سنگ

سنگ (rock)

تکه‌ای جامد از زمین یا هر تودۀ معدنی دیگر در منظومۀ شمسی. سنگ‌ها از کانی‌ها یا موادی با منشأ آلی تشکیل شده‌اند. سه نوع اصلی سنگ‌ها عبارت‌اند از سنگ‌های آذرین، رسوبی، و دگرگونی. سنگ‌ها از ترکیب یا انبوهۀ کانی‌ها تشکیل شده‌اند. خواص سنگ به اجزای تشکیل‌دهندۀ آن‌ بستگی دارد. هر نهشته از کانی‌های ارزشمند اقتصادی به کانسار موسوم است. سنگ‌ها درنتیجۀ هوازدگی به اجزای بسیار کوچک تجزیه می‌شوند و براثر ترکیب آن‌ها با مواد حاصل از گیاهان و جانوران خاک به‌‌وجود می‌آید. در زمین‌شناسی، گاهی به مواد تحکیم‌نیافته، مانند ماسه، گل، رس، و زغال‌سنگ نارس (تورپ)، نیز سنگ می‌گویند. سنگ‌های آذرین براثر سردشدن و تحکیم ماگما ایجاد می‌شوند. مواد سنگی مذاب از درون بخش تحتانی پوستۀ زمین یا گوشته سرچشمه می‌گیرند. در آن‌جا، دمای مواد به ۱۰۰۰ درجۀ سانتی‌گراد می‌رسد. این سنگ‌ها ممکن است روی سطح زمین یا در زیر آن ایجاد شوند و معمولاً بافت بلورین دارند. بلورهای درشت‌ در سنگ‌هایی مانند گرانیت فراوان‌ترند که براثر سرد‌شدن تدریجی مواد مذاب درون پوستۀ زمین حاصل می‌شوند. بلورهای ریزدانه در سنگ‌هایی مانند بازالت شکل می‌گیرند که حاصل سرد‌شدن سریع‌تر مواد مذاب روی سطح زمین‌اند. سنگ‌های آذرین، مانند گرانیت، به‌‌علت ترکیب اسیدی‌شان به‌خصوص دربرابر باران‌های اسیدی آسیب‌پذیرند. سنگ‌های رسوبی براثر فشردگی ذرات نهشته‌شده با آب، باد یا یخ تشکیل می‌شوند. این سنگ‌ها ممکن است حاصل فرسایش سنگ‌های قدیمی‌تر، نهشته‌شدن مواد آلی یا ته‌نشست‌های شیمیایی باشند. مثلاً، ماسه‌سنگ از ذرات ماسه، و سنگ آهک از بقایای آهکی موجودات دریایی تشکیل‌شده‌اند و گچ ته‌نشستِ حاصل از تبخیر آب دریاست. سنگ‌های رسوبی عموماً در لایه‌ها یا چینه‌هایی مجزا نهشته می‌شوند و حاوی فسیل‌های بسیارند. سنگ‌های دگرگونی براثر اِعمال فشار یا دمای زیاد بر سنگ‌های رسوبی یا آذرین قبلی پدید می‌آیند. این دما و فشار موجب تغییر ترکیب شیمیایی، ساختار، و بافت سنگ‌‌ها می‌شود. مثلاً، سنگ‌ مرمر براثر اعمال حرارت و فشار از سنگ آهک حاصل می‌شود، در حالی‌که گرانیت براثر دگرگونی به سنگی دانه‌درشت و برگ‌وار (ورقه‌ای)، با نام گنیس، تبدیل می‌شود.

مطالعۀ سنگ‌ها. مطالعۀ پوستۀ زمین و ترکیب آن در حوزۀ علومِ به‌هم پیوسته‌ای قرار دارد که در مجموع به زمین‌شناسی معروف‌‌اند و هر حوزه تخصص‌های ویژه‌ای دارد. از این میان، زمین‌شناسان به تعیین و بررسی سازندهای سنگی و تعیین زمان و چگونگی تشکیل آن‌ها می‌پردازند. سنگ‌شناسان سنگ‌های گوناگون را شناسایی و طبقه‌بندی می‌کنند. کانی‌شناسان به مطالعۀ کانی‌های سازندۀ سنگ‌ها می‌پردازند، و دیرین‌شناسان به مطالعۀ بقایای سنگوارۀ گیاهان و جانورانی می‌پردازند که در سنگ‌ها یافت می‌شوند.

کاربردهای مطالعۀ سنگ‌ها. یافته‌‌های حاصل از این مطالعات و بررسی‌ها دانشمندان را قادر می‌سازد که تاریخچۀ زمین را دریابند و دربارۀ گونه‌های حیات در کرۀ زمین، طی میلیون‌ها سال قبل، اطلاعاتی به‌‌دست آورند. از این یافته‌‌ها همچنین برای اکتشاف و نقشه‌برداری از ذخایر سوخت‌های فسیلی، مانند زغال‌سنگ، نفت، و گاز طبیعی، و همچنین مواد معدنی باارزش، همچون کانسارهای فلزاتی مثلِ آلومینیوم، آهن، سرب، قلع، و عناصر پرتوزایی مانند اورانیوم و رادیوم استفاده می‌‌کنند. این کانسارها ممکن است نزدیک سطح زمین یا در اعماق زیرِزمین و بیشتر در زیر اقیانوس‌ها قرار داشته باشند. در برخی مناطق همۀ کوهستان ممکن است متشکل از نهشته‌های کانسار آهن یا مس باشد، در حالی‌که در مناطق دیگر سنگ‌ها ممکن است حاوی کانی‌های غیرفلزی ارزشمند مانند گرافیت و بوراکس یا جواهرات قیمتی مانند الماس و یاقوت باشند.

سنگ به‌مثابۀ مادۀ ساختمانی و تزیینی. علاوه‌‌بر معدن‌کاری سنگ‌ها برای استخراج سوخت‌های فسیلی، فلزات، کانی‌ها، و سنگ‌های قیمتی، سنگ‌ها به‌‌منزلۀ مواد و مصالح ساختمانی نیز به‌‌کار می‌روند. سنگ از معدن به‌‌صورت قطعات یا ورقه‌های سنگ ساختمانی استخراج می‌شود یا آن‌که آن را خرد و به‌منزلۀ سنگ لاشه‌ در کارهای ساختمانی مصرف می‌کنند. سنگ‌هایی مثل سنگ آهک در تهیۀ سیمان نیز کاربرد دارند که علاوه‌بر آن‌که به‌‌منزلۀ مادۀ پیوندی می‌تواند با سنگ‌های خردشده، ماسه و‌ آب مخلوط شود و برای تهیۀ بتون پایدار و مقاوم به‌کار ‌رود، کاربردهای بسیار در ساخت جاده‌ها، شاهراه‌ها، سدها، و ساختمان‌ها دارد. مهم‌ترین سنگ‌هایی که برای ساختمان‌سازی به‌کار می‌روند عبارت‌اند از گرانیت، سنگ‌ آهک، ماسه‌سنگ، سنگ مرمر، و اسلیت. گرانیت از مقاوم‌ترین سنگ‌های ساختمانی است. این سنگ دربرابر هوازدگی بسیار مقاوم است، اما به‌‌علت سختی زیاد برش‌‌دادن و فرآوری آن‌ مشکل است. سنگ آهک نیز سخت و بادوام است و به‌آسانی بریده می‌شود و شکل می‌گیرد. بنابراین، در عموم ساختمان‌‌ها مصرف می‌شود. رنگ و بافت سنگ‌ها در محل‌های گوناگون ممکن است متفاوت باشد. مثلاً، سنگ پرتلند که از سنگ‌های ژوراسیکِ ناحیۀ دورسِت است سفید و دارای بافتی یکنواخت و مقاوم است، در حالی‌که سنگ باث سنگ آهکی‌ ائولیتی، عسلی‌رنگ، و متخلخل است. ماسه‌سنگ‌ها نیز از نظر رنگ و بافت مانند سنگ‌های آهکی متفاوت‌اند. برش‌‌دادن، استخراج، و فرآوری آن‌ها نسبتاً آسان است و در ساختمان‌سازی کاربرد دارند. سنگ مرمر سنگ کلاسیک معماران و مجسمه‌سازان است که از گذشته‌های دور از آن استفاده می‌کردند. مرمر خالص سفیدرنگ، اما بسیاری اوقات به‌‌علت وجود رگه‌های سیاه‌، خاکستری، سبز، صورتی، قرمز، و زرد مخطط است. اسلیت‌ها سنگ‌های ریزدانه‌ای‌اند که به‌سادگی به‌‌صورت ورقه‌های نازک درمی‌آیند. بنابراین، از آن‌ها برای پوشش پشت‌بام‌ها و کف منازل استفاده می‌کنند. رنگ اسلیت‌ها متغیر است و سیاه، سبز یا قرمزند.

شناسایی سنگ. اغلبِ سنگ‌ها را می‌توان براساس موقعیت و ظاهرشان شناسایی کرد. مثلاً سنگ‌های رسوبی دارای سازند لایه‌لایه‌اند یا در چینه‌ها قرار دارند و ممکن است دارای فسیل باشند. بسیاری از آن‌ها دارای نشانه‌های خاصی مانند ترک‌های گِلی قدیمی و ناصافی‌های ناشی از آثار امواج‌اند. همۀ‌ سنگ‌های آذرین، جز شیشه‌های آتشفشانی، سخت و بلورین‌اند. برخی از آن‌ها چگال و دارای بلورهای بسیار ریزند، اما انواع دیگر دارای بلورهای درشت و قابل‌ مشاهده‌اند. سنگ‌های آذرین در مناطق آتشفشانی و نیز در مناطقی با سازندهای رخنمون یافت می‌شوند و زمین‌شناسان آن‌ها را باتولیت، لاکولیت، سیل، دایک، و خرد‌ژرف‌سنگ می‌نامند. اغلب سنگ‌های دگرگونی نوارهای مشخصی دارند و به‌راحتی به‌‌شکل ورقه یا صفحه می‌شکنند. سازندهای سنگی یا چینه‌ها اغلب در پرتگاه‌های کنار خط ساحلی یا جایی‌که رودخانه آبراهه‌اش را به‌شکل ژرف‌دره یا تنگ‌دره عمیق کرده است رخنمون دارند. همچنین، رخنمون‌های سنگی در جایی‌که جاده دامنۀ تپه را بریده، و نیز در مکان‌های حفاریِ استخراج سنگ و معدن‌کاری دیده می‌شوند. از قرن ۱۹، جمع‌‌آوری سنگ‌ها و فسیل‌ها در اروپا تفریحی علمی بوده است.