آثار هنری منحصر بفرد هنری مریم نامدار

یارب نظرتو برنگردد        برگشتن روزگار، سهل است.

صفحه اصلی آب و خاک خاک چیست؟ (دید کلی):

خاک چیست؟ (دید کلی):

نامه الکترونیک چاپ PDF

 

مقدمه:

در سال های دور خاک به عنوان بخش بی ارزش پوسته زمین به شمار می رفت. تا اینکه در سال ۱۸۸۰ میلادی توسط دانشمندی روسی به نام "داکوچائف" بعنوان بخشی زنده و دارای ارزش مورد مطالعه قرار گرفت.

خاک با یک تکه سنگ خرد شده و یا یک لایه جرم کثیف متفاوت است، خاصه مهم خاک این است که زنده است و موجودات زنده را می پروراند که مثال بارز آن گیاهان هستند. به دیگر بیان میتوان خاک را پوسته ای از زمین نامید که بدون آن زمین خواهد مرد.

خاک چیست؟ (دید کلی):

خاک مخلوط پیچیده ای از مواد معدنی، آلی و موجودات زنده است. خاک یکی از محصولات محیط است که دائماً در معرض تغییر و نمو قرار دارد. خاک همیشه و در همه حال توسعه می یابد حال یا به آهستگی در مناطق خشک و یا سریع در مناطق مرطوب.

پوسته زمین (در اینجا خاک) بوسیله باد، آب یا فعالیت های انسان فرسوده می شود و از دیگر سو توسط فرآیند هوا زدگی سنگ ها یا به عبارت درست تر مواد مادری مجدّداً احیا یا نو می شود. خاک با دیمانسیون سه بعدی تعریف می شود یعنی ارتفاع به علاوه مساحت.

هنگامی که در جاده ای شما در حال حرکت هستید به مقطع بریده تپه کنار جاده (مقطع طبیعی) نگاه کنید. می بینید که خاک روی آن، از لایه های مختلفی با رنگ های متفاوت تشکیل شده است. دقت کنید که به چه ترتیبی ضخامت لایه های منفرد از بالا به پائین تغییر می کند.

چرا لایه های پائینی خاک تپه معمولاً ضخیم تر هستند؟ چرا لایه بالائی خاک تیره تر است؟ پاسخ همه این سوال ها به چگونگی تشکیل خاک بر می گردد.

تصویر از رایزو باکتریای خاک تهیه شده است.

تصور هر شخص از خاک بر اساس استفاده ای است که از آن می کند.

یک مهندس عمران، از خاک بعنوان زیر بنا و مهد ساختمان، جاده و بزرگراه نگاه می کند.

یک مهندس معدن، خاک را پوششی می بیند که باید آنرا بردارد تا به معادن و کانی های گرانبها دست پیدا کند.

یک طراح فضای سبز به خاک بعنوان منبعی برای ساخت یک پارک یا باغ زیبا می نگرد.

و بالاخره، مهندسین کشاورزی و منابع طبیعی به خاک بعنوان منبعی برای تولید محصولات کشاورزی و جنگل نگاه می کنند.

ما می توانیم و باید علوم متداول مثل شیمی، فیزیک و بیولوژی را در مطالعات خاک بکار ببریم. همانطوری که بسیاری از دانشمندان در طول سالیان متمادی اینکار را انجام داده اند. ولی تحقیقات اخیر نشان دهنده این است که باید تحقیقات خود را تنوع ببخشیم و تغییراتی در آن بوجود آوریم. چالش پیش روی ما نگاه به کل سیستم طبیعی همراه با پیشرفت علوم در سایر زمینه ها و روابط متقابل بین آنهاست.

آیا میتوان روی موجودات زنده خاک بدون توجه به محیط زیست مطالعه نمود؟ آیا میتوان یک ذره از خاک را بدون در نظر گرفتن ذرات کنار آن در یک خاکدانه مطالعه نمود؟ مشخصاً، دانش بیشتری را باید بدست آوریم. اگر چشمان خود را بیشتر باز کنیم تا از ماورای حصاری که علوم متداول یاد شده برای ما ترسیم نموده اند و با زاویه ای دیگر به مسائل بنگریم. دانشمندان خاک (خاک شناسی) در زمینه های شیمی، فیزیک و بیولوژی در اندیشه چنین کاری خواهند بود، به شرطی‌که وقتی به خصوصیات فیزیکی، شیمیائی و بیولوژیکی خاک فکر می کنند، پویایی و روابط متقابل آنرا از یاد نبرند.

خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک:

1- خصوصیات فیزیکی:

خاک‌ ها مرکب از سه فاز یا حالت جامد، مایع و گاز هستند. مطالعه فیزیکی این سه فاز، فیزیک خاک نام دارد و مشتمل بر موارد زیر میباشد:

1- دانسیته و تخلخل

2- بافت

3- ساختمان

4- رنگ

5- نگهداری و حرکت آب در خاک

هر چند بیشتر این خصوصیات خاک از مواد مادری آن به ارث می رسند ولی بعضی تلاشهای انسانی می توانند برخی از این خصوصیات را تغییر دهند بطوریکه حاصلخیزی خاک تامین شود. ساختمان مدوری که در شکل دیده می شود یک نمونه از خاکی است که نمک های سدیمی زیادی دارد. محصولاتی که در چنین خاک هایی رشد می کنند مشکلات فراوان نفوذپذیری ریشه های گیاهی را خواهند داشت.

2- خصوصیات شیمیایی:

مطالعات مربوط به خواص شیمیایی خاک به خصوصیات شیمیایی خاک که بستگی به ترکیب معدنی، مواد آلی و محیط دارد، می پردازد.
همانطور که می دانیم، واکنش‌های شیمیایی هنگامی رخ می دهند که مواد یا ترکیب و یا تجزیه شوند بطوریکه با مواد اولیه از نظر ماهوی تفاوت دارند. واکنش ها در حین انجام یا انرژی از دست می دهند یا انرژی خواه هستند. مواد جدید وقتی بوجود می آیند که پیوندهای بین اتم ها یا یون ها تشکیل می شود، پیوند هایی شکسته می شوند و یا وقتی اتم ها آرایش جدیدی به خود می گیرند. یون ها اتمهائی هستند که به واسطه از دست دادن یا گرفتن الکترون ها باردار شده اند، مثبت یا منفی. یون های با بار مخالف همدیگر را جذب می کنند، در حالی که یون های با بار یکسان همدیگر را دفع می کنند. یک مثال ساده ترکیب اکسیژن و هیدروژن و تشکیل آب است.

فهم شیمی خاک در فهم تشکیل خاک و حاصلخیزی نقش مهمی دارد. چگونگی شکسته شدن سنگها و کانی ها و تبدیل آنها به ترکیبات جدید برای درک چگونگی هوا دیدگی و فرسایش خاک ضروری است. نیز چگونگی تبدیل و تشکیل مواد معدنی خاک ها منجر به حاصلخیزی بهتر و روشهای برتر آزمایشهای خاک منجر می شود. تصویر، یک مقطع نازک از مواد مادری خاک را زیر یک میکروسکوپ پلاریزان نشان می دهد.

هر کانی دارای قابلیت حلالیت و همچنین مقاومت به هوادیدگی منحصر بفرد می باشد. در کانی های مشابه، ذرات کوچکتر سریعتر حل می شوند به علت اینکه دارای سطح تماس (در واحد جرم) بیشتری هستند و این سطح در معرض فرایند هوا دیدگی می باشند.

3- خصوصیات بیولوژیکی:

بیولوژی خاک مطالعه موجودات زنده در خاک است. تعداد زیادی باکتری، قارچ، اکتینو مایست، کرمها، حشرات، پستانداران و جوندگان کوچک در خاک زندگی می کنند. بسیاری از این موجودات زنده به تامین حاصلخیزی خاک بواسطه تجزیه باقیمانده های گیاهی و جانوری که منجر به گردش مجدد عناصر غذایی می شود کمک می کنند. تاثیر متقابل بین موجودات مختلف یک موضوع بسیار جالب در علم خاک است. یک مثال از این تاثیر متقابل همیاری باکتری با ریشه گیاهان است که در تصویر نشان داده شده است. اغلب این همیاری به فواید دو طرفه منجر میشود.

عوامل موثر در تشکیل خاک:

1- سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر:

کمیت و کیفیت خاک‌ های حاصل از سنگ‌های مختلف اعم از سنگهای آذرین، رسوبی و دگرگونیبه کانی‌های تشکیل دهنده سنگ، آب و هوا و عوامل دیگر بستگی دارد. خاک حاصل از تخریب کامل سیلیکات های دارای آلومینیوم و همچنین سنگهای فسفاتی از لحاظ صنعتی و کشاورزی ارزش زیادی دارد. در صورتیکه خاک ‌هایی که از تخریب سنگ‌های دارای کانی‌ های مقاوم (از قبیلکوارتز و غیره) در اثر تخریب شیمیایی پدید آمده‌اند و غالبا شنی و ماسه‌ ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی می‌باشند.

2- ارگانیسم:

تمایز انواع خاک‌ها از نقطه نظر کشاورزی به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در آن بستگی دارد. نیتروژن موجود در اتمسفر بطور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نمی‌باشد. بلکه ترکیبات نیتروژن ‌دار لازم برای رشد گیاهان باید به شکل قابل حل در خاک وجود داشته باشد که این عمل در خاک‌ ها بوسیله برخی از گیاهان و باکتری ‌ها انجام می‌شود. خاک‌ ها معمولا دارای یک نوع مواد آلی کربن ‌دار تیره رنگی هستند که هوموس نامیده می‌شوند و از بقایای گیاهان بوجود می‌آید.

3- زمان:

هر قدر مدت عمل تخریب کانی ‌ها و سنگ ‌ها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کامل تر انجام می‌گیرد. زمان تخریب کامل بسته به نوع سنگ، ساخت و بافت سنگ‌ ها و نیز ترکیب وخاصیت تورق کانی ‌ها متفاوت می‌باشد ولی بطور کلی سنگ های رسوبی خیلی زودتر تجزیه شده و به خاک تبدیل می‌شوند، در صورتی که سنگ های آذرین مدت زمان بیشتری لازم دارند تا تجزیه کامل در آن ها صورت گرفته و به خاک تبدیل گردند.

4- آب و هوا:

وفور آب‌ های نفوذی و عوامل آب و هوا از قبیل حرارت، رطوبت و غیره در کیفیت خاک‌ها اثر بسزایی دارند. جریان آب های جاری بخصوص در زمین ‌های شیب ‌دار موجب شستشوی خاک ‌ها می‌شوند و با تکرار این عمل مقدار مواد معدنی و آلی بتدریج تقلیل می‌یابد. اثر تخریبی اتمسفر همانطور که قبلا بیان گردید روی برخی از کانی‌ها موثر و عمیق می‌باشد و هر قدر رطوبت همراه با حرارت زیادتر باشد شدت تخریب نیز بیشتر می‌گردد.

توپوگرافی محل تشکیل خاک:

اگر محلی که خاک ‌ها تشکیل می‌شوند دارای شیب تند باشد در نتیجه مواد تخریب شده ممکن است بوسیله آب های جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آب های جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود به جای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آب های جاری باعث تقلیل مواد معدنی و آلی خاک ها شود در نتیجه این منطقه خاک ‌های خوب تشکیل نخواهند شد. ولی برعکس در محل‌های صاف و مسطح که مواد تخریب شده به سادگی نمی‌ توانند به جای دیگری حمل شوند فرصت کافی وجود داشته و فعل و انفعالات بصورت کامل انجام می‌پذیرد.

مواد تشکیل دهنده خاک‌ها:

موادی که خاک ‌ها را تشکیل می‌دهند به چهار قسمت تقسیم می‌شوند:

1- مواد سخت:

مواد سخت را ترکیبات معدنی تشکیل می‌دهند ولی ممکن است دارای مقداری مواد آلی نیز باشند. البته این ترکیبات معدنی از تخریب سنگ‌ های اولیه یا سنگ مادر حاصل شده‌اند که گاهی اوقات همراه با مواد تازه کلوئیدی و نمک ‌ها می‌باشند.

2- موجودات زنده در خاک ‌ها:

تغییراتی که در خاک ‌ها انجام می‌پذیرد بوسیله موجودات زنده در خاک انجام می‌گیرد. قبل از همه ریشه گیاهان، باکتری ‌ها، قارچ ها، کرم ‌ها و بالاخره حلزون ‌ها در این تغییرات شرکت دارند.

3- آب موجود در خاک‌ ها:

آبی که در خاک وجود دارد حمل مواد حل‌شده را به عهده دارد که البته این مواد حمل شده برای رشد و نمو گیاهان به مصرف می‌رسد. آب موجود در خاک‌ ها از باران وآب های نفوذی، آب جذب شده و بالاخره آب های زیرزمینی تشکیل شده که در مواقع خشکی از محل خود خارج شده و به مصرف می‌رسد.

4- هوای موجود در خاک:

هوا همراه با آب در خوه ‌های خاک‌ ها وجود دارد که البته این هوا از ضروریات رشد و نمو گیاهان و ادامه حیات حیوانات می‌باشد. مقدار اکسیژنی که در این هوا وجود دارد از دی اکسید کربن کمتر است و این بدان علت است که ریشه گیاهان برای رشد و نمو اکسیژن مصرف کرده و دی اکسید کربن پس می‌دهند.

تقسیم‌ بندی خاک‌ ها از لحاظ سنگ ‌های تشکیل دهنده:

بر حسب دانه‌های تشکیل دهنده خاک و همچنین شرایط میزالوژی و پتروگرافی زمین خاک‌ های مختلفی وجود دارد که عبارتند از:

1- خاک رسی:

ذرات رس (Clay) دارای قطری کوچکتر از 0.002 میلی‌متر می‌باشند و در حدود 50% خاک را تشکیل می‌دهند.

خاک ‌های رسی چون دارای دانه‌های بسیار ریزی هستند به خاک سرد معروفند و در مقابل رشد گیاهان مقاومت نشان داده و رشد آن ها را محدود می‌کنند.

2- خاک‌ های سیلتی:

50 درصد این نوع خاک ‌ها را ذرات سلیت تشکیل داده است که دارای قطری بین 0.05 تا 0.002  میلی‌ متر می‌باشند و بر حسب اینکه ناخالصی مثل ماسه، رس و غیره به همراه دارند به نام خاک ‌های سیلتی ماسه‌ای و یا سیلتی رسی معروفند.

3- خاک‌ های ماسه ‌ای:

این خاک ‌ها از 75% ماسه تشکیل شده‌اند. قطر دانه‌ها از 0.06 تا 2 میلیمتر است و بر حسب اندازه دانه ‌های ماسه به خاک‌ های ماسه ‌ای درشت، متوسط و ریز تقسیم می‌گردند. مقدار کمی رس خاصیت خاک‌ های ماسه ‌ای را تغییر می‌دهد و این نع خاک آب را بیشتر در خود جذب می‌کند تا خاک ‌های ماسه‌ای که فاقد رس هستند.

4- خاک ‌های اسکلتی:

خاک های اسکلتی به خاک هایی اطلاق می‌گردد ک در حدود 75% آن را دانه‌ هایی بزرگتر از2  میلی ‌متر از قبیل قلوه سنگ، دیگ و شن تشکیل می‌دهند. این خاک‌ ها، آب را به مقدار زیاد از خود عبور می‌دهند و لذا همیشه خشک می‌باشند.

خاک های مشکل آفرین:

برخی از خاک ها در کارهای مهندسی مشکل آفرین اند.

مهم ترین خاک های مسئله ساز عبارت اند از:

1- خاک های منبسط شونده:

این خاک ها جزء گروه خاک های رسی بوده و معمولاً مخلوطی از کانی های رسی و غیر رسی اند. مشخصات ژئوتکنیکی این خاک ها توسط بخش رسی آنها کنترل می شود. این گروه از خاک ها دارای مقدار قابل توجهی کانی مونتموریونیت اند که با آبگیری متورم شده و بر اثر از دست دادن آب منقبض می شود. تغییر حجم این خاک ها بر اثر تغییرات رطوبت یکی از مهم ترین مسائل و مشکلاتی است که مهندسان با آن روبرو هستند، به نحوی که شاید بتوان این پدیده را یک مشکل جهانی به حساب آورد. بررسی ها نشان داده است که خسارت های ناشی از عملکرد منفی از این نوع خاک بیش از هر یک از بلایای زمین شناسی دیگر است.

2- خاک های فروریزنده:

برخی از خاک ها به محض آنکه از آب اشباع می شوند حجمشان به سرعت کاهش می یابد. این مصالح در طبیعت اغلب به صورت نیمه اشباع یا خشک یافت می شوند و مانند خاک های منبسط شونده، تا زمانی که رطوبت خاک تغییر نکند، مشکلی برای سازه ها ایجاد نمی کنند. خاک های فروریزنده اغلب مصالحی در حد ماسه، لای و رس هستند که در محیط های خشک در پای دامنه کوه ها بر جای گذارده شده اند. این خاک ها که به صورتی نیمه پایدار ته نشین شده اند، بر اثر آبگیری و اشباع به صورت ناپایدار در می آیند. به نظر می رسد که ساخت خاک در حالت نیمه اشباع، به علت کشش سطحی آبی که در محل تماس بین ذرات قرار دارد، پا برجاست.

بر اثر آبگیری و اشباع خاک منافذ از آب پر شده و کشش سطحی صفر می شود و خاک فرو می ریزد.

3- خاک های آبگونه شونده:

خاک های مستعد آبگونگی (روانگرایی) ماسه های ریزدانه و لایه هایی هستند که از تراکم کمی برخوردار بوده و معمولاً به حالت اشباع می باشند. در صورتی که این خاک ها تحت تأثیر بارگذاری لرزشی، مانند زمین لرزه های طبیعی یا زمین لرزه های القایی، قرار گیرند خاک به سرعت متراکم می شود. متراکم شدن سریع باعث افزایش ناگهانی فشار آب بین ذره ای می گردد که در نتیجه آن مقاومت برشی به سرعت کاهش می یابد، تا حدی که گاه مقاومت برشی به صفر رسیده و خاک مانند مایعات جریان می یابد.

4- رس های سریع:

رس های سریع یا رس های حساس معمولاً نهشته های یخچالی در حد رس هستند که در کشورهای اسکاندیناوی و در امتداد رودخانه سن لوران در شرق کانادا یافت می شوند. مکانیسم گسیختگی این خاک ها هنوز مورد بحث است. تحقیقات آزمایشگاهی اخیر نشان داده است که پودر سنگ غنی از کوارتز با یک رطوبت ثابت میتواند هم به صورت مایع و هم به صورت جامد عمل کند. این ویژگی با سرعت تنجش نمونه کنترل می شود. به این ترتیب که در سرعت های کم تنجش رفتار اجسام جامد را داشته و در سرعت های زیاد تنجش مانند مایعات عمل میکند.

منابع:

tahghigh.irjavan.com

articlefa.ir

asemankafinet.ir

 

Google +1 Button


By PLAVEB

Social Widgets Ultimate Edition

188امروزmod_vvisit_counter
355دیروزmod_vvisit_counter
4712این هفتهmod_vvisit_counter
3250هفته گذشتهmod_vvisit_counter
11639این ماهmod_vvisit_counter
21018ماه گذشتهmod_vvisit_counter
819091کل بازدیدهاmod_vvisit_counter

بازدیدکنندگان: 16 مهمان حاضر
IP شما: 54.162.159.33
 , 
امروز: 31 شهریور 1397

تصاویر آثار در لنزور

لطفاً کلیک کنید

لنزور

جدول قیمت ارز


قیمت روزانه طلا و ارز