ما هو علم الجيولوجيا – علم الأرض

علم الجيولوجيا هو فرع من فروع علوم الأرض الذي يختص بدراسة بنيّة الأرض، ويتكون الاسم من مقطعين الأول “جيو” ويعني الأرض، والثاني “لوجيا” وتعني دراسة، ويهتم هذا العلم بدراسة الأرض، وتاريخها، وعمليّاتها، ومكوناتها، وينقسم إلى عدة أقسام هي: علم الصخور، والجيولوجيا التركيبيّة، وعلم وصف طبقات الأرض، والمواد الجيولوجيّة تندرج من: الصخور بأنواعّها الرسوبيّة، والناريّة، والمتحوّلة، والمواد السائبة وتشمل: علم الرواسب، ومورفولوجية الارض، وعلم المناخ القديم، وتتكون بنّية الأرض الداخلية من طبقات هيكليّة كرويّة تشبه البيضة، والتي تختلف بخصائصها الكيميائيّة الخاصّة بها، وتتكون القشرة الخارجية للأرض من السيليكات الصلبة، وغطاء كثير المسام، واللبّ الخارجي السائل، واللبّ الداخلي الصلب، ومن الظواهر الجيولوجية: الزلازل، والبراكين، والجليد، والتسونامي، ومن أقسام الجيولوجيا التطبيقية: الجيولوجيا الاقتصادية، وجيولوجيا التعدين، والجيولوجيا البتروليّة، والبيولوجيا الهندسيّة. 

يتحدث المقال عن علم الجيولوجيا، ويشمل:

• معلومات عن علم الجيولوجيا، وتاريخه، وأهميته، وأقسامه، والمواد الجيولوجية.
• البنيّة الجيولوجية للأرض، والظواهر الجيولوجية، وجيولوجيا الكواكب، والجيولوجيا التطبيقيّة.
• أبرز علماء الجيولوجيا، وأهم كتب علم الجيولوجيا، ودراسة علم الجيولوجيا.

معلومات عن علم جيولوجيا

علم الجيولوجيا أو ما يسمّى علم طبقات الأرض (بالإنجليزية: Geology)‏: هو فرع مهم من فروع علوم الأرض، يختص بدراسة ديناميكية وبنية الأرض الصلبة، والصخور التي تتشكل منها، والعمليّات التي حدثت للأرض منذ آلاف السنين والتي أدت إلى تشكيلها عن طريق استخدام واعتماد دراسة الصخور، والذّي يعتبر أرشيفاً مهماً وتاريخياً للأرض، كما يعتبر علم الجيولوجيا الدليل الأساسي للتاريخ التطورّي للأرض، والمناخات الماضية، والصفائح التكونيّة التي تتكون منها.

يمكن تحديد العمر النسبي للصخور المتوفّرة في مكانٍ معين؛ والفضل في ذلك يعود إلى علم طبقات الأرض، أيضاً يُمكن وصف التاريخ الجيولوجي لتلك الصخور، وتحديد عمرها، ويوفر علم طبقات الأرض الدليل الأساسي للصفائح التكتونية، والتاريخ التطوري للأرض، والمناخات الماضية للأرض.

يمكن فهم بنيّة الأرض عن طريق العمل الميداني، والتقنيات الجيوفيزيائية، والتجارب الكيميائية والفيزيائية، ويتبع هذه الطرق الجيولوجيون، وتكمن أهمية هذا العلم للتنقيب عن المعادن، وتقييم الموارد المائية، بالإضافة إلى توفير الرؤية حول التغيّر المناخي، ويُعتبر تخصص علم طبقات الأرض من التخصصات المهمّة والواسعة في الهندسة الجيوتقنيّة.

أصل تسمية الجيولوجيا بهذا الاسم

يعود أصل تسمية الجيولوجيا إلى اللغة اليونانية، وتتكون من مقطعيّن الأول (جيو) وتعني الأرض، والمقطع الثاني (لوجيا) وتعني دراسة، أيْ دراسة الأرض.

تاريخ علم الجيولوجيا

في عصر الحضارة اليونانيّة القديمة كان وقت دراسة المادة الفيزيائية للأرض، ألَّف العالم والفيلسوف اليوناني ثيوفيرتاس  (287 – 372 ق.م) كتابه بيري ليثون ويعني “على الحجارة”، وفي فترة الحضارة الرومانية، لخّصَ العالم بلينيوس الأكبر الاستخدامات العمليّة للكثير من الفلزّات والمعادن بشكل تفصيلي.

فيلدنغ اتش وغاريسون من العلماء الجيولوجيون في العصر الحديث، ويرون أنّه يمكن أن يعود أصل علم الجيولوجيا إلى بلاد فارس بعدما انتهت الفتوحات الإسلاميّة، وكان العالم أبو الريحان البيروني (973 – 1048م) من أوائل الجيولوجيين الفارسيين، ومعظم أعماله وكتاباته عن جيولوجيا الهند، وهو صاحب افتراض أنَّ شبه القارة الهندية كانت بحرًا في يوم من الأيام.

• قام العالم الفارسي ابن سينا (981 – 1037م) بتقديم تفسيرات واضحة على تشكيل الجبال، وأصل الزلازل، ومواضيع أخرى في الجيولوجيا الحديثة، وكانت هذه التفسيرات سبباً في تطوير علم الجيولوجيا في وقت لاحق. 
• قدّم الباحث الصيني شين كو ( 1031 – 1095م) فرضيّة لتكوين الأرض في الصين، وكانت فرضيته تستند على قواقع الحيوانات الأحفورية لطبقة جيولوجية موجودة في جبل على بعد مئات الأميال عن المحيط، وكانت أحد استنتاجاته أنّ اليابسة الأرضية تشكلت بسبب تآكل الجبال و ترسب الطمي.
• اختص العالم نيكولاس ستينو ( 1638 – 1686م) في قانون التراكب، ومبدأ الأفق الأصلي، بالإضافة إلى مبدأ الاستمرارية الجانبية، واستخدمت كلمة الجيولوجيا لأول مرة من قبل العالم أوليسيه ألدروفاندي في عام 1603م، أيضاً استخدمت في عام 1778م عن طريق العالم جان – أندريه ديلوك، وتمّ عرضها كمصطلح ثابت من قبل هوراس – بينيديكت دي سوسور في عام 1779م.
• في عام 1807م قام ويليام ماكلور دون تكليف بالقيام بمسح جيولوجي للولايات المتحدة الأمريكية، وعمل خرائط جيولوجية لجميع الولايات التي قام بزيارتها، ثمً قام بتقديم النتائج إلى الجمعيّة الفلسفيّة الأمريكيّة، وكان عنوانها “ملاحظات على جيولوجيا الولايات المتحدّة”، وتمً نشرها تجاريّاً لصالح الجمعيّة مع الخريطة الجيولوجية والتي كانت أول خريطة جيولوجية لماكلور عام 1809م، وبعد ست سنوات نشر ويليام سميث الخريطة الجيولوجية البريطانية والتي استخدمت تصنيف مختلف للصخور عن خريطة ماكلور. 
• ركزّت جيولوجيا القرن التاسع عشر على العمر الدقيق للأرض، وتراوحت التقديرات ما بين مئات آلاف إلى مليارات السنين، وفي القرن العشرين قدّر التأريخ الإشعاعي عمر الأرض بملياريّ عام، بعد هذا فُتحَ الباب أمام النظريّات الجديدة عن تشكّل الأرض، وفي القرن العشرين تطّورت نظرية الصفائح التكتونية في الستينيات، ونشأت نظرية تكتونية الصفائح عن طريق ملاحظتين جيولوجيتين منفصلتين: الأولى انتشار قاع البحر، والثانية الانجراف القاري.

يمّكن تلخيص العصور الجيولوجية التي مرت على الأرض منذ نشأتها وأهم الأحداث التي حدثت كالتالي:

• نشأ القمر قبل 4565 مليون سنة.
• ظهور كائنات ميكروبيّة قبل 4000 مليون سنة لأول مرة.
• قبل 3500 مليون سنة؛ بدأ التمثيل الضوئي في كائنات ميكروبية بدائيات النوى.
• قبل 2300 مليون سنة توفّر الأكسجين، بالإضافة إلى تجلدّت الأرض لأول مرة.
• قبل نحو 2000 مليون سنة ظهرت حقيقيات النوى.
• قبل نحو 1500 مليون سنة ظهرت متعددات الخلايا.
• قبل نحو 750 – 630 مليون سنة تجلدّت الأرض لثاني مرة. 
• قبل 530 مليون سنة، الانفجار الكمبري، وتعدد صور الحياة في المياه.
• قبل 360 مليون سنة ظهرت البرمائيات، والحيوانات البريّة الفقارية، والنباتات البريّة.
• قبل 230 – 65 مليون سنة ظهرت الديناصورات، والثدييات، وكان انقراض الديناصورات قبل 65 مليون سنة.
• ظهور الإنسان قبل ما يقارب 2 مليون سنة.

أهمية علم جيولوجيا

يُعتبر فَهْم تاريخ كوكب الأرض من أهم الجوانب لتوضيح أهمية علم الجيولوجيا، والتي يسعى العلماء الجيولوجيون لفهمها، وتكمن الفائدة من فهمه في القدرة على التنبؤ بالعمليّات التي حصلت بالماضي ويمكن حصولها بالمستقبل، ومن أهم الأمثلة على أهمية علم الجيولوجيا ما يأتي:

• دراسة عمليات الأرض: الانهيارات الأرضية، والانفجارات البركانية، والفيضانات، والزلازل؛ من العملّيات الأرضية التي تسبب العديد من المخاطر على الناس، ففهم هذه العمليّات مهم لمعرفة كيفية تأمين المناطق في المستقبل، وتجنب الخطر، وهنا تكمُن أهمية علم الجيولوجيا، فمثلاً إذا استطاع علماء الجيولوجيا إعداد خرائط للمناطق التي غرقت في الماضي، فباستطاعتهم إعداد خرائط للمناطق التي قد تغمرها المياه في المستقبل من أجل استخدامها، وتنمية المجتمعات وتحديد المواقع التي تحتاج الحماية من الفيضانات.
• دراسة مكونات الأرض: يُعتبر النفط الذي يستخرج من الآبار، والمعادن التي تستخرج من المناجم؛ من ثروات الأرض، والتي يتم استخدامها يومياً في حياتنا، جميعناً نستخدم مكونات الأرض يومياً، فمعرفة مواقع الصخور التي تحتوي على المعادن عمليّة مهمة جداً يقوم بها الجيولوجيون عن طريق إجراء بعض الدراسات، ثمّ يقومون بتخطيط المناجم التي تنتجها، وتحديد الطرق التي يمكن استخدامها لإزالتها من الصخور، بالإضافة إلى قيامهم بدراسات من أجل تحديد مواقع وجود النفط، والغاز الطبيعي، والمياه الجوفية؛ من أجل استخراجها والاستفادة منها.
• دراسة تاريخ الأرض: تُفيد معرفة التغيّرات المناخيّة الماضيّة في فهم ومعرفة التغيّرات المناخية في الوقت الحالي؛ مثل ظاهرة الاحتباس الحراري التي تُعتبر مصدر قلق لنا.

• البناء وإعمار الأرض: يُساعد علم الجيولوجيا والذي يُعتبر فرع من دراسة الهندسة المعمارية في دراسة طبيعة الأرض وفهمها في حال كانت تصلح للإنشاءات المعماريّة، واختبارها من حيث الصلابة، وعدم وجود آبار فيها، وفحص الطبقات الأرضية لمعرفة إمكانية حدوث زلازل فيها، بالإضافة إلى المعلومات التي يمكن الاعتماد عليها في الإنشاءات والحفر وتركيب الأنفاق.

أقسام علم جيولوجيا

علم الصخور

يهتم علم الصخور بدراسة الصخور، وأصلها، والحالة الموجودة عليها، وخصائصها، وصفاتها، ودورتها في التشكُّل، بالإضافة إلى معرفة المعادن المكوّنة لها، ووصف الصخور يتضمن الملاحظات الميّدانية ويكون بالعيّن المجردّة، بالإضافة إلى استخدام مجهر البتروجرافيك، والتي تعّد أهم أداة يستخدمها الجيولوجيون.

يُسخدم علم المعادن البصري لفهم أصل الصخور، بالإضافة إلى التحليل الكيميائي للصخور باستخدام الأشعة السينية، فعندما لا تكون الوسائل البصرية كافية يتم تحليل الحبيبات المعدنيّة الفردية من عينة الصخور بواسطة حيود الأشعة السينية، ويقدم التحليل مؤشرات ودلائل على درجة الحرارة التي مرّ بها المعدن أثناء تشكّله، بالإضافة إلى ظروف الضغط.

الجيولوجيا التركيبية

التراكيب الجيولوجية عبارة عن إسقاط المعالم الجيولوجية على خريطة خاصة تدعى بالستيريونت، يتم تحليلها عن طريق تحويل المجسمّات إلى مستويات، والمستويات إلى خطوط، والخطوط إلى نقاط، وبهذه الطريقة يمكن دراسة الصدوع، والطياّت وتحديد محاورها.

تُعتبر الجبال من أهم النماذج على ذلك، فتنشأ بسبب اصطدام صفيحتين تكتونيتين، وانثناء حواف الصفائح، ويتم دراسة الموضوع من خلال نموذجين؛ الأول تحليلي، والثاني تناظري، كلاهما يقدّم نمطاً واقعياً متطوراً عن تشكل الصدوع، والقمم، والقيعان في السلاسل الجبلية عن طريق العوامل الجوية.

علم وصف طبقات الأرض

يقوم خُبراء طبقات الأرض بتحليل عيّنات الصخور في المختبر، والتي يمكن أخذها من البروز الصخري في موقع ما، ويمكن تحليل البيانات من المسوحات الجيوفيزيائية، ويمكن الكشف عن وجود أحافير فيها؛ حيث تساعد هذه المعلومات على جمع وفهم البيانات البيئة الترسيبية التي تشكلت فيها الوحدات الصخرية، كما يؤرّخ الخبراء في علم الصخور بدقة بواسطة استخدام المقطع الطبقي للصخور المأخوذة، هذا يساعد في معرفة معدّلات الترسب.

المواد الجيولوجية

مُعظم البيانات الجيولوجية مصدرها البحوث المتعلقة بالمواد الأرضية الصلبة، والتي تندرج من: 

الصخور

تُعتبر الصخور السجل الأساسي للتاريخ الجيولوجي للأرض، هذا لأنها الوحدة الأساسية في بناء الأرض وتركيب قشرتها،  وتتكون من عدة تشكيلات تحتوي على مجموعة من المعادن الموجودة في الطبيعة، فكل صخر له خاصيّة تميّزه عن الصخور الأخرى، ووحدة الصخر هي المعدن، والذي يختلف من صخر إلى آخر، وتُقسم الصخور إلى ثلاثة أنواع تختلف في دورتها الصخرية، والعمليّات البيئية التي أثرت في تشكّلها وهي:

• الصخور النارية: تتشكل الصخور النارية من عمليات التبريد التي تحدث للماغما بعد تبلورها، وتتواجد الماغما داخل القشرة الأرضية في مكان يسمى حجرة الماغما، بعد عملية التبريد تستقر في قاع حجرة الماغما المعادن الأكثر كثافة أولاً، ومنها معدن البلاجيوكليس، ومعدن الأوليفين، حينها تبدأ صخرة البيريدوتايت الغنيةّ بالحديد، والمغنيسيوم، والكالسيوم، والفقيرة بالسليكون، والألمنيوم، والصوديوم بالتشكّل، ثمّ تخرج الماغما المتبقية من الحجرة من خلال الشقوق، ويتبلور معدنا البايروكسين والبلاجيوكليس الكلسي الصودي، ثمّ تتراكم هذه المعادن في قاع الحجرة، وباستمرار عملية انتقال الماغما إلى أماكن أخرى في القشرة الأرضية وتبلورها فيها، يمكن أن يتبلور صخر الديورايت، وصخر الغرانيت في نهاية العملية.
• الصخور الرسوبية: تحدث عمليات الترسيب لفتات الصخر، ثمّ دفنه، وتصخره، هذا ما يسبّب تكوّن الصخور الرسوبية، وتحمل الأنهار عند سريانها أجزاءً من صخور مكسورة قد تصل إلى بحر أو بحيرة، ثمً تستقر الحمولة وتتراكم على شكل طبقات تدعى بالرسوبيات، ويكون وزنها في القمة سبباً في هرس الرسوبيات الباقية في القاع، ما يتسبّب في عصر الماء وخروجه من قطع الصخور وبلورات الأملاح، وتعمل البلورات على تكوين نوع من الصمغ يعمل على لصق أجزاء الصخور ببعضها البعض، وينتج الصخر الرسوبي الذي يتميز عن الصخور النارية بأنه ينشأ فوق سطح الغلاف الصخري نتيجة لعوامل التعريّة الظاهرة وفعل الكائنات العضوية.
• الصخور المتحولة: تنشأ الصخور المتحولة بفعل عوامل الضغط والحرارة، والتي تؤثر على الصخور المختلفة نارية أو رسوبية، وتتعرّض هذه الصخور إلى أطنان من الضغط؛ ما يتسبّب في ارتفاع حرارتها بشكل كبير جداً، وهذا ما يُسبّب التحول في السمات الأصلية للصخر.

المواد السائبة

المواد السائبة (الفضفاضة) أو غير المتصلبة، والتي تتراوح في أحجامها بين الطين والرمل والحصى، وتستطيع المياه الجوفية السير بين حبيباتها لمسافات تعتمد على حجم حبيبات التربة، وتُعرف دراسة المواد السائبة بدراسة العصر الرباعي، وتشمل هذه الدراسة: 

• علم الرواسب.
• مورفولوجية الارض.
• علم المناخ القديم.

البنية الجيولوجية للأرض

تتكون بنية للأرض الداخلية من طبقات هيكلية كروية تشبه البيضة، والتي تختلف بخصائصها الكيميائية الخاصة بها، وتتكون القشرة الخارجية للأرض من السيليكات الصلبة، وغطاء كثير المسام، واللبّ الخارجي السائل، واللبّ الداخلي الصلب، ويمكن حساب كتلة الأرض باستخدام القوة التي تحدثّها الجاذبية الأرضية، كما يمكن حساب متوسط كثافة الأرض عن طريق تقدير حجم الأرض، بالإضافة إلى أنّه يمكن تقدير كتلة وحجم وكثافة الصخور باستخدام الملاحظات بها.

يمكن تقسيم بنية الأرض إلى غلاف صخري، وطبقة الصخور المشوهة، وغطاء الميزوسفير، والللبيّن الخارجي والداخلي، وينقسم الجزء الداخلي للأرض إلى 5 طبقات هامة، ويمكن تقسيمها كيميائياً إلى القشرة والغطائين العلّوي والسفلي واللبيّن الخارجي والداخلي، وتوجد طبقات مكونات الأرض عند الأعماق التالية أسفل السطح:

العمق (كم)	الطبقة
0 – 60	الغلاف الصخري
0 – 35	القشّرة
35 – 60	أعلى جزء من الغطاء
35 – 2890	الغطاء
100 – 200	طبقة الصخور المشوهّة
35 – 660	الميزوسفير العلوي (الغطاء العلوي)
660 – 2890	الميزوسفير السفلي (الغطاء السفلي)
2890 – 5150	اللبّ الخارجي
5150 – 6360	اللبّ الداخلي

الظواهر الجيولوجية

الظواهر الجيولوجية (بالإنجليزية: Geological Phenomena): هي ما يفسر ما يحدث في علم الجيولوجيا للإنسان، وتحدث هذه الظواهر بشكل طبيعي، ويكون تأثيرها على الكرة الأرضية من أكثر من ناحية، منها: الترتيب، والاتساق، والمحتوى، والتكوين، كما أنّ لها العديد من الأشكال التي تحدث على الأرض وباقي الكواكب الأخرى، ومن الأمثلة على الظواهر الجيولوجية التي تحدث على سطح الأرض ما يلي:

الكهوف (Caves)

تُعّد الكهوف فجوات واسعة وطبيعية في الأرض، ويمكن للإنسان دخولها واستكشافها، وتتكون الكهوف من أنواع كثيرة من الصخور، والتي تشكّلت بفعل العمليات الجيولوجية المتنوعّة على مدار السنوات، ومن أكثر الكهوف شهرةً وأكبرها حجماً كهوف الحل، وتتميز بتكوّنها بسبب التفاعل الكيميائي الذي حدث بين الصخور المكوّنة من الحجر الجيري (الدولوميت) والمياه الجوفية.

الصحاري (Deserts)

تشكِّل خُمس مساحة اليابسة على الأرض، وهي موطن مليار شخص في العالم، وعاش الناس بالصحاري لمدة آلاف السنين واستطاعوا التأقلم فيها، والصحاري مناطق جافّة ولا يهطل فيها كميات كبيرة من الأمطار، ولا يزيد معدّل هطول الأمطار فيها عن 25سم سنوياً، وتتمتع بمناخ ساخن، وتصل فيها درجة الحرارة إلى 54° مئوية أثناء النهار، وبعض الصحاري تتميّز بشتاء بارد في مناطق كبيرة، وهي موطن الكثير من النباتات والحيوانات والعديد من الكائنات الحية، وذلك بالرغم من خلوها من الحياة، ويوجد خمسة أنواع للصحاري مصنّفة بناءً على الأسباب التي أدت لجفافها، وهي: 

• شبه الاستوائية.
• الساحلية.
• الظل مطرية.
• الداخلية.
• القطبية.

من صفات الصحاري المشتركة أنها جافّة وقاحلة، بمعنى أنَّ كمية الأمطار التي تسقط فيها أقل من كمية التبخر فيها، وجميع النباتات والكائنات الحية الموجودة في الصحراء تستطيع التكيّف مع كميات المياه القليلة، ويوجد عدة أشكال للتضاريس في الصحاري، مثل:

• الكثبان الرملية.
• الصخور.
• الرمال.
• الأملاح السطحية.

الزلازل (Earthquakes)

هي اهتزازات أرضيّة شديدة تحدث للأرض نتيجة لحركة الطبقات الخارجية فيها، وبعد الانزلاقات المفاجئة في خط الصدع تنطلق طاقة موجيّة تكون السبب في اهتزاز الأرض، والأرض تتكون من 4 طبقات هي: القشرة الصلبة، والغطاء الساخن شبه الصلب، واللبّ الخارجي السائل، واللب الداخلي الصلب، والغلاف الصخري يمثل الطبقتين العلويتين، ويتكون الغلاف الصخري من صفائح عملاقة تدعى بالصفائح التكتونية، تتحرك هذه الصفائح باستمرار وتتدفق للأسفل، وحركة الصفائح المستمرة سبب ضغط على القشرة الأرضية، ما يُسبّب الصدوع والشقوق.

الجليد (Cryosphere)

تشكّلت الكتل الجليديّة والتي تتميز بحجمها الكبير وسماكتها بسبب تساقط الثلج على مر السنين، ويُسبّب تجمد الأنهار مكانها تكوّن الأنهار الجليديّة، والتي تشكّل ما يقارب 10% من مساحة اليابسة، وتشبه في شكلها ملاعب الكرة، ويقع المعظم منها في المناطق القطبيّة، ووجد الباحثون أن الجيد غطّى 32% من اليابسة، و 30% من المحيطات في العصر الجليدي، ومعظم الأنهار الجليديّة تقع داخل سلاسل الجبال.

التسونامي (Tsunami)

 هو عبارة عن سلسلة من الموجات العمّلاقة، والسبب في حدوثها الزلازل، والانفجارات البركانية التي تقع أسفل البحر، ويؤثر عمق المحيط على سرعة هذه الموجات، ولا تزداد ارتفاعاتها بشكل طبيعي، بل تتراكم على ارتفاعات تزيد وترتفع مع حركة انتقال الأمواج للداخل، ويمكن أن تصل سرعة الموجات إلى سرعة الطائرات النفاثة، وتُدعى بموجات المد والجزر، لكن العلماء لا يؤيدون هذا الاسم، ومن الأمثلة على ذلك ما حدث في عام 2009م، وذلك بسبب الزلزال الذي وقع في جنوب المحيط الهادئ، وكان السبب في وقوع العديد من الخسائر الكبيرة. 

البراكين (Volcanoes)

البركان عبارة عن انفجار في قشرة الأرض ينتج عنه شظايا صخور وغازات ساخنة، وتُسبب البراكين خسائر واسعة ماديّة، وبشريّة عند حدوثها قرب المناطق السكنيّة، والسبب في حدوث البركان هو تراكم الصهارة والغنية بالغازات في خزانات قريبة من سطح الأرض، وينبعث البخار والغازات من فتحات صغيرة في الأرض وذلك قبل انفجار البركان.

جيولوجيا الكواكب

جيولوجيا الكواكب هو مجال دراسة الكواكب الأخرى، والاهتمام بها كما تمّت دراسة كوكب الأرض، ويعتمد هذا المجال على المبادئ الجيولوجية الأساسية لدراسة الهيئات الأخرى في النظام الشمسي، ومصطلح جيولوجيا مرتبط مع أسماء كوكبية أخرى غير الأرض، وذلك عند وصف تركيبها وعملياتها الداخلية، مثالاً: علم الدراسة الجغرافية للقمر (بالإنجليزية: Selenology)، وعلم المريخيّات “اللاهوت” (بالإنجليزية: Areology).

يكون تركيز العلماء في البحث عن دلائل من الماضي أو الحاضر عن إمكانية تواجد حياة على أيٍ من الكواكب الأخرى، ومثال ذلك هبوط المسبار الفضائي ويدعى فينيكس (بالإنجليزية: Phoenix)، والذي يقوم بتحليل التراب القطبي المريخي.

الجيولوجيا التطبيقية

تنقسم الجيولوجيا التطبيقية إلى عدة أقسام، وهي:

• الجيولوجيا الاقتصادية: هي فرع مهم من فروع الجيولوجيا، والذي يقوم بدراسة المعادن الاقتصادية التي تساعد الإنسان على قضاء حاجاته المختلفة من أكثر من جانب، ويتم استخراج المعادن الاقتصادية من الأرض، ويحدّد العلماء الموارد الطبيعية للأرض وكيفيّة إدارتها، ومن هذه المعادن: البترول، والفحم، أيضاً الحديد، والنحاس، واليورانيوم، والذين يمثّلون المواد الخام.
• جيولوجيا التعدين: يندرج استخراج الموارد المعدنية من الأرض والموارد المهمّة اقتصادياً تحت جيولوجيا التعدين، ومن الأمثلة على تلك الموارد: الأحجار الكريمة، والمعادن الثمينة، مثل: الذهب، والنحاس، بالإضافة إلى العديد من المعادن، مثل: الأسبستوس (الحرير الصخري)، والبيرلايت، والميكا، والفوسفات، والزيوليت، والطين، والخفاف، والكوارتز، والسيليكا، أيضاً العناصر المهمّة مثل: الكبريت، والكلور، والهيليوم.
• الجيولوجيا البترولية: يتم تحديد الأماكن الجوفية والتي من الممكن أن تحتوي على هيدروكربونات قابلة للاستخراج، وأهمها البترول والغاز الطبيعي، وتتم دراسة تشكيل الأحواض الرسوبية المليئة بالهيدروكربونات، ودراسة تطورها الرسوبي والحركي، بالإضافة إلى تحديد مواقع وحدات الصخور الرسوبية.
• الجيولوجيا الهندسية: يتم استعمال المبادئ الجيولوجية وتطبيقها إلى الاستخدام الهندسي، ذلك من أجل التأكد من المبادئ الميكانيكية للمواد التي تستخدم في بناء المنشآت، بالإضافة إلى التأكد من تأثير العوامل الجيولوجية على موقع معيّن وفق أسس متينة، مثلاً بناء الأنفاق، والجسور، وناطحات السحاب دون انهيارها، وإقامة المباني على تربة ثابتة وليس تربة طينيّة لتجنب انهيارها في المستقبل.
• الهيدرولوجيا والقضايا البيئية: يتم تطبيق الجيولوجيا ومبادئها على مختلف المشاكل البيئية، بالإضافة إلى تحديد وفهم العلاقة بين البيئة الجيولوجية والطبيعة، فمثلاً يتم استخدام هيدرولوجيا المياه الجوفية (الهيدروجيولوجيا) من أجل تحديد مواقع المياه الجوفية غير الملوّثة، والتي تعتبر ذات أهمية خاصة في المناطق الجافة، ورصد انتشار مواقع المياه الجوفية الملوثة.

أبرز علماء الجيولوجيا

• العالم والطبيب والكيميائي الاسكتلندي جيمس هوتون (James Hutton)، والذي يعتبر أباً لعلم الجيولوجيا المعاصرة. 
• العالم والمحامي الاسكتلندي تشارلز لييل (Charles Lyell)، وعاش في الفترة بين القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ميلادي. 
• العالمة البريطانية ماري هورنر (Mary Horner Lyell)، زوجة العالم تشارلز لييل، ومن مواليد القرن التاسع عشر.
• العالم الألماني المختص في علم الجيولوجيا والأرصاد الجوية ألفريد فاجنر (Alfred Wegener).
• العالمة الدنماركية إنجي ليمان (Inge Lehmann)، والتي اكتشفت لبّ الأرض. 
• العالم الفرنسي جورج كوفير (Georges Cuvier)، والذي يعتبر أب علم المتحجرات. 
• العالم الأمريكي من أصول سويسرية لويس أجاسيز (Louis Agassiz)، ويتخصص في علوم الجيولوجيا والأحياء.

أهم كتب علم الجيولوجيا

• كتاب مبادئ الجيولوجيا للكاتب الجيولوجي الإسكتلندي تشارلز لايل، نشر لأول مرة في ثلاثة مجلّدات في الفترة بين (1830 – 1833م).
• كتاب أساسيات الجيولوجيا التاريخية تأليف أ.د. محمد أحمد حسن هيكل، و د. عبد الجليل عبد الحميد هويدي، نشر في عام 2007.
• كتاب علم المعادن لصاحبه إبراهيم مضوي بابكر.

دراسة علم الجيولوجيا

يتم دراسة الأرض وما يخصّها في علم الجيولوجيا، بالإضافة إلى دراسة العلاقة بينها وبين جميع الأشياء القابعة على سطحها أو بداخلها، وتفاعل الأرض مع الكون الخارجي، وقوانينها وأبعادها الخاصّة.

يتم في البداية دراسة الجيولوجيا العامة (بالإنجليزية: General geology)، والمعادن والخامات (بالإنجليزية: Minerals and ores)، بالإضافة إلى البلورات المعدنية (بالإنجليزية: Mineral crystallography)، والعديد من المواد الأُخرى، وتعتبر هذه المواد الدراسية بداية قوية لعلم الجيولوجيا على الصعيد النظري، وعلى الصعيد العملي يتم التعامل بشكل خاص مع عينات الصخور والبلوّرات المعدنيّة.

بعد دراسة الجيولوجيا العامة، يتم البدء بمرحلة التخصص الفرعي، فهناك عدة مجالات يمكن التخصص بها في علم الجيولوجيا، وهي: 

• التخصص في الجيولوجيا الكيميائية (بالإنجليزية: Geochemistry).
• علم دراسة المُحيطات (بالإنجليزية: Oceanography).
• علم الحفريات (بالإنجليزية: Paleontology).
• علم الرسوبيات (بالإنجليزية: Sedimentology).

يوجد بعض المواد الدراسية المشتركة بين تلك التخصصات، والتي تساعد على فهم المحتوى الجيولوجي بشكلٍ عميق، ومن الأمثلة على تلك المواد:

• علم الفلك (بالإنجليزية: Astronomy)
• علم الطبقات البيولوجي (بالإنجليزية: Biostratigraphy).
• علم الجيوفيزياء (بالإنجليزية: Geophysics).
• علم البيئة (بالإنجليزية: Ecology).

تندمج الكثير من العلوم في علم الجيولوجيا، وتساعد الذي يدرسها على معرفتها جميعاً بشكل كافي، فمثلاً تجد القليل من الجغرافيا مندمجةً مع الكيمياء، والفيزياء، وعلم الفلك، ومن الأمثلة على مجالات العمل ذات الصلة التي يمكن ممارستها بها ما يلي:

• فني العينات الجيولوجية، وفني هندسة البيئة، وفني رسم الخرائط، وفني الدقة الزراعية، وفني نظم المعلومات، وفني الاستشعار عن بعد، وفني العلوم البيئية، وفني الجيولوجيا والبترول، وفني البيانات الجيوفيزيائية.
• علماء الجيولوجيا، باستثناء الهيدرولوجيين والجغرافيين.
• علماء الغلاف الجوي، والأرض، والبحرية، وعلوم الفضاء.
• مهندسو التعدين والجيولوجيا، ومهندسو السلامة العامة.
• مدراء الهندسة المعمارية والهندسة البيئية، ومدراء العلوم الطبيعية.
• مخططو استعادة البيئة.
• علماء التربة والنباتات.
• معاونو التخطيط الإقليمي.
• مشغلي الحفر الدوارة والنفط والغاز.
• عمّال المتفجرات، وخبراء مناولة الذخائر والمتفجّرات.

فيديو ما هو علم الجيولوجيا – علم الأرض