نویسنده: زهرا منصوری  چهارشنبه 86/12/8  ساعت 11:0 عصر

موشک

موشکهای فضایی مانند موشکهای آتش بازی عمل می کنند. سوخت با ماده ای به نام اکسنده که حاوی گاز تسریع کننده احتراق یعنی اکسیژن است ترکیب می شود. آنگاه این ترکیب که یک پیشران محسوب می شود، می سوزد و گازهای داغی را تولید می کند، این گازها منبسط شده ، از طریق یک دماغه خارج و باعث می شوند موشک به طرف بالا حرکت کند. این واکنش برای اولین بار در قرن هفدهم توسط دانشمند انگلیسی، اسحاق نیوتن، در قانون سوم حرکتش بیان شد. او اظهار داشت که برای هر عملی (خروج گازها در اینجا) عکس العملی است مساوی ومخالف جهت آن(در اینجا، حرکت موشک).
 

نیرویی که یک موشک را به طرف جلو حرکت می دهد، نیروی پیشران نامیده می شود. قدرت نیروی پیشران به سرعت خارج شدن گاز خروجی بستگی دارد. نیروی پیشران به موشک شتاب داده ، باعث افزایش سرعت آن می شود. مقدار شتاب نیز بستگی به جرم موشک دارد. هر چه موشک سنگین تر باشد، برای رسیدن به فضا، به نیروی پیشران بیشتری نیاز است. تا وقتی که موتورهای موشک، روشن و در حال تولید نیروی پیشران هستند، شتاب فضا پیما نیز هر لحظه زیاد تر می شود. موتورموشک یا از پیشران مایع استفاده می کند یا جامد، اما بعضی اوقات، یک موشک کامل ممکن است در مراحل مختلف ا زهر دو نوع پیشران استفاده کند. کارشناسان موشکهایی را پیشنهاد کرده اند که از انرژی اتمی به عنوان سوخت استفاده می کنند، چرا که آنها از نظر مصرف انرژی بسیار مقرون به صرفه اند. اما ترس از خطر استفاده از سوخت اتمی مانع استفاده از این موشکها شده است.

    موشکهایی که از سوخت  پیشران جامد استفاده می کنند        

سوختهای پیشران از یک نوع سوخت و یک اکسنده تشکیل شده اند. برای روشن شدن موشک، کافی است یک جرقه کوچک سوخت پیشران آن را آتش بزند. سوخت آتش گرفته تا آخرین قطره می سوزد. گازهای حاصل از سوخت پیشران را از طریق دماغه انتهایی موشک خارج می شوند. اولین موشکها را احتمالا در قرن یازدهم میلادی در کشور چین ساخته اند. آنها موشکهایی بودند که از سوخت پیشران جامد استفاده می کردند. سوخت موشک یک نوع باروت بود که از مخلوطی از نیترات پتاسیم، زغال چوب و سولفور تشکیل شده بود.

موشکهایی که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند، اغلب به عنوان موشکهای تقویت کننده ای استفاده می شوند که نیروی اولیه موشکهای بزرگتر را تامین می کنند. موشکهای بزرگتر خود از سوخت پیشران مایع استفاده می کنند. بزرگترین موشکهای مصرف کننده سوخت جامد با 45 متر ارتفاع جزء موشکهای تقویت کننده شاتل فضایی ایالات متحده محسوب می شوند. آنها حاوی 586500 کیلوگرم (2/1 میلیون پوند) سوخت پیشران هستند که بطور متوسط 13 میلیون تن (5/3 میلیون پوند نیرو) نیروی پیشران را تولید می کنند. این موشکها را طوری طراحی کرده اند که بعد از اتمام سوخت و افتادن در دریا، از دریا بیرون کشیده شده ، دوباره برای ماموریتهای بعدی سوختگیری می شوند. ساخت موشکهایی که از سوخت جامد استفاده می کنند چندان دشوار نیست. آنها مقدارزیادی نیروی پیشران را در یک مدت زمان کم تولید می کنند. تنها ایراد این نوع موشکها این است که بعد از روشن شدن به راحتی خاموش نمی شوند. به عبارت دیگر، نمی توان آن را به آسانی تحت کنترل درآورد.

    ""نیروی پیش برنده""   

شاتل فضایی ایالات متحده از موشکهای تقویت کننده عظیم الجثه ای برخوردار است که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند. این پیشران از پر کلرات آمونیم به عنوان اکسنده و پودر آلومینیوم به عنوان سوخت تشکیل شده است.

   موشکهای مصرف کننده سوخت مایع  

اکثر موشکهایی که از آنها در پروازهای فضایی استفاده می شود، از سوخت پیشران مایع بهره می برند. سوخت و اکسنده که در مخزنهای جداگانه ای نگهداری می شوند، هر دو مایع هستند. پمپهای قدرتمندی آنها را به محفظه احتراق می برند؛ در آنجا آنها با هم ترکیب شده، شروع به تولید گازها ی خروجی می کنند. گازهای مذکور نیز به نوبه خود از دماغه انتهایی موشک خارج می شوند. بعضی از موشکها از یک ماده قابل اشتعال سریع برای شروع احتراق استفاده می کنند. سوخت پیشران سایر موشکها هگام ترکیب سوخت و اکسنده شروع به احتراق می کند.

     فرایند احتراق پیشران مایع   

اکسنده و سوخت با هم ترکیب می شوند و در محفظه احتراق شروع به سوختن می کنند. سپس گازهای خروجی حاصل از فرایند اجتراق از دماغه خارج و به عنوان نیروی پیشران، موشک را به طرف جلو حرکت می دهند.

    مراحل مختلف یک موشک    

برای سفر به فضا، یک موشک چند مرحله ای مورد نیاز است. هر کدام از این مراحل یک موشک جداگانه محسوب می شود که هم دارای منبع سوخت است و هم موتور. بسته به وزن محموله ماهواه، از موشکهای تقویت کننده ای در کنار مراحل مختلف موشک برای افزایش نیروی موتورها استفاده می شود. مرحله اول، کل موشک را از زمین بلند می کند و به محض اتمام سوخت از بقیه موشک جدا شده، به زمین سقوط می کند. آنگاه موتور مرحله دوم روشن می شود. به خاطر وزن سبکتر موشک در این مرحله ، شتاب موشک نیز بیشتر می شود؛ این سیر صعودی شتاب با جداشدن هر مرحله از موشک ادامه می یابد. مرحله پایانی موشک قسمت حامل ماهواره را به فضا و به طرف مقصدش حمل می کند.

 

 

 

نویسنده: زهرا منصوری  چهارشنبه 86/1/1  ساعت 12:0 صبح

فعالیت های آتشفشانی کواترنر در حقیقت ادامه فعالیت های ترشیاری در ایران است و در مناطقی که آتشفشانهای کواترنر فعالیت داشته اند، عموما آتشفشانهای ترشیاری نیز با شدت بیشتری فعال بوده اند.
آتشفشان های جوان فعالیت خود را از دوره میوسن به ویژه میوسن بالایی و یا دوره میوپلیوسن شروع کرده اند و تا کواترنر ادامه یافته اند. مهمترین مناطق آتشفشانی نئوژن – کواترنر در ایران به صورت ذیل می باشد:

1- آتشفشان دماوند:

مخروط آتشفشانی دماوند در شرق تهران و 60 کیلومتری ( فاصله هوایی ) آن با مختصات “24 ‘06 520 طول شرقی و “05 ‘57 350 عرض شمالی واقع شده است. نزدیکترین شهرها به این آتشفشان به ترتیب عبارتند از: رینه (در دامنه جنوبی) ، پلور، دماوند و فیروزکوه ( در شرق ). گسترش گدازه ها و مواد آذر آواری در دماوند در حدود 400 کیلومتر مربع و در محدوده ای به طول ‘18 520 تا ‘59 510 و عرض “30 ‘04 360 تا “38 ‘48 350 را شامل می شود.

ارتفاع قله آتشفشانی دماوند از سطح دریا 5610 متر می باشد. 2 مسیر برای صعود به قله وجود دارد؛مسیر اول جنوب شرق که مسیر نسبتا آسانی است و مسیر دیگری مسیر شمالی که صعود از طریق آن بسیار مشکل و خطرناک است. زمستان های منطقه دماوند بسیار سرد همراه با یخبندان و تابستانهای آن معتدل می باشد. در بیشتر ماه های سال قله آتشفشانی دماوند پوشیده از برف است و مناسبترین ماه برای صعود به قله، مرداد ماه می باشد. بخشی از سفیدی قله دماوند که در مرداد ماه قابل مشاهده است، متعلق به گوگردهای متصاعد شده از دهانه مخروط می باشد. مخروط آتشفشانی دماوند در شرق البرز مرکزی قرار دارد. اگر البرز غربی و شرقی را امتداد دهیم، در محل دماوند این دو امتداد از هم دور می شوند.

آتشفشان البرز مربوط به ولکانیسمی است که در کواترنر در البرز مرکزی رخ داده است. تمامی ساختمانهای تکتونیکی از جمله: گسلها ها، تراست ها، چین های البرز مرکزی که در منطقه دماوند وجود دارند، زمانی که به محدوده گدازه ها می رسند، محو می شوند. آتشفشان دماوند به صورت مخروط نامتقارنی است که در قسمت جنوب غرب آن گدازه ها گسترش بیشتری دارند. ریفت مخروط آتشفشانی بیانگر این موضوع است که فعالیت این آتشفشان منحصر به دهانه مرکزی نبوده است بلکه دهانه های جانبی نیز در ایجاد مخروط نقش داشته اند. تعدادی دهانه جانبی در ارتفاعات بالای مخروط در سمت جنوب غرب و شمال شرق قرار دارند اما فعالیت اصلی این آتشفشان از دهانه مرکزی آن صورت می گیرد.
در ترکیب سنگ شناسی آتشفشان دماوند بر اساس میزان Sio2 و ترکیب کانی شناختی آن 3 گروه سنگی قابل تفکیک هستند:

الف – سنگ های بازیک: که این سنگ ها در محدوده پلور و رینه و پل ورکوه دیده می شوند. این سنگ ها نسبت به دیگر سنگ های دماوند قدیمی تر می باشند. زیرا بر روی سنگ های بازیک منطقه پلور مقدار کمی گدازه های حدواسط (تراکی آندزیت) مشاهده می شود. این گدازه ها تنها در دامنه های کم شیب دماوند مشاهده می شوند و مقدار آنها از سایر سنگ ها کمتر است. این گدازه ها به علت درصد Sio2 پائین و سیالیت بالا دارای وسعت بیشتری است.

ب – سنگ های حدواسط: که حجم اصلی سنگ های آتشفشانی منطقه را دارا است شامل گدازه ها و سنگ های آذرآواری می باشد و ترکیب کانی شناختی تراکی آندزیت و تراکیت دارند. تغییرات سنگ شناسی و ژئوشیمیایی تراکی آندزیت ها و تراکیت ها تدریجی بوده و انواع حدواسط بین این دو فراوانند.

ج – سنگ های اسیدی: که مرز بین سنگ های اسیدی و حدواسط در سنگ های آتشفشانی دماوند تدریجی است. این سنگ ها در دامنه قله شمالی کوه هاره و با ضخامت حدود 100 متر بر روی آهک های لار قرار گرفته اند.
این گدازه ها به طور متناوب همراه با مواد توفی به شدت دگرسان شده می باشند.
این گدازه ها متراکم و قرمز رنگ بوده و فنوکریست های پلاژیوکلاز و هورنبلند در آنها قابل تشخیص است.
د- سنگ های ولکانی کلاستیک که در بخشهای جنوبی، شرقی و غربی دماوند بیشتر دیده می شود و در بخشهای شمالی کاهش می یابد. سنگ های ولکانو کلاستیک به 2 دسته پیروکلاستیک و اپی کلاستیک تقسیم می شوند. نهشته های پیروکلاستیک شامل انواع توف های آتشفشانی دماوند شامل موارد زیر می باشند:

• I – توف های شیشه ای دره هزار، توف تراکیتی جنوب قله دماوند، توف شیشه ای شمال دماوند و توف شیشه ای پومیسی رینه.
• II – برش آتشفشانی دماوند.
• III – نهشته های ریزشی پومیسی.
• IV – نهشته های جریانی پیروکلاستیک غرب دماوند و بالای روستای آبگرم.
• V – نهشته های جریانی بلوک و خاکستر.
• VI – نهشته های اپی کلاستیک که در بخشهای جنوبی و شرقی دماوند قابل مشاهده است.

در ارتباط با نحوه تشکیل آتشفشان دماوند نظریات مختلفی ارائه شده است که در ذیل به آنها اشاره خواهد شد:

• اوسینیکو ( 1930 ) معتقد است که منطقه گسلها دار اسک و آبگرم باعث بالا زدن گدازه ها شده است.
• کریستا ( 1940 )، یک خمش در کمان البرز را مسبب تشکیل آتشفشان دماوند دانسته است.
• آلن باخ ( 1966 )، معتقد است که گسلها های تشکیلات رسوبی موجب صعود گدازه ها به سطح زمین گشته اند.
• جانگ و همکاران ( 1975 )، با اعتقاد بر برخورد صفحات عربستان و اوراسیا، فرورانش صفحه عربستان در امتداد سطح بینوف و ذوب این صفحه در اعماق و ایجاد ماگمای آتشفشانی، علت پیدایش نمونه های کالکوآلسکالن ایران مرکزی را مربوط به عمق زیاد این منطقه ذوب می دانند که در نتیجه دور بودن از تراست و عمق زیاد ذوب، سنگ های آتشفشانی آلکالن آشکار شده اند.
• بروس و همکاران ( 1977 ) با توجه به ترکیب شیمیایی گدازه های دماوند آن را آتشفشان ویروس و دور از زاگرس در نظر گرفته و تشکیل آن را مرتبط با برخورد صفحه عربستان و اوراسیا و فرورانش نوع خاص و ذوب پوسته اقیانوسی می دانند.
• علی درویش زاده (1364) عقیده دارد که آخرین حرکت کمپرسیونی (فشارشی) که فلات ایران را تحت الشعاع قرار داده و سبب چین خوردگی، بالا زدگی و جمع شدن پوسته قاره ای ایران گردیده، محل تاشدگی البرز را هم تحت فشار قرار داده است و این فشار موجب فعال شدن شکستگی های عمیق و خروج مواد مذاب گردیده است.
• نوگل سادات (1985) معتقد بود که حرکت گسلها هایی که دارای خمیدگی هستند، باعث ایجاد یک منطقه کشش در محل خمیدگی گشته و آتشفشان دماوند نیز اثر چنین پدیده ای است.
• ایران نژاد (1370) معتقد است که گسلها های عمیق منطقه می توانند شرایطی را ایجاد کنند که از طریق آن ماگمای آلکاسن به سطح زمین برسد. گسلها های اسک، بایجان، نوا، سفیدآب، شاهان دشت و ورارود در منطقه شناخته شده و تا زیر دماوند ادامه دارند.

2- آتشفشان سهند:

این آتشفشان در 40 کیلومتری جنوب تبریز با ارتفاع حداکثر 3710 متر واقع شده است. تعیین سن مطلق گدازه های مختلف آن سن 12 تا 140 هزار سال را نشان می دهد (1356). به عقیده معین وزیری فعالیت های آتشفشانی سهند در چندین مرحله صورت گرفته اند و در بین این مراحل آرامش نسبی وجود داشته است. وفور خاکستر به همراه قطعات یومیسی تا فواصل دور پراکنده شده اند که نشان گر انفجارات شدید آتشفشان سهند است.
بلندترین قله، مجموعه متناوبی از برش، پیروکلاستیک ها و آهک سیلیسی است که طی دو مرحله فعالیت به وجود آمده اند. مرحله اول به صورت انتشار روانه های برشی و مرحله دوم شامل خروج گدازه های داسیتی است. ترکیب سنگ شناختی سهند شامل آندزیت، داسیت، ریوداسیت و ریولیت به همراه مواد آذرآواری فراوان می باشند. ماگمای تشکیل دهنده این سنگ ها اشباع از سیلیس بوده و دارای آلومینیوم زیادی است.

مطالعه این آتشفشان نشان می دهد که ولکانیسم در آب صورت گرفته و آثار انواع ماهی در مناطق اطراف توده سهند بیان گر آن است که سهند را دریایی کم عمق فرا گرفته است. با آغاز فعالیت این آتشفشان در اواسط دوره میوسن و ایجاد شرایط نامطلوب، گروهی از پستانداران به صورت دسته جمعی از بین رفته اند که آثار این جانوران در حوضه های رسوبی اطراف مشهود است.
توده آتشفشانی سهند در واقع یک استراتوولکان شامل پیروکلاست ایگنمبریت و گدازه است که توسط دودکش های مختلف و پراکنده در یک منطقه وسیع بیرون ریخته شده اند. در فاصله دوره های آتشفشانی سهند، رسوبات سیلابی – رودخانه ای و یخچالی تشکیل شده اند که غالبا تا شعاع چندین ده کیلومتری اطراف مراکز آتشفشان گسترش یافته اند. توده آتشفشانی سهند به وسعت بیش از 3000 کیلومتر مربع، رسوبات دوره میوسن و قدیمی تر را پوشانده است. تشکیلات ولکانو سدیمنت آن به شعاع چند ده کیلومتر از دامنه های سهند به طرف جلگه های اطراف گسترش یافته اند.

3- آتشفشان سبلان:

این آتشفشان در باختر شهر اردبیل به ارتفاع 4811 متر قرار دارد که در واقع خط تقسیم حوضه های آبریز ارومیه و رودخانه ارس به شمار می رود. رشته کوه آتشفشانی خاموش سبلان از دره قره سو در شمال غرب اردبیل شروع و در جهت شرقی – غربی به طول 60 کیلومتر و عرض تقریبی 48 کیلومتر تا کوه قوشاداغ در جنوب اهر ادامه می یابد. مخروط آتشفشانی سبلان از نوع چینه ای است که گدازه های آن سطحی معادل 1200 کیلومتر مربع را اشغال کرده اند. مخروط سبلان ساختمان مرکزی عظیمی است که بر روی یک سیستم هورست با روند شرقی – غربی قرار گرفته است.

دیدون و ژرمن ( 1976) سن این آتشفشان را پلیوکواترنر می دانند. اما باباخانی، سکویه و ریو (1369) اظهار می دارند که نخستین جریان گدازه سبلان بر روی توف ها و کنگلومرا های الوار قرار دارند که از نهشته های کواترنر پیشین حوضه مشکین شهر هستند. دیدون و ژرمن فعالیت آتشفشانی سبلان را به 3 بخش تقسیم می کنند:

الف – جریانات گدازه ای سبلان کهن که بیشترین بخش کوه سبلان را در بر میگیرد و شامل آندزیت های زیرین و میانی و جریان گدازه داسیتی است.

ب – فرونشست که بخش مرکزی ساختمان پیشین گسیخته شده که نتیجه آن ایجاد یک فرورفتگی دایره ای به قطر 20 کیلومتر است و همزمان با فرونشست کالدار، فوران های انفجاری نیز روی داده است و از مواد آذرآواری تشکیل شده است.

ج – گنبدها و جریانات گدازه ای سبلان جوان که پس از فروریزش کالدار، فوران مواد آتشفشانی صورت گرفته که بلندترین بخش های مرکزی آتشفشان را تشکیل می دهند.
لازم به ذکر است که فعالیت های آتشفشانی سبلان از نوع آلکالن سریک است.

4- آتشفشان تفتان:

تفتان یک آتشفشان جوان و نیمه فعال به سن پلیوسن – کواترنر در بلوچستان و 50 کیلومتری شهر خاش قرار دارد. ارتفاع این آتشفشان از سطح دریا 4050 متر و از دشت های اطراف 2000 متر است. این آتشفشان در روی فیلیش های کرتاسه بالایی و ایوسن بنا شده است. اولین فوران تفتان شامل گدازه ها و سنگ های پیروکلاستیک با ترکیب داسیت و ریوداسیت در 20 کیلومتری غرب – شمال غرب قله فعلی شروع شده است ( گانسر 1966 ).
فعالیت مجدد تفتان شامل: گدازه های داسیتی و آندزیتی متعلق به اواخر پلیوسن در 10 کیلومتری شمال غرب پس از یک آرامش منجر به تشکیل طبقات اگلومرا، یک انفجار مهم در 2 کیلومتری جنوب قله امروزی به وقوع پیوسته که اثر آن امروزه به صورت گودال فرسایشی دیده می شود.

یکی از ویژگی های جالب در تفتان، ناهماهنگی کانی شناسی و تحول معکوس کانی ها در آندزیت های کواترنر این آتشفشان دیده می شود. در گدازه های تفتان سنگ های بازیک مشاهده نمی شود. سنگ های آذرآواری و توف های پومیسی بخش وسیعی از شرق و جنوب غرب آتشفشان تفتان را می پوشانند که این سنگها عمدتا از پومیس و پرمیسیت تشکیل شده اند.

نویسنده: زهرا منصوری  چهارشنبه 86/1/1  ساعت 12:0 صبح

ریشه لغوی

لغت مینرال (کانی) که از قرون وسطی مورد استعمال قرار گرفته از لغت یونانی Mna (متشابه لاتینی آن Mina است) به معنی "کانی" یا "گردال" (از نظر معدن شناسی) مشتق شده است، لذا نام فارسی آن یعنی "کانی" معروف موادی است که از کانسارها بدست می‌آورند.

نگاه اجمالی

قرنها پیش از دستیابی انسان به فلزات و علم استخراج و مصرف آنها ، برخی از سنگها و کانیها مهمترین ابزار دفاعی ، زراعی و شکار بشر محسوب می‌شده‌اند. بشر اولیه جهت تهیه ابزار سنگی از مولد دارای سختی زیاد همچون سنگ چخماق ، کوارتزیت ، ابسیدین ، کوارتز و ... که در محیط زندگی‌اش فراوان بوده استفاده کرده است. نحوه استفاده و بکارگیری این مولد آنچنان در زندگی و پیشرفت انسان مؤثر بوده است که بر این اساس زمان زندگی انسان اولیه را به سه دوره دیرسنگی ، میانسنگی) و نوسنگی تقسیم شده‌اند. همزمان با شناخت فلزات و استخراج آنها عصر فلزات آغاز گردید. احتمالاً اولین فلز استخراج شده در حدود 450 سال ق.م ، مس بوده است.

کانیها از نظر فیزیکی و شیمیایی اجسام طبیعی و همگن هستند که تقریبا منحصرا بصورت بلور و یا لااقل توده بلورین حاوی ذرات ظریف و ریز تا درشت تشکیل می‌گردند. فقط معدودی از کانیهایی که آنها را بصورت جامد می‌شناسیم، به حالت بی شکل و یا ژلهای وجود دارند. با توجه به همگن بودن شیمیایی کانیها ، ترکیب آنها را می‌توان بوسیله فرمول نشان داد. مع ذلک این فرمول در بسیاری از حالات ، منظور عادی شمی را مجسم نمی‌کند، به این جهت در نگارش آن مفاهیم کریستالو شیمی به مقیاس وسیعی باید منظور گردد. برای معرفی کانیها علاوه بر فرمول آنها ، تمام خواص فیزیکی مانند خواص نورانی ، الکتریکی ، مقاومت ، سختی و بالاخره خاصیت بلورشناسی نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. اساس مطالعه این خواص موضوع کانی شناسی عمومی را تشکیل می‌دهد.

تاریخچه

مصریان قدیم شش هزار سال قبل از میلاد در صحرای سینا فیروزه را به خاطر رنگ زیبایش استخراج می‌کردند. انسانهای عهد حجر ، سنگ آتشزنه را که دارای سطح شکست تیز است، به عنوان چاقو و سرنیزه ، جهت تراشیدن چوب و تهیه نوک تیز کمان به کار می‌برند. علاوه بر تفریت که دارای سطح شکست منحنی شکل است برای تهیه تبر و از سنگ آتشزنه و پیریت جهت تهیه آتش استفاده می‌کردند.

عهد حجر زمانی خاتمه یافت که انسان توانست در نتیجه تجارب گوناگون از مس و قلع آلیاژی به نام مفرغ یا برنز تهیه کند. در طی عهد برنز بشر قرنها تجربه اندوخت تا سرانجام حدود 1000 سال قبل از میلاد مسیح به کشف و تهیه آهن توفیق یافت. به روایت دیگر حدود 2700 سال قبل عصر مفرغ آغاز شد که در این عصر انسان ابزار خود را از این آلیاژ تهیه می‌نموده است. حدود 3000 سال ق.م مصریها از ذوب سیلیس ، شیشه تهیه نمودند و قرنها پیش از میلاد مسیح چین‌ها در فسیلها از کائولن ابزار چینی می‌ساخته‌اند. در طول تاریخ اطلاعات بسیاری در رابطه با چگونگی شکل گیری ، جنس ، ساختمان و سایر خصوصیات کانیها بدست آمده است.

سیر تحولی و رشد

اصولا یونانیها نخستین ملتی بودند که جنبه علمی کانیها را بررسی کردند مثل تالس ملطی که 485 سال قبل از میلاد به خاصیت کهربایی کانیها اشاره کرده و تمیش تکلس (527-549 ق.م) که دست به استخراج معادن زد. یک کتاب سنگ شناسی (الاحجار) که به ارسطو (322-384 ق.م) نسبت می‌دادند بعدها معلوم شد که در سده هشتم نوشته شده ، ولی کتابی از شاگردش یتوفر است (288-372 ق.م) بجا مانده بنام "راجع به سنگها" که شاید بتوان گفت اولین کتاب علمی کانی شناسی است.

کتاب با ارزش دیگری که بعدها نوشته شد بوسیله پزشک رومی جالینوس (201-113 م) بود. اثر دانشمند عالیقدر ایرانی ، ابو علی سینا (1037-970) تحت عنوان "درباره کانیها" را شاید بتوان گفت اولین کتابی است که کانیها را بطور سیستماتیک به چهار دسته تقسیم کرده است. از اروپاییان از کانی شناس آلمانی آلبرت فون بول (280-119 م) یاد می‌کنیم این شخص که به ماگنوس معروف است داراری پنج جلد کتاب از زمینه کانی شناسی است. از دو شخصیت دیگر آلمانی به نامهای باسیلوس والنتین و آگریکولا (1623-1555) یاد می‌کنیم که شخص اخیر بعدها به پدر کانی شناسی معروف گشت.

آخرین شخصی که کانیها را از نظر ظاهری مورد مطالعه قرار داد، کانی شناس روسی لموسوف (1711-1765) بود. در سال 1669 یک دانشمند دانمارکی به نام نیلس استنسن قانون ثابت بودن زوایا را کشف کرد. در همین سال شخص دیگری به نام اراسموس بارتولینوس موفق به کشف شکست مضاعف کلیست ایسلندی گردید. قانون پارامتر وایس آلمانی در دهه دوم قرن بیستم وضع کرد. در سال 1830 هسل 32 کلاسه را ثابت کرد، پس از آن با استفاده از محاسبات ریاضی فدروف روسی و شنفلیس آلمانی 230 شبکه فضایی را ثابت کردند. با کشف اشعه ایکس بوسیله رنتگن ، تحول عظیمی در کانی شناسی بوجود آمد بدینوسیله برای اولین مرتبه ماکس فون لاوه موفق به مطالعه ساختمان داخلی کریستال گردید. بعد از اینکه استفاده از اشعه ایکس در کانی شناسی نشان داده شد، براگ در سال 1913 اولین ساختمان یعنی شبکه نمک طعام را معرفی نمود.

کانی چیست؟

کانی عبارت است از عناصر یا ترکیبات شیمیایی طبیعی جامد ، همگن ، متبلور و ایزوتروپ با ترکیبات شیمیایی نسبتاً معین که در زمین یافت می‌‌شود. خواص فیزیکی کانیها در حدود مشخص ممکن است تغییر نمایند. کانیها به صورت اجسام هندسی با ساختمان اتمی منظم متبلور می‌گردند که به آن بلور می‌گویند. اگر بلور یک کانی را به قطعات کوچک و کوچکتر تقسیم نماییم سرانجام به کوچکترین جزء دارای شکل هندسی منظم خواهیم رسید که آن را واحد تبلور ، سلول اولیه و یا سلول واحد بلور می‌نامند. از کنار هم قراردادن واحدهای تبلور شبکه بلور که سازنده اجسام متبلور است ایجاد می‌گردد.

علاوه بر کانیهای متبلور با دسته‌ای از ترکیبات دارای تمامی خواص کانی بجز سیستم تبلور می‌باشند که این دسته را شبه ‌کانی می‌نامند و شرایط تشکیل کانیها بسیار متفاوت است ، برخی مانند پیریت ممکن است در شرایط بسیار متنوعی ایجاد ‌گردند در حالیکه برخی دیگر به عنوان شاخص کانی ، فشار ، دما وجود عناصر رادیواکتیو و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند. همه کانیها به استثنا شبه‌کانی‌ها در یکی از 7 سیستم تبلور شناخته شده متبلور می‌گردند. برخی از کانیها در شرایط مشابه در کنار هم تشکیل می‌گردند که به آنها پاراژنز با کانی‌های همراه گفته می‌شود. کانیها در طبیعت در اندازه‌‌های بسیار متفاوتی یافت می‌شوند که بر این اساس آنها را به درشت بلور ، متوسط بلور ، ریز بلور و مخفی بلور تقسیم می‌نمایند. برخی از انواع درشت بلور و متوسط بلور در نمونه‌های دستی قابل تشخیص بوده ، انواع ریز بلور توسط میکروسکوپهای قوی و کانیهای مخفی بلور را به کمک اشعه ایکس و میکروسکوپهای الکترونی می‌توان شناسایی نمود.

اهمیت اقتصادی کانیها

کانیها دارای ارزش اقتصادی بسیار زیادی می‌باشند، بطوری که اقتصاد بسیاری از کشورهای جهان نظیر شیلی ، گینه ... بر اساس مواد معدنی پایه‌ریزی شده است. اگر چه بسیاری از کانیها دارای ارزش درمانی ویژه خود هستند و حتی تعدادی به عنوان مواد سمی و مهلک مورد استفاده قرار می‌گیرند، ولی افرادی نیز وجود دارند که همراه داشتن کانیهای معین را در درمان برخی از بیماریهای موثر می‌دانند. در سراسر جهان عده زیادی علاقمند به جمع‌آوری مجموعه‌های کانی هستند، در یک پیک نیک خانوادگی می‌توان نمونه‌هایی از این خلقت زیبای خداوند جمع‌آوری نمود. با توجه به اینکه در کشور ما کانیهای متنوعی وجود دارند و بسیاری از آنها قابل دسترس می‌باشند.

کانیها از دوران پیش از تاریخ ، نقشی اصلی در نحوه زندگی بشر و استاندارد زندگی وی داشته‌اند. با گذشت هر قرن ، اهمیت اقتصادی کانیها به گونه‌ای فزاینده بیشتر شده و امروزه به اشکال بیشماری ، از احداث آسمانخراشها گرفته تا ساخت رایانه به آنها وابسته‌ایم. تمدن جدید ، به طور شگفت آوری به کانیها وابسته است و کاربرد وسیع آنها را الزامی کرده است. تعداد کمی از کانیها مانند تالک ، آزبست ، گوگرد و ... به همان شکل استخراج شده ، معروف می‌شوند. اما بسیاری از آنها را برای به دست آوردن یک ماده مفید ، باید در آغاز فرآوری کرد. برخی از محصولات آشناتر عبارتند از : آجر ، شیشه ، سیمان ، گچ و چیزی در حدود بیست فلز از آهن گرفته تا طلا. کانسنگهای فلزی و کانیهای صنعتی در همه قاره‌ها و در هر جا که کانیهای خاص به اندازه کافی تمرکز یافته و استخراج آنها اقتصادی باشد، استخراج می‌شوند.