چینه‌شناسی و جغرافیای دیرینه

قبول اصل پیوستگی طبقات به یکدیگر که چینه‌شناسی بر اساس آن استوار گردیده است ایجاب می‌کند که علاوه بر تعیین سن لایه‌های مختلف زمین در هر مکان، دنباله‌ی یک لایه نیز در نقاط مختلف کره‌ی زمین مورد شناسایی قرار گیرد. دیرینه‌شناسی در این راه به کمک چینه‌شناسی می‌آید و به وسیله‌ی امکاناتی که در اختیار دارد سن طبقات را مشخص می‌کند.
برعکس اگر مسأله‌ی سن طبقات را در نقاط مختلف کره‌ی زمین حل شده تلقی کنیم، به مسأله‌ی تغییر چهره‌ی یک طبقه در نقاط مختلف آن برخورد خواهیم کرد که اصطلاحاً تغییرات رخساره یا فاسیس (1) این طبقه نامیده می‌شوند و اینک به طور خلاصه مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

تعریف رخساره

مجموع صفات سنگ‌شناسی و دیرینه‌شناسی یک سنگ رسوبی را رخساره‌ی آن سنگ می‌گویند. به علاوه مجموعه‌ی رسوباتی که با توجه به شرایط مختلف رسوب‌گذاری در یک دوره‌ی معین به وجود می‌آید، رخساره‌های مختلف آن دوره را تشکیل می‌دهد.
موقعی که صفات سنگ‌شناسی مذکور با چشم غیر مسلح قابل مطالعه هستند منحصراً کلمه‌ی رخساره و موقعی که تشخیص این صفات با استفاده از میکروسکوپ صورت می‌گیرد کلمه رخساره‌ی میکروسکوپی (2) را به کار می‌برند.
صفات سنگ‌شناسی هر سنگ - ترکیب شیمیایی (آهکی - سیلیسی - رسی و... ) و بافت آن سنگ را شامل می‌شود و مطالعه‌ی ذره‌بینی سنگ‌ها به شناسایی صفات مذکور کمک شایان توجهی می‌کند. مثلاً اگر عناصر تشکیل دهنده‌ی یک سنگ، قطعات تخریبی یک سنگ‌ آهکی زاویه‌دار باشند، سنگ مزبور از نوع برش (3) و اگر این عناصر از بقایای اسکلت آهکی موجودات زنده تشکیل شده باشند به نام سنگ‌های بیوکلاسیک (4) خواهد بود.
شکل 1- رخساره‌های یک دوره‌ی رسوبی در مناطق مختلف دریا - هر یک از این رسوبات که در عمق و شرایط خاصی از دریا گذاشته شده است از نظر سنگ‌شناسی نیز کاملاً با یکدیگر فرق دارد و حتی ممکن است هر کدام سنگواره به خصوصی در برداشته باشد.
به علاوه صفات مشخصه‌ی آثار موجوداتی که در داخل یک سنگ مشاهده می‌شوند صفات دیرینه‌شناسی آن سنگ را تشکیل می‌دهند. در این میان به وسیله‌ی سنگواره‌های چینه‌شناسی، سن طبقات مشخص می‌شود و از راه سنگواره‌ی رخساره‌ای شرایط آن و هوایی محل تعیین می‌گردند.
باید دانست که شناسایی رخساره‌ها مسأله تعیین سن طبقات را حل نمی‌کند. زیرا ممکن است دو سری از رسوبات که دارای رخساره‌های مشابهی هستند هم زمان با یکدیگر به وجود نیامده باشند. برعکس تشکیلاتی که در دوره‌ی معینی به وجود آمده‌اند ممکن است دارای رخساره‌های متفاوتی باشند. مثالی که قبلاً در مورد رسوبات متصل ذکر شده این موضوع را تأیید می‌کند. (شکل 1)

اقسام رخساره‌ها

رخساره‌ها را به طور کلی به دو دسته تقسیم می‌کنند:

1- رخساره‌های خشکی

مشخصات سنگ‌شناسی و دیرینه‌شناسی ته نشست‌هایی را که در داخل قاره‌ها تشکیل می‌شوند تحت عنوان رخساره‌های خشکی دسته‌بندی می‌کنند.
انواع مختلف این رخساره‌ها عبارتند از: رخساره‌ی بادی - رخساره‌ی باتلاقی - رخساره‌ی یخچالی - رخساره‌ی سیلایی - رخساره‌‌ی رودخانه‌ای - رخساره‌ی دریاچه‌ای - رخساره‌ی کولابی.
این رخساره‌ها به سهولت قابل بررسی هستند و تمیز آن‌ها از یکدیگر آسان است. مثلاً وجود سنگ‌های مخطط در منطقه‌ای نشانه‌ی یک رخساره‌ی یخچالی و وجود ماسه‌های ساییده شده و کروی و کدر در رسوبات علامت رخساره‌ی بادی محسوب می‌شود.

2- رخساره‌های دریایی

رسوبات دریایی را از نظر منشأ تشکیل به سه دسته اصلی تقسیم می‌کنند:
- رسوبات بنتیک (5) که در نتیجه‌ی فعالیت موجودات زنده‌ی دریا بن حاصل می‌شوند.
- رسوبات پلاژیک (6) که در نتیجه‌ی فعالیت موجودات زنده دریا میان تشکیل می‌شوند. دسته‌ای از این موجودات به صورت فعال در آب دریا شناور و دسته‌ی دیگر به صورت معلق در آن زندگی می‌کند.
- رسوبات زمینی (7) که از تخریب سواحل دریا حاصل می‌گردند و توسط عوامل فعال خارجی مانند باد - یخچال و آب‌های جاری به دریا حمل می‌شوند.
شکل 2- انواع مختلف رسوبات و نحوه‌ی پراکندگی آن‌ها (از اوبو آن)
رسوبات دریایی را با در نظر گرفتن موقعیت آن در کف اقیانوس‌ها به سه دسته‌ی اصلی زیر تقسیم می‌کنند:
- رسوباتی که در منطقه‌ی فلات قاره دیده می‌شوند. حد تشکیل این رسوبات از طرفی خط ساحلی و از طرف دیگر منطقه‌ای از دریاست که عمق آن در حدود 200 متر است. رسوبات این منطقه دارای منشاء بنتیک و زمینی هستند (ماسه - گل و لای - رسوبات آلی) و رخساره‌ی آن‌ها اصطلاحاً رخساره‌های فلات قاره یا رخساره‌های کم عمق نامیده می‌شوند. (شکل 3).
- رسوباتی که در منطقه‌ی عمیق (8) یا منطقه‌ی شیب‌دار فلات قاره‌ی دریاها تشکیل می‌گردند. این منطقه در دنباله‌ی فلات قاره قرار دارد و به اعماق دو تا سه هزار متری دریاها محدود می‌شود. رسوبات منطقه‌ی عمیق با داشتن رخساره‌های زمینی یکنواخت مانند گل‌های آبی رنگ عهد حاضر و آهک‌های مارنی مربوط به دوره‌های گذشته‌ی عمر زمین مشخص می‌شوند.
- رسوباتی که در منطقه‌ی خیلی عمیق (9) یعنی در عمق بیشتر از دو تا سه هزار متر به بعد تشخیص داده می‌شوند و شامل رخساره‌های پلاژیک نظیر گل‌های گلوبیژرین‌دار، رادیولردار و دیاتومه‌دار مربوط به عهد حاضر، سنگ‌های آهکی و سیلیسی مربوط به دوره‌های گذشته‌ی عمر زمین و گل رس قرمز رنگ مربوط به عمیق‌ترین نقطه‌ی دریا هستند. به طور کلی عدم دسترسی آسان به رسوباتی که امروزه در اعماق اقیانوس‌ها تشکیل می‌شوند باعث شده است که مطالعه‌ی این رسوبات و تجزیه‌ و تحلیل رخساره‌های آن‌ها با اشکالات زیادی انجام گیرد. به علاوه دائمی بودن بعضی از اقیانوس‌ها و خارج نشدن ته نشست‌های آنها از سطح آب سبب شده است که رسوبات امروزی از لحاظ مطالعه‌ی رخساره‌ها اهمیتی نداشته باشد و رخساره‌‌ی این رسوبات مفهوم و معنای واقعی خود را از دست بدهد.
شکل 3- نمایش پراکندگی مناطق رسوب‌گذاری در دریاها (از اوبو آن).
1- خشکی 2- منطقه‌ی فلات قاره 3- اقیانوس.

روش تنظیم نقشه‌ی جغرافیایی زمین در گذشته

نخستین و اساسی‌ترین روشی که برای تنظیم نقشه‌ی جغرافیایی زمین در گذشته از آن استفاده می‌شود، روش استفاده از رخساره‌ها به عبارت صحیح‌تر روش استفاده از تفسیر رخساره‌هاست که اینک مورد بررسی قرار می‌گیرد.
اما امروزه روش‌های مکمل دیگری که از نوع ژئوفیزیکی می‌باشند به کمک این رشته می‌آیند و اطلاعات کمی ذی‌قیمتی در اختیار آن قرار می‌دهند.

1- روش استفاده از رخساره‌ها

این روش مستقیماً وضع یک حوضه‌ی رسوبی را که زمین‌های مورد مطالعه در آن انباشته شده‌اند مشخص می‌کند و به طور غیر مستقیم، وضع مناطق مجاور این حوضه‌ی رسوبی را معین می‌نماید.
الف - روش استفاده از رخساره‌ها در تعیین نوع حوضه‌ی رسوبی (جنس و عمق رسوبات) و وضع پیش روی و پس روی در این حوضه

1- نوع حوضه‌ی رسوبی - جنس و عمق رسوبات:

دامنه‌ی اطلاعاتی که در این زمینه با استفاده از رخساره‌ها به دست می‌آید تابع نوع رخساره است و بر حسب محیط تشکیل رسوبات تغییر می‌کند.
رخساره‌های خشکی از این نظر دارای اهمیت بیشتری هستند و اطلاعاتی که به کمک آن‌ها به دست می‌آیند با توجه به سهولت مطالعه‌ی این سری رخساره‌ها وسیع‌تر می‌باشند. مثلاً شناسایی ماسه‌های فرسایش یافته مدور و قلوه‌سنگ‌های شکاف‌دار، تشخص ریپل مارک‌ها (10) که در بعضی از حالات، جهت وزش باد را مشخص می‌کند، مشاهده‌ی طبقات کولابی که محل زندگی ماهی‌های زره‌دار اولیه بوده است، و اطلاعاتی نظیر آن‌ها سبب گردیده‌اند تا بتوانند به طرز رضایت‌بخشی پیکره «قاره ماسه سنگ‌های سرخ قدیمی» را در دوره‌ی دونین ترسیم کنند، (قاره‌ی پهناور و خشکی که با داشتن آب و هوای نیمه بیابانی، سطحی فرسایش یافته با سفره‌های آب شیرین و محدود مشخص بوده و منظره‌ی کمربندی‌های بیابانی و نیمه‌گرم کنونی را در نظر مجسم می‌کند). به علاوه با استفاده از این اطلاعات توانسته‌اند به طرز قابل قبولی وضع یخچال‌های اواخر دوره‌ی کامبرین را در نیمکره‌ی جنوبی کنونی (خصوصاً در آفریقای جنوبی) از روی وجود سنگ‌های یخچالی مخطط به نام تیلیت (11) (سطوحی که به وسیله یخچال‌ها مخطط گردیده‌اند، شیارهایی که گاهی دقیقاً جهت حرکت یخچال‌ها را معرفی می‌نمایند) معین کنند. به همین طریقه توانسته‌اند ماسه سنگ‌های سرخ جدید دوره‌ی پرمین، تشکیلات یخچالی ائو کامبرین و مخصوصاً دوران چهارم را نیز از نظر وسعت و حدود جغرافیائی مورد بررسی قرار دهند.
تفسیر رخساره‌های دریایی و تجسم شرایطی که رسوبات دریایی مورد مطالعه در آن شرایط به وجود آمده‌اند نسبت به رخساره‌های زمینی سابق‌الذکر خیلی مشکل‌تر است و این مساله در مورد رخساره‌های پلاژیک به مراتب پیچیده‌تر از رخساره‌های ساحلی (12) است.
در منطقه‌ی ساحلی و کم عمق دریاها رخساره‌های آلی به خوبی قابل شناسایی هستند و به سهولت می‌توانند مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند. به همین جهت با استفاده از نتایجی که در این زمینه به دست ‌آورده‌اند توانسته‌اند تشکیلات مرجانی متعلق به دوره‌های مختلف زمین‌شناسی را دوباره بازسازی کنند. برای روشن شدن این مطلب یکی از تشکیلات مرجانی متعلق به دوره کرتاسه فوقانی را انتخاب (شکل 4) و پراکندگی رخساره‌ها را در اطراف این رشته‌های (13) مرجانی مورد مطالعه قرار می‌دهیم. در این تشکیلات ملاحظه می‌کنیم که خود رشته مرجانی از یک آهک ساختمانی تشکیل شده است و گروه‌های متراکمی از موجودات متعلق به دوره‌ی سابق‌الذکر (دو کفه‌ای‌های گروه رودیست‌ها) آن را به وجود آورده‌اند.
شکل 4 - نمایش پراکندگی رخساره‌ها در اطراف یک رشته مرجانی که از رودیست‌ها (14) به وجود آمده و به کرتاسه فوقانی تعلق دارد (از اوبوآن).
در طرف داخلی یعنی در طرفی که در مورد یک سد مرجانی به طرف ساحل و در مورد یک جزیره‌ی حلقوی مرجانی (15) به طرف وسط جزیره قرار دارد، آهک‌های گچ‌داری ته‌نشین گردیده‌اند که در لا به لای آن‌ها مارن‌های سبز رنگ همراه با تعداد کمی از جانوران میکروسکوپی (16) نسبتاً غیر مشخص (مانند کونئولین‌ها (17) - دی سیکلین‌ها (18) و غیره) دیده می‌شوند. در طرف خارجی یعنی در طرف دریا ابتدا لایه‌هایی مشاهده می‌گردند که در آن‌ها جانوران تشکیل دهنده‌ی تشکیلات مرجانی آن طور که در طبیعت زندگی می‌کردند قرار نداشته و همراه با روزنه‌داران دریایی مانند اوربیتوئیدها (19) دیده می‌شوند. کمی دورتر از آن مقداری از برش‌های دامنه‌ی رسیف به طرف دریا سرازیر می‌گردد و در لا به لای تشکیلات پلاژیک متعلق به قسمت‌های عمیق دریا وارد می‌شود. به همین علت این تشکیلات از طرفی محتوی روزنه‌داران دریا میان نظیر گلوبوترونکانا (20) هستند و از طرف دیگر اوربی‌توئیدهای مخصوص برش‌های مرجانی نیز در داخل آن وجود دارند. دنباله‌ی تشکیلات مذکور که از سنگ‌های آهکی پلاژیک ساخته شده به قسمت‌های عمیق‌تری از دریا منتهی می‌شود. این رسوبات مشخصات آهکی پلاژیک ساخته شده به قسمت‌های عمیق‌تری از دریا منتهی می‌شود. این رسوبات مشخصات تشکیلات منطقه عمیق دریا را دارا هستند و جانوران مخصوص این منطقه نیز (گلوبوترونکانا) در آن دیده می‌شوند. چنین مشخصاتی که در مورد یکی از تشکیلات مرجانی متعلق به کرتاسه‌ی فوقانی ذکر گردید با مختصر تغییری (به ویژه از نظر موجودات سازنده‌ی این تشکیلات) در کلیه‌ی تشکیلات مرجانی که متعلق به دوره‌های دیگر زمین‌شناسی است مشاهده می‌گردد.
در مورد رخساره‌هایی که به منطقه‌ی پلاژیک تعلق دارند باید گفت که تفسیر این سری رخساره‌ها بسیار مشکل و از مطالعه‌ی آن‌ها تنها با این نکته استنباط می‌شود که نسبت به رخساره‌های ساحلی (نریتیک) در قسمت‌های عمیق‌تری از دریا تشکیل گردیده است.
تفسیر رخساره‌های مذکور در مواقعی که رخساره‌هایی از نوع زمینی نیز در آن‌ها دیده می‌شوند به مراتب مشکل‌تر است و تنها از روی اندازه‌ی ذراتی که منشأ زمینی دارند می‌توان موقعیت آن‌ها را نسبت به ساحل دریا مشخص کرد ولی تعیین شکل کف دریا و عمق منطقه‌ای که این رسوبات در آن منطقه تشکیل گردیده‌اند عملاً به وسیله‌ی این رخساره‌ها به آسانی میسر نخواهد بود. با این همه پاره‌ای از رسوبات پلاژیک خالص و فاقد ذرات خارجی را، با سهولت زیادتری می‌توان تفسیر کرد. مثلاً بعضی از رخساره‌ها نظیر رادیولاریت‌ها که منحصراً از سیلیس تشکیل شده‌اند و پوسته‌ی رادیولرها در آن‌ها به فراوانی دیده می‌شود ته‌نشست‌هایی به طول چند متر را تشکیل می‌دهند. این ته‌نشست‌ها معرف بسیار مناسبی برای منطقه‌ی خیلی عمیق دریا هستند و به همین علت عموماً به حفره‌های رسوبی یا گودال‌های عمیق کف دریا (21) نسبت داده می‌شوند. اما باید در نظر داشت که بعضی از ته‌نشست‌ها ممکن است در نتیجه‌ی مخلوط شدن با موادی که از دهانه‌ی آتشفشان‌های زیر دریایی خارج می‌شوند، از مواد سیلیسی غنی شده و با مواد سیلیسی متعلق به مناطق بسیار عمیق دریا اشتباه شوند. در این صورت باید توجه داشت که این قبیل رسوبات برخلاف رسوبات رادیولاریتی تشکیلات وسیع و یکنواختی را به وجود نمی‌آورند و از روی این صفت از آن‌ها قابل تشخیص می‌باشند. رخساره‌های دیگر نسبت به رسوبات رادیولاریتی شاخص‌های خوبی برای تشخیص عمق رسوبات نیستند و فقط از روی آن‌ها می‌توان گفت که این رسوبات جزو رسوبات ساحلی محسوب نمی‌شوند. رسوبات متراکم و دانه‌داری که در دوران اول به نام گریوت (22) و در دوران دوم آمونیتیکوروسو (23) نامیده می‌شوند. به نظر می‌رسد که این تشکیلات بر روی برجستگی‌های زیردریایی که از محیط اقیانوسی جدا شده یا بر روی بخش مرتفع منطقه شیب‌دار فلات قاره که در نزدیک کرانه‌ی دریا قرار داشته‌اند به وجود آمده‌اند. نبودن مشخصات سنگ‌های رسوبی در این تشکیلات مؤید این است که برآمدگی‌های مذکور احتمالاً به وسیله‌ی جریان‌های زیردریایی شسته شده و ذرات آن پراکنده گردیده‌اند.
به علاوه وجود منظره‌ی کارست‌های زیردریایی در آن‌ها نشانه‌ی آن است که احتمالاً مقداری از رسوبات در آب حل شده و مجدداً در آن محل ته‌نشنین گردیده است. در هر صورت شدت عمل این جریان‌ها قابل مقایسه با افزایش مکانیکی نیست و در نتیجه‌ی آن چین و شکن‌هایی به وجود می‌آیند که با چین و شکن‌های منطقه‌ی ساحلی کاملاً تفاوت دارند.

2- حدود حوضه‌های رسوبی - وضع پیش‌روی و پس روی در این حوضه‌ها:

یکی از مشکلاتی که جغرافیای دیرینه عموماً با آن مواجه می‌باشد تعین حدود حقیقی دریاها در دوران‌های مختلف عمر زمین است. و این عمل اغلب اوقات تنها با تعیین حدود رخ نمون‌ها (24) انجام می‌پذیرد که آن هم به علت عدم تطابق خطوط ساحلی با حدود این رخ نمون‌ها ارزش و اعتبار چندانی نمی‌تواند داشته باشد. در پاره‌ای موارد نظیر آن چه در مورد رسوبات دوره سوم در حوضه‌ی پاریس مشاهده می‌گردد طریقه‌ی قرار گرفتن ته‌نشست‌ها چنان است که به خوبی می‌توان رخساره‌های دریایی و فلات قاره‌ای را از یکدیگر تشخیص داد و حتی حدی که این دو سری رخساره‌ها را از یکدیگر جدا می‌کند مشخص کرد. با وجود این رسوبات مشخص و قابل تفسیر منطقه که در نتیجه تبخیر آب کولاب‌ها به وجود آمده و به همین علت عموماً جزو رسوبات کولابی یا تبخیری (25) دسته‌بندی می‌شود نمی‌توانند معرف قرار گرفتن این سری مناطق در کنار دریاها باشند زیرا گاهی نیز گودال‌های بسته‌ای که در داخل فلات قاره‌ها وجود دارند چنین آثاری را از خود بر جای می‌گذارند.
به علاوه ممکن است این قبیل ته‌نشست‌ها اصولاً جزو رسوبات کولابی یا تبخیری نبوده و مطابق آن چه عده‌ای از محققان در مورد ژیپس‌های دوره‌ی تریاس تصور می‌کنند - در نتیجه‌ی اکسیداسیون و دیاژنز (26) رسوبات رسی احیا کننده‌ی پلیت‌ها (27) به وجود آمده باشند.
تغییرات خطوط ساحلی که در حالت اشغال خشکی به وسیله‌ی دریا آن را پیش‌روی و در حالت معکوس آن را پس روی می‌گویند به وسیله‌ی آثار و علایمی مشخص می‌شوند که از نظر هندسی و رخساره‌ای قابل شناسایی هستند.
از نظر هندسی هر پیش‌روی به وسیله‌ی لایه‌های پیش‌رونده‌ای مشخص می‌شود که بر روی لایه‌های کم وسعت‌تری قرار گرفته است. حد لایه‌های پیش‌رونده نسبت به لایه‌های زیرین بیش و کم مشخص است و اصولاً در مواقعی که عمل پیش‌روی، بر روی منطقه‌ی چین‌خورده و فرسایش یافته صورت می‌گیرد حدود لایه‌ی سابق‌الذکر کاملاً مشخص و در غیر این صورت کمتر مشخص می‌باشد (شکل A5 و B).
از نظر رخساره‌ای - لایه‌های تحتانی سطح پیش‌روی از موادی تشکیل شده است که به صورت دیگری در ساحل دیده می‌شود. این مواد اغلب از نوع پودنگ هستند و در نتیجه‌ی نقل و انتقال و تحول قلوه سنگ‌های منطقه‌ی ساحلی دریا به وجود آمده‌اند. ولی اگر منطقه‌ی مورد پیش‌روی قبلاً فرسایش یافته و پایدار باقی بماند، در این صورت ممکن است پودنگ تشکیل نشود به همین جهت پیش‌روی کامبرین در نرماندی و پیش‌روی دونین در آردن (28) با شناسایی کنگلومرا است ولی پیش روی دوران دوم در ماسیف هر سی نین با نبودن کنگلومرا مشخص می‌شود. در حالت اخیر پیش روی دریا عموماً با مشاهده‌ی ماسه‌سنگ فلدسپات‌دار (29) که از نقل و انتقال و تحول آرن‌های گرانیتی به وجود می‌آیند نشان داده می‌شود.
شکل 5- شمای پیش‌روی رسوبات بدون دگرشیبی (A) و با دگرشیبی (B) اشکال فوق نشان می‌دهند که در حالت (A) قبل از پیش روی دریا بر روی خشکی هیچ گونه حرکات کوه‌زایی و فرسایش انجام نگرفته است (هم‌شیب)، در صورتی که در حالت (B) ابتدا حرکات کوزه‌ایی باعث چین‌خوردگی لایه‌های رسوبی شده‌اند و پیش‌روی دریا بعد از وقوع عمل فرسایش در این لایه‌های چین‌خورده صورت گرفته است. (از اوبوآن).
بنابراین نباید پیش‌روی دریا را با تشکیل پودنگ‌ها مترادف دانست، مضافاً بر این که بسیاری از کنگلومراها در لا به لای تشکیلات رسوبی متصل دیده می‌شوند و منحصراً وقوع حرکات کوه‌زایی و بالا آمدن طبقات را در همسایگی نشان می‌دهند - این کنگلومراهای بین تشکیلاتی در طبقات رسوبی رشته کوه‌ها به فراوانی مشاهده می‌شوند.
پس‌روی دریا را نظیر پیش‌روی آن می‌توان از روی صفات هندسی و رخساره‌ای زیر به خوبی مشخص کرد.
- از نظر رخساره‌ای - رسوبات به طرز به خصوصی بر روی هم قرار گرفته‌اند، رخساره‌های متعلق به منطقه نسبتاً عمیق در پائین، رخساره‌های کولابی در وسط و رخساره‌های فلات قاره بر روی آن‌ها دیده می‌شوند.
اما علایم هندسی و رخساره‌ای پیش‌روی و پس روی ممکن است در همه حال با یکدیگر مطابقت نکنند. در این صورت اشکالاتی در تعیین حدود دریاها ایجاد خواهند گردید. مثلاً اگر از نظر هندسی رسوباتی را پیش‌رونده بشناسیم که وسعت آن زیادتر از لایه‌های زیرین باشد، این تعریف فقط رسوباتی را شامل می‌گردد که از نوع فلات قاره‌ای به حساب می‌آیند. مانند ماسه سنگ‌های سرخ قدیمی دوره‌ی دونین و یا ماسه‌سنگ‌های سرخ جدید دوره‌ی پرمین که از نظر هندسی نسبت به لایه‌های زیرین پیش‌رونده می‌باشند. در صورتی که اگر رخساره‌های پس رونده‌ای از نوع کولابی دریاچه‌ای را مورد مداقه قرار دهیم، لایه‌های فوقانی را برخلاف انتظار، وسیع‌تر از لایه‌های تحتانی مشاهده خواهیم کرد- این حالت در رخساره‌های پس رونده‌ی کوپر (30) در دوره‌ی تریاس به خوبی آشکار است زیرا در دوره‌ی اخیر تشکیلات کوپر از نظر رخساره‌ پیش‌رونده و از نظر هندسی پس رونده هستند. البته این دو علامت رخساره‌ای و هندسی در حقیقت مخالف یکدیگر نیستند و اصولاً موقعی که دریا منطقه‌ای را آزاد می‌کند ممکن است منطقه‌ای را در طرف دیگر تحت اشغال خود قرار دهد. این سری اشکالات باعث شده‌اند که در اصطلاحات پیش‌روی و پس روی تجدید نظری به عمل آورند و آن‌ها را فقط در مواردی که از رخساره‌ها سخن به میان می‌آید، به کار ببرند. درمقابل موقعی که از نظر هندسی رسوباتی مورد مطالعه قرار می‌گیرند در صورت توسعه‌ی این رسوبات لغت گسترش (31) و در صورت کم شدن وسعت آن نسبت به رسوبات زیرین لغت جمع‌شدگی (32) را استعمال نمایند.
بنابراین الزامی نیست که پیش‌روی دریا همیشه با گسترش رسوبات همراه باشد همانطور که در مورد تشکیلات کویر در تریایس این مسأله وضوحاً به چشم دیده می‌شود.
ضمناً یاد‌آوری می‌کند که پیشروی دریا و شروع مجدد رسوب‌گذاری در منطقه‌ای را نباید با یکدیگر اشتباه کرد. زیرا فقدان یک لایه درمنطقه‌ای ممکن است نشانه‌ی خروج رسوبات از سطح دریا نبوده و به وجود یک جریان زیر دریایی بستگی داشته باشد که مانع تشکیل رسوبات می‌گردد. در این حالت در سطح رسوباتی که رسوب‌گذاری مجدد بر روی آن انجام می‌گیرد لایه‌ی سختی (33) تشکیل می‌شود و مشاهده‌ی چنین لایه‌ای در یک منطقه، فکر پیش‌روی و پس روی دریا را در این منطقه کاملاً رد می‌کند.

ب) اطلاعاتی که به طور غیرمستقیم از مطالعه‌ی رخساره‌ها به دست می‌آیند:

1- رخساره و حرکات کوه‌زایی

بررسی رخساره‌ها می‌تواند بر حسب نوع آن چگونگی حرکات کوه‌زایی و تاریخ وقوع آن و تغییرات تکتونیکی زمین را معلوم و وجود یک دوره‌ی چین‌خوردگی را در تاریخ عمر زمین مشخص کند.
تاریخ وقوع چین‌خوردگی‌ها اصولاً از روی شناسایی نخستین لایه‌ای که در اثر فرسایش مناطق چین‌خورده حاصل شده است، آخرین لایه‌ای که تحت تأثیر چین‌خوردگی قرار گرفته است و همچنین کنگلومراهایی که در اثر فرسایش مناطق چین خورده حاصل و در نزدیکی‌های آن منطقه جمع شده است معین می‌شود (شکل 6).
شکل 6- تعیین سن یک دوره‌ی چین‌خوردگی بعد از تشکیل لایه‌ی 3 که آخرین طبقه‌ی چین‌خورده می‌باشد و قبل از تشکیل لایه‌ی a که اولین لایه‌ی پیش‌رونده محسوب می‌شود و محتوی کنگلومراهایی است که از لایه‌های 1 و 2و 3 به دست آمده است، صورت گرفته است (از اوبوآن)
البته بر حسب این که از یک یا تمامی موارد سابق‌الذکر جهت تعیین یک دوره‌ی چین‌خوردگی استفاده شده باشد، آن دوره را با پیشوند پست (34) یا آنته (35) آغاز می‌نمایند که از کلمات پستریور (36) یعنی بعدی و آنته‌ریور(37) یعنی قبلی گرفته شده است، مثلاً در تشکیل رشته کوه‌های پیرنه، یک دوره‌ی آنته سنومانین (38) شناخته می‌شود که در حد فاصل بین اشکوب آلبین (39) و سنومانین (40) (دو اشکوب از دوره کرتاسه) قرار گرفته است. زیرا در این رشته کوه‌ها آخرین لایه از رسوبات متعلق به اشکوب آلبین چین‌خوردگی پیدا کرده و رسوبات اشکوب سنومانین به صورت دگرشیب بر روی آن پیش‌روی حاصل کرده‌اند. مثال‌هایی از این قبیل در مناطق مختلف کره‌ی زمین فراوان به چشم می‌خورد که هر یک معرف یک دوره‌ی چین خوردگی می‌باشد.
و اما در مورد کمکی که مطالعه‌ی رخساره‌ها به نحوه‌ی وقوع یک چین‌خوردگی می‌تواند بکند باید گفت که پیش‌روی در صورتی که با دگرشیبی همراه باشد، وقوع یک چین‌خوردگی را قبل از انجام عمل پیش‌روی معرفی و در غیر این صورت (در صورت هم شیب بودن) منحصراً وقوع یک جنبش ساده‌ی کوه‌زایی را مشخص می‌کند. البته باید توجه داشت که اگر یک سری رسوبات در روی دامنه‌ی چین‌خوردگی‌ها به صورت دگرشیب قرار گیرند، در صورت فراخ بودن دامنه‌ی چین‌خوردگی ممکن است نسبت به طاق یا ناویک طاقدیس یا ناودیس هم شیب باشند. به علاوه تشکیل گسل‌ها، حتی در صورت مهم بودن آن‌ها نیز ممکن است در تشکیل دگرشیبی‌ها نقشی را ایفا ننماید (شکل 7).
شکل 7- شمای هم شیبی ظاهری زمین‌های پیش رونده در محور ناودیس‌ها (A) یا در مواردی که حرکات کوه‌زایی با تشکیل گسل‌های فراوانی همراه هستند (B) (از اوبوآن).
باید توجه داشت که تکتوژنز (41) و اوروژنز (42) در یک منطقه را که با مطالعه اولی وضع قرار گرفتن طبقات نسبت به یکدیگر (از لغت یونانی تکتون (43) یعنی بنا کننده) و با مطالعه‌ی دومی وضع برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های زمین (از لغت یونانی اوروس (44) یعنی کوهستان) مشخص می‌شود هر یک دارای قلمروهای مخصوص به خود می‌باشند. همچنان که یک دوره‌ی تکتوژنز به کمک یک دگر شیبی معرفی می‌شود و وجود رخساره‌های کنگلومرائی فقط بالا آمدن طبقات رسوبی را بدون توجه به علت و چگونگی وقوع آن معرفی می‌کند.
البته بعضی از رخساره‌ها که منشأ زمینی دارند می‌توانند وقوع حرکات کوه‌زایی در یک منطقه و تشکیل چین‌خوردگی‌ها را در همین منطقه به طور مشترک مشخص کنند. تشکیلات مختلفی نظیر فلیش‌ها (45) و مولاس‌ها (46) و همچنین طریقه‌ی قرار گرفتن این رخساره‌ها در لا به لای لایه‌های دیگر (ماسه، پلیت) به همین منظور می‌تواند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

2- رخساره‌ها و آب و هوا

گاهی اوقات از صفحات سنگ‌شناسی ته‌نشین‌های روی زمین، آب و هوای محیطی را که در هنگام تشکیل این ته‌نشین‌ها بر روی زمین مستولی بوده است مشخص می‌نمایند. مثلاً رخساره‌های بادی وجود یک آب و هوای نیمه بیابانی یا بیابانی را در دوره‌ی تشکیل این رخساره‌ها نشان می‌دهند.
اخیراً مطالعه‌ی کانی‌های تشکیل دهنده‌ی گل‌های رسی نیز توانسته است اطلاعات تازه‌ای در مورد شرایط آب و هوایی لازم برای تشکیل آن‌ها در اختیار ما قرار دهد. مثلاً تشکیل ایلیت در آب‌وهوای معتدل و کائولینیت در آب و هوای استوایی و نیمه استوایی بهتر صورت می‌گیرد. سرانجام رنگ قرمز رسوبات مؤید وجود آب‌وهوایی است که امروزه در مناطق خشک، نیمه خشک و استوایی کره‌ی زمین دیده می‌شود و عامل تشکیل زمین‌های سرخ (47) در مناطق خشک و لاتریت‌ها در مناطق استوایی محسوب می‌شود. ولی چون رنگ قرمز رخساره‌ها اصولاً معرف یک محیط رسوبی اکسیدکننده است (در محیط کاملاً اکسید کننده ترکیبات فریک با رنگ قرمز و در محیط نسبتاً اکسید کننده ترکیبات فرو با رنگ سبز و در محیط احیا کننده ترکیباتی با بنیان سولفور آهن با رنگ‌ آبی به وجود می‌آید) به همین جهت در بعضی از حالات مشاهده‌ی رنگ قرمز در برخی از ته‌نشست‌ها شرایط آب و هوایی تشکیل آن‌ها را مشخص نمی‌کند.
صفات دیرینه‌شناسی رسوبات نیز می‌توانند به نوبه‌ی خود اطلاعات ذی قیمتی درمورد آب و هوای دوره‌های گذشته عمر زمین در اختیار ما قرار دهند. مطالعه‌ی گیاهان سنگواره شده‌ی موجود در رسوبات، از این نظر اهمیت زیادتری داشته است و به عنوان مثال فراوان بودن گیاهانی که امروزه به مناطق گرم زمین تعلق دارند در زمین‌های دوران سوم اروپا نشانه‌ی گرم بودن آب و هوا در دوره سوم و سرد شدن آن طی این دوره و دوره چهارم می‌باشد.
وجود چوب‌های بهاره و پاییزه در تنه‌ی گیاهان پایانیز وجود فصل را در یک دوره‌ی زمین‌شناسی معین می‌کند. فقدان این سری لایه‌ها در گیاهان حوضه‌های ذغال سنگی دوره‌ی کربونیفر نشانه این است که این حوضه‌ها در آن دوره در منطقه‌ی استوایی کره‌ی زمین واقع بوده‌اند. زیرا لایه‌های چوبی تنها در گیاهان منطقه‌ی استوایی به حالت پیوسته دیده می‌شوند. سابق بر این تصور می‌کردند که در دوره‌ی کربونیفر و دوره‌های ما قبل آن فصل وجود نداشته است و سطح استوایی نسبت به سطح مدار زمین به دور خورشید مایل نبوده است. در حالی که مطالعات زمین‌شناسی وجود آب و هوای متمایز از یکدیگری را در همه‌ی دوره‌ها در نقاط مختلف کره‌ی زمین نشان داده‌اند. مخصوصاً وجود کمربندی از مناطق خشک و نیمه استوایی و مطالعات مغناطیس گذشته نتایج حاصل از مطالعات زمین شناسی را تأیید کرده‌اند.
با شروع دوره چهارم تغییرات شدید آب و هوایی به سرعت و به دفعات مختلف انجام گرفته و آب و هواشناسی گذشته (48) در این زمینه توانسته است اطلاعات گرانبهائی در اختیار ما قرار دهد. مشاهده‌ی رسوبات یخچالی معتدل امروزی، وجود رسوبات آبرفتی در مناطق بیابانی کنونی، بررسی گیاهان و در صورت فقدان آثار خود گیاه، وجود دانه‌های گرده‌ی آن‌ها در تورب‌زارها این اطلاعات را تکمیل و به طبقه‌بندی آب و هوا کمک فراوانی می‌کند.
برعکس در مورد دوره‌های قدیم از عمر زمین باید جانب احتیاط را از دست نداد و به مشاهده‌ی بعضی از آثار ظاهری که غالباً شخص را به شبهه می‌اندازد اکتفا نکرد مثلاً وجود تراکم عظیم تشکیلات ذغال سنگی در دوره‌ی کربونیفر باعث شده است که آب و هوای استوائی را برای همه‌ی نقاط کره‌ی زمین در این دوره تعمیم دهند. در صورتی که آب و هوای دوره‌ی کربونیفر در مناطق کره‌ی زمین با یکدیگر اختلاف داشته و در همان زمانی که جنگل‌های استوایی در بعضی از نقاط آن توسعه‌ی فراوان داشته است نقاط دیگری از آن به وسیله‌ی یخچال‌ها پوشیده بوده‌اند. به علاوه تشکیل اجتماعات ذغال‌سنگی اجباراً به آب و هوای استوایی نیازمند نبوده است، مشاهده‌ی ذغال‌سنگ‌ها و همچنین لینیت که به دوره‌های جدیدتری تعلق دارند. در کلیه‌ی دوره‌های عمر زمین این مسأله را تأیید می‌کند.

2- استفاده از روش‌های تکمیلی در تنظیم نقشه‌های جغرافیایی

الف- استفاده از مطالعه دمای دیرینه: (49)
برقراری رابطه‌ی مستقیم بین دما و نسبت ایزوتوپ‌های مختلف اکسیژن، مخصوصاً نسبت ایزوتوپ اکسیژن 18 به ایزوتوپ معمولی، اکسیژن 16، سبب گردیده است تا در سال‌های اخیر بتوانند شرایط آب و هوایی تشکیل سنگ و زندگی موجودات را از روی نسبت این ایزوتوپ در سنگ‌های رسوبی و در بقایای موجودات مشخص کنند. استفاده از این روش برای نخستین بار توسط یوری (50) در روی یک بلمنیت (51) که روستر(52) آن از لایه‌های متحدالمرکز تشکیل شده است معمول گردید و نشان داده شد که تشکیل این لایه‌ها در دمای مختلف و احتمالاً در فصول مختلف انجام گرفته است.
نتایج حاصل از این قبیل مطالعات، اطلاعاتی را که با روش استفاده از رخساره‌ها به دست آمده بودند تائید کردند. ولی به نظر می‌رسد که دماهائی که در مورد آب دریا به دست آمده گاهی از اوقات زیاد بالا بوده است.
اساس روش عبارت است از گزینش ایزوتوپ‌ها به وسیله‌ی تبخیر آب است: بخار آب از ایزوتوپ سبک اکسیژن 16 غنی شده در حالی که مایع باقی مانده به موازات آن از ایزوتوپ سنگین اکسیژن 18 غنی می‌شود. نتایج حاصل از این روش متفاوت است:
- آب‌های شیرین نسبت به آب دریا اکسیژن 18 کمتری دارند و این امر از تبخیر آب و تبدیل بخار به باران ناشی می‌شود.
- آب در دریاهای گرم که بیشتر از آب دریاهای سرد تبخیر می‌شود غنی‌تر از اکسیژن 18 است. از این موضوع است که برای حل مسأله دمای دیرینه استفاده می‌شود.

ب- استفاده از مطالعه‌ی مغناطیس دیرینه: (53)

مطالعه‌ی مغناطیس دیرینه کره‌ی زمین نتایج زیادی را در سال‌های اخیر به همراه داشته است که مهم‌ترین آن‌ها مسأله‌ی چگونگی اشتقاق قاره‌هاست که سابقاً نیز توسط وگنر(54) ابراز شده است.
با این روش توانسته‌اند وضعیت قاره‌ها را در طول تاریخ زمین نشان داده و به این نتیجه برسند که خشکی‌ها، در روزهای اولیه تشکیل به صورت مجموعه واحدی بوده‌اند که پانژه (55) یا پانگه اَ(56) نامیده شده‌اند (شکل 8) در مقابل این خشکی بزرگ، دریای عظیمی به نام پانتالاسا (57) وجود داشته که اقیانوس‌ها و دریاهای امروزی از آن مشتق شده‌اند. در طول تشکیل قاره‌ها از پانگه اَ و تغییرات بعدی آن‌ها، احتمالاً محور قطبین زمین نیز از چنین تغییراتی تبعیت کرده است. در حقیقت قطب‌ها جا به جایی پیدا نمی‌کنند بلکه این قاره‌ها هستند که در رابطه با محور قطب، به صورت مطلق و در رابطه با یکدیگر به صورت نسبی تغییر مکان حاصل می‌کنند.
شکل 8- پراکندگی رخساره‌های یخچالی دوره‌ی پرموکربونیفر در رابطبه با به هم پیوستگی قاره‌ها و تشکیل خشکی واحد پانژه یا پانگه آ در بخش جنوبی آن، که محل قطب جنوب آن دوره نیز بوده است. (از وگنر)
به دنبال قطعه قطعه شدن خشکی گندوانا و پراکنده شدن آن به اطراف اقیانوس اطلس جنوبی و اقیانوس هند، به نظر می‌رسد که محل قطب جنوب در دوره‌ی کربونیفر، در اقیانوس اطلس جنوبی امروزی قرار داشته است.
ضمناً آمریکای شمالی و قسمتی از اورازی نیز بر روی خط استوا متمرکز بوده‌اند. وجود آثار ذغال سنگی دوره کربونیفر در این منطقه مؤید این موضوع است.
بنابراین خشکی واحد پانگه آ در دوره‌ی پرموکربونیفر با پراکندگی آب و هوای دیرینه آن دوره مطابقت می‌کند.
به علاوه، مطالعه‌ی مغناطیس دیرینه می‌تواند محل اولیه و طول و عرض جغرافیائی هر منطقه را در دوره‌های گذشته‌ی زمین معین کند و اطلاعات تازه‌ای در مورد وضع جغرافیایی پوسته‌ی زمین در گذشته ما قرار دهد. با در دست داشتن این اطلاعات می‌توان به طور تقریبی و با قید احتیاط دوره‌های جدید را در رابطه با جابه‌جایی قاره‌هائی که دقیقاً شناسائی شده‌اند تعیین کرد. پراکنده بودن تشکیلات ذغال سنگی متعلق به دوره‌ی کربونیفر در منطقه‌ی استوایی این دوره (اگرچه در بعضی از نقاط تشکیلات یخچالی دوره‌ی کربونیفر به تشکیلات ذغال سنگی این دوره نزدیک می‌باشد ولی این مسأله از حرکت قاره‌ها در دوره‌های بعدی ناشی می‌شود) و همچنین مطابقت منطقه ماسه سنگ‌های سرخ قدیمی با منطقه بیابانی و نیمه حاره‌ای زمین در دوره‌ی دونین از جمله نتایجی هستند که با استفاده از این روش به دست آمده‌اند.
در هر صورت روش‌های فوق الذکر تا کنون نتایج حاصل از مطالعه رخساره‌ها را در همه حال تأیید کرده‌اند و اطلاعات کمی و دقیقی در مورد جغرافیایی گذشته زمین در اختیار ما قرار داده‌اند. نتایج روش‌های تعیین سن مطلق زمین در مقابل روش‌های تعیین نسبی را دارا بوده‌اند.

پی‌نوشت‌ها:

1. Faciès.
2. Microfaciès.
3. Breche.
4. Bioclastique.
5. Benthique.
6. Pélagique.
7. Terigène.
8. Bathyale.
9. Abyssale.
10. Ripple Marks.
11. Tillite.
12. Néritique.
13. Recif.
14. Rudiste.
15. Atoll.
16. Mixrofaune.
17. Cunèolines.
18. Dicyclines.
19. Orbitoides.
20. Globotruncana.
21. Sillon.
22. Griottes.
23. Ammonitico rosso.
24. Affleurement.
25. Evaporites.
26. Diagénese.
27. Pélites.
28. Ardenne.
29. Arkose.
30. Keuper.
31. Extension.
32. Retraction.
33. Hard ground.
34. Post.
35. Anté.
36. Posteérieur.
37. Antérieur.
38. Anté - Cenomanien.
39. Albien.
40. Cenomanien.
41. Tectogendèse.
42. Orogènése.
43. Tecton.
44. Oros.
45. Flychs.
46. Molasses.
47. Terra rosa.
48. Paléoclimatologie.
5049. Paléotemperature.
50. Urey.
51. Belemnite.
52. Rostre.
53. Paléomagnétisme.
54. Wegener.
55. Pangée.
56. Pangaea.
57. Panthalassa.

منبع مقاله :
منبع‌مقاله: ابراهیم‌زاده، خدیجه، (1388)، جغرافیای دیرینه، تهران: انتشارات دانشگاه تهران، چاپ پنجم.