أثناء بحثه عن الكوكب المفقود.
• مجموعات الكويكبات: أجسام كربونية – أجسام سليكاتية – أجسام معدنية( غالبا حديد ونيكل )
• المذنبات: تتألف من رأس و ذيلين، الرأس من نواة صلبة ويحيط بها غلاف أما الذيلين فأحدهما من الغبار والثاني من الغازات المتأينه
•
الشمس
• جسم هائل من البلازما يتولد فيه ضوء وحرارة نتيجة التفاعلات الاندماجية النووية بسبب اندماج ذرات الهيدروجين.
• ويتكون عنصر أثقل هو الهيليوم، عندها تفقد الشمس جزء من كتلتها تتحول إلى طاقة، تحت ظروف من درجة الحرارة والكثافة العاليتين.
• وهي نجم من بلايين النجوم التابعة لمجرة درب التبانة ، وأقربها إلى الأرض، حيث متوسط المسافة بين الشمس والأرض 94 مليون ميل.
أهمية الشمس
• الشمس سبب وجود الحياة على الأرض وتمثل مصدر أساسي للضوء والحرارة، فبدونها تتجمد المحيطات، والضوء هو العنصر الأساسي لأهم عملية على سطح الأرض، وهي عملية البناء الضوئي.
• تتكون الشمس من طبقات تتميز بعدم وجود حدود فاصلة فيما بينها، ولكن لكل طبـقـة خواصها المميزة.. ..
طبقات الشمس
• 1- لب الشمـس CORE:
• تصل كثافته الى 150 ضعف كثافة الماء، ودرجة حرارة تصل 16 مليون كلفن. وفي اللب تحدث التفاعلات النووية الاندماجية وتحرير الطاقة التي تنتقل بعد ذلك الى سطح الشمس المنير، ثم تنطلق إلى الفضاء على هيئات مختلفة مثل:
• ضوء الشمس و أشعة جاما و أشعة أكس و الأشعة الكونية والأشعه فوق البنفسجية و موجات الراديو القصيرة.
• 2- المنطقة المشعــة Radiative zone:
• درجة الحرارة أقل نسبيا من درجة حرارة اللب.
• عللي بالرغم من حرارة الشمس العالية إلا أن الحرارة تنتقل بالاشعاع.
• وذلك لان الكثافة العالية للبلازما تمنع انتقال الحرارة بالحمل الحراري.
• 3- منطقة الحمل الحراري Convection zone:
• تتميز بانخفاض كثافة البلازما، لذلك تنتقل الحرارة بواسطة الحمل الحراري.
• ترتفع البلازما بالحمل الحراري وعندما تنخفض درجة حرارتها تهبط مرة أخرى.
• 4- منطقة سطح الشمس الخارجي المشرق Photosphere:
• هي السطح المرئي حيث ينبعث الضوء – السمك من عشرات الى مئات الكيلومترات وتصل الى 400 كم – السطح الاعلى اقل حرارة من الاسفل – تتميز بوجود غاز الهيليوم وحدوث ظاهرة الكلف الشمسي.
• الكلف الشمسي: هي مناطق معتمة مزدوجه يمكن ملاحظتها، تظهر كل 11 عام، غير معروفة الاسباب، حرارتها اقل ومجالها المغناطيسي عالي.
• 5- الغلاف الجوي للشمس Solar Atmosphere:
• وهي أجزاء الشمس فوق سطح الشمس الخارجي، ويمكن رصده بالاشعاع الكهرومغناطيسي. ( الضوء – أشعة جاما )
خمس مناطق: أولها الكروموسفير وآخرها هالة الشمس
مصدر طاقة الشمس
• تنتج طاقة الشمس من خلال الاندماج النووي:
• 1- المرحلة الأولى:
• بروتون+بروتون=نواة ديوتيريوم ( أحد مكونات الماء الثقيل)
• وينطلق من العملية بوزترون و نيوترينو (كنواتج جانبية)
• 2- المرحلة الثانية:
• نواة ديوتيريوم+بروتون= نواة هيليوم3 (تفاعل اندماجي)
• وينتج فوتون ينطلق بهيئة أشعة جاما (طاقتها أكبر من طاقة الضوء الأبيض)
• المرحلة الثالثة:
• نواة هيليوم3 + نواة هيليوم3= نواة هيليوم 4 وبروتونين يشاركان في العملية الاندماجية.
تركيب الأرض
• شكل الأرض شبه كروي حيث أنها مفلطحة قليلا عند القطبين.
• تتكون من 3 أغلفة: الغلاف الجوي والمائي والصخري، إضافة الى الحيوي.
• يدرس تركيب الأرض بطريقتين ( الأمواج الزلزالية وتحليل كثافة الأرض)
• كثافة الأرض = 5.5 جرام/سم3 أي ضعف كثافة الصخر، نستنتج أن كثافة الطبقات التحت سطحية أكبر بكثير.
باطن الأرض
• يدرس باطن الأرض بالموجات الزلزالية.
• وهي تنقسم الى:
• 1- موجات أولية P: موجات طولية تدفع المواد سواء كانت صلبة أم سائلة.
• 2- موجات ثانوية S: موجات مستعرضة تنتقل عبر المواد الصلبة فقط.
• إذا التقطت موجات P في الطرف المقابل نستنتج أنها مرت بواسطة سائل.
طبقات الكتلة الصلبة للأرض
الحقل المغناطيسي للأرض
الخاصية القطبية هي التي تعطي خطوط الحقل اتجاهاتها، حيث تبدأ من القطب المغناطيسي الشمالي وتنتهي عند القطب المغناطيسي الجنوبي.
كيف يتولد الحقل المغناطيسي؟
► لب الأرض الداخلي صلب من الحديد والنيكل ولكن يليه اللب الخارجي من الحديد المصهور الذي يتحرك بتيارات الحمل، بالاضافة الى سرعة دوران الأرض حول نفسها.
► عللي عطارد والزهرة ليس لهما مجالا مغناطيسيا.
► لان لب عطارد صغير جدا، ولان سرعة دوران الزهرة حول نفسه بطيئة جدا، فيومه أطول من سنته.
► القمر أيضا ليس له مجال مغناطيسي
► يتغير موقع قطبين الأرض وشدتهما من عام الى عام، ويعكسان قطبيهما كل 10,000 سنه تقريبا. عللي.
► وذلك بسبب اضطراب حركات الحديد المنصهر الذي يتحرك في لب الأرض.
► يمنع الحقل المغناطيسي جسيمات مشحونة كهربائيا تطلقها الشمس من الوصول للأرض، حيث أنها خطيرة وتؤذي الخلايا الحية.
► يعمل الحقل المغناطيسي على إزاحتها فتتخذ حركة حلزونية حول خطوط الحقل المغناطيسي، فتنساب هذه الجسيمات حول الأرض.
ظاهرة الشفق القطبي
► عند مرور الجسيمات المشحونة بالأرض، تولد تيارات في الغلاف الجوي الأعلى وتدور حول القطبين المغناطيسيين.
► فتدفع الالكترونات نحو أسفل خطوط الحقل المغناطيسي بحركة حلزونية .
► ترتطم الالكترونات بجزيئات النيتروجين والأكسجين، فتستثار الغازات الجوية وترتفع الكترونات ذراتها الى مدارات أعلى، وأثناء هبوطها الى مداراتها تطلق ضوءا جميل المنظر تسمى الشفق القطبي.
استكشاف الفضاء والرحلات الفضائية
► كان لابد من صناعة محرك ينطلق بسرعة 11كم/ث للتغلب على قوة جاذبية الأرض.
► وأصبح ذلك ممكنا باختراع الوقود السائل
► والصواريخ هي المركبات الوحيدة التي تتميز بقوة تكفي لحمل المركبات بعيدا عن سطح الأرض. .. وحدث ذلك منذ 1957م.
► (أقمار صناعية الى مداراتها – مسابير فضائية الى كواكب أخرى )
► الصواريخ السوفييتية أطلقت رواد الفضاء للمدار.
► الأمريكيين أنشأوا الصاروخ ساترن5 لنقل رواد الفضاء الى القمر.
ما الهدف من استكشاف الفضاء؟
► 1- التعرف الى شروط الرحلات الفضائية..
► 2- دراسة الاشعاعات الكونية والمغناطيسية الأرضية والغبار الكوني والنيازك.
► 3- دراسة الأرض وتصويرها ومراقبة الشمس ودراستها.
► 4- دراسة المناخ وتقلباته وتشكيلات الغيوم والتغيرات الجوية والتنبوء بالطقس.
► 5- تسهيلات الاتصالات اللاسلكية.
► 6- الأغراض العسكرية والتجسس ومراقبة الجيوش والأساطيل البحرية ومواقع الصواريخ النووية.
7- دراسة الكون بما فيه من نجوم وكواكب ومذنبات
بعض المشاهدات التي كشفتها الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية
► القمــر:
► 1- جمع عينات صخرية من سطح القمر، و وضع
سيزموغرافات لتسجيل الزلازل ، 400 زلزال خفيف في العام.
► 2- كان جاليليو يعتقد أن المناطق الوعرة العالية التي رآها يابسة، والمنخفضة بحار.. لكن بينت الدراسات أنه لايوجد ماء ولا معادن.
3- المناطق المرتفعة( جابرو غني بالبلاجيوكليز الكلسي أنورثوسايت) وبها فوهات ارتطام شهب، أما المناطق المنخفضة (البازلت ) تشبه قيعان المحيطات
► المريـــخ:
1- غلافه الجوي مكون من ثاني أكسيد الكربون.
2- سطحه به فوهات يشبه سطح القمر، ومجموعة من الراكين الدرعية تدل على النشاط التكتوني. ( أكبر بركان درعي في المجموعه الشمسية)
3- عمليات خارجية – نحت وترسيب – كثبان – فعل الرياح – سجلت زوبعه رملية عنيفة .
4- وديان – قنوات الانهار – مع أنه انخفاض الحرارة لا يسمح بوجود ماء سائل.
5- سطحه مغطى بصحراء حمراء – أكاسيد الحديد – كمية أكسجين – حياة دقيقة