سوالات زمین‌شناسی کنکور تجربی ۱۳۹۸ با پاسخ تشریحی

برای پاسخ باید میان «اصل خورشیدمرکزی» و «جزئیات مدل کوپرنیک» تفاوت بگذاریم.

گام اول: کوپرنیک گردش سیارات به دور خورشید را مطرح کرد، اما مدارهای آن‌ها را دایره‌ای در نظر می‌گرفت. ایراد موردنظر سؤال به همین فرض مربوط است، نه به اصل گردش سیارات به دور خورشید.

گام دوم: طبق قانون اول کپلر، مسیر گردش هر سیاره بیضی است و خورشید در یکی از کانون‌های آن قرار دارد. کتاب نیز گردش زمین همراه با ماه و دیگر سیارات را در مدارهای بیضوی توصیف می‌کند؛ بنابراین فرض دایره‌ای‌بودن مدارها با توصیف درست حرکت سیارات مطابقت ندارد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۴).

گام سوم: سایر موارد ایراد محسوب نمی‌شوند. کوپرنیک حرکت وضعی زمین را پذیرفته بود. چرخش زمین به دور محور خود، مبنای توضیح حرکت ظاهری روزانهٔ خورشید در آسمان است؛ کتاب نیز پیدایش شب و روز را نتیجهٔ حرکت وضعی زمین می‌داند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۲۰). همچنین، گردش ماه به دور زمین مانع همراهی آن با زمین در گردش به دور خورشید نیست و این همراهی در کتاب تصریح شده است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۴).

پس ایراد نظریهٔ کوپرنیک در این پرسش، شکل مدار گردش سیارات است.

پاسخ: گزینهٔ ۱

۱. مبنای سؤال، تغییر زاویۀ تابش خورشید در طول سال است. طبق کتاب، انحراف محور زمین به اندازۀ $23.5^\circ$ نسبت به خط عمود بر سطح مدار، همراه با حرکت انتقالی، سبب تغییر فصل‌ها و زاویۀ تابش خورشید در عرض‌های مختلف می‌شود (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۲۰).

۲. در نتیجۀ این وضعیت، محل تابش عمودی خورشید در طول سال بین عرض‌های $23.5^\circ$ شمالی و $23.5^\circ$ جنوبی جابه‌جا می‌شود. بنابراین، برای ناظری که در جنوب مدار رأس‌الجدی، یعنی در عرض‌های جنوبیِ بیشتر از $23.5^\circ$ قرار دارد، خورشید هنگام ظهر خورشیدی همواره در سمت شمال است.

۳. سایۀ جسم عمود بر زمین در جهت مخالف خورشید تشکیل می‌شود؛ پس در این عرض‌ها، سایۀ ظهر به سمت جنوب می‌افتد. بازۀ متناظر در گزینه‌ها، از مدار $23.5^\circ$ جنوبی تا نزدیکی قطب جنوب است.

نکتۀ دقت: تعبیر «همیشه» در این سؤال، ناظر به جهت سایه هنگام ظهر خورشیدی در فصل‌های مختلف است، نه تمام ساعت‌های روز؛ جهت سایه در طول روز تغییر می‌کند. همچنین روی خود مدار رأس‌الجدی، هنگام تابش عمودی خورشید، سایۀ جسم قائم در ظهر از بین می‌رود.

پاسخ: گزینهٔ ۳

۱. ابتدا باید عامل آغاز دگرگونی را از تشکیل نخستین سنگ‌ها جدا کنیم. طبق کتاب، با سرد شدن زمین، سنگ‌های آذرین به‌عنوان نخستین اجزای سنگ‌کره پدید آمدند؛ پس تشکیل سنگ‌کره با آغاز پیدایش سنگ‌های دگرگونی یکسان نیست (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۴–۱۵).

۲. در ادامهٔ این توالی، پس از تشکیل آب‌کره و راه افتادن چرخهٔ آب، فرسایش و رسوب‌گذاری زمینهٔ تشکیل سنگ‌های رسوبی را فراهم کردند. سپس حرکت ورقه‌های سنگ‌کره، با ایجاد فشار و گرمای زیاد، موجب پیدایش سنگ‌های دگرگونی شد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۴–۱۵).

۳. در میان رویدادهای داده‌شده، برخورد ورقه‌های سنگ‌کره با یکدیگر با ایجاد فشار و گرمای زیاد سازگار است. در چنین شرایطی، سنگ‌های ازپیش‌تشکیل‌شده بدون ذوب شدن دچار تغییر می‌شوند و سنگ‌های دگرگونی پدید می‌آیند. بنابراین، در توالی موردنظر سؤال، آغاز دگرگون‌شدگی را به برخورد ورقه‌ها نسبت می‌دهیم، نه صرفاً تشکیل سنگ‌کره، جدا شدن ورقه‌ها یا فوران نخستین آتشفشان‌ها.

پاسخ: گزینهٔ ۲

۱. تشخیص محیط تشکیل: نکتهٔ اصلی پرسش، «بسیار بزرگ بودن» ورقه‌های مسکوویت است. کتاب، مسکوویت را از کانی‌های سازندهٔ پگماتیت معرفی می‌کند و تصویر بلورهای درشت آن را نیز در پگماتیت نشان می‌دهد؛ بنابراین باید شرایط تشکیل این سنگ‌های بسیار درشت‌بلور را بررسی کنیم (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۰).

۲. تغییر ترکیب مذاب باقی‌مانده: با پیشرفت تبلور ماگما و مصرف‌شدن بخشی از عناصر در کانی‌های زودتر تشکیل‌شده، مقدار نسبی آب و مواد فرّار در مذاب باقی‌مانده افزایش می‌یابد (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۲۹–۳۰).

۳. فراهم‌شدن شرایط رشد بلورها: فراوانی آب و مواد فرّار، انتقال اتم‌ها در مذاب را آسان‌تر می‌کند و نقطهٔ انجماد آن را پایین می‌آورد. در نتیجه، فرایند تبلور طولانی‌تر می‌شود و فرصت رشد بلورهای بسیار درشت فراهم می‌آید؛ به این ترتیب پگماتیت تشکیل می‌شود (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۲۹–۳۰).

۴. نتیجه‌گیری: چون مسکوویت می‌تواند در پگماتیت به‌صورت بلورهای بسیار درشت تشکیل شود، شرط مورد نظر، وجود آب و مواد فرّار فراوان در مذابی است که پس از تبلور بخش اعظم ماگما باقی مانده است. محل تزریق مذاب یا صرفاً فراوانی مواد سازندهٔ مسکوویت، این درشتی را توضیح نمی‌دهد؛ آب‌های داغِ حامل یون‌های فلزی نیز به مبحث کانسنگ‌های گرمابی مربوط‌اند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۰).

پاسخ: گزینهٔ ۳

برای پاسخ، باید منشأ «پلاسر» را از دیگر ذخایر طلا جدا کنیم.

گام اول: پلاسرها از نوع کانسنگ‌های رسوبی تخریبی‌اند. مطابق کتاب، فرسایش سنگ‌های دارای کانی‌های مقاوم و با چگالی زیاد، این کانی‌ها را آزاد می‌کند؛ سپس عوامل حمل‌کننده آن‌ها را جابه‌جا می‌کنند و تجمعشان می‌تواند ذخیرهٔ پلاسری بسازد. طلا و پلاتین از نمونه‌های ذکرشده‌اند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۱).

گام دوم: در جریان حمل، چگالی زیاد ذرات طلا نسبت به بسیاری از مواد همراه، زمینهٔ جدایش و تمرکز آن‌ها را در محل‌های مناسب فراهم می‌کند. بنابراین عامل اصلیِ مورد نظر در میان گزینه‌ها «چگالی» است؛ مقاومت کانی نیز به باقی ماندن ذرات در طی فرسایش و حمل کمک می‌کند.

گام سوم: نباید وجود طلا را به‌تنهایی نشانهٔ منشأ گرمابی بدانیم. گرما در تشکیل رگه‌های گرمابی نقش دارد، درحالی‌که پلاسر حاصل تجمع مکانیکی ذرات است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۱). همچنین تبلور و مواد فرّار به فرایندهای ماگمایی مربوط‌اند، نه سازوکار اصلی تشکیل پلاسر (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۲۹–۳۰).

پاسخ: گزینهٔ ۳

برای پاسخ، باید علت مستقیم افزایش «درصد کربن» را از شرایط کلی زغال‌شدگی جدا کنیم.

۱. تورب در زیر رسوبات، به‌تدریج فشرده می‌شود و در مسیر رسیدگی، ابتدا به لیگنیت، سپس به بیتومینه و در نهایت به آنتراسیت تبدیل می‌شود. در این مسیر، آب و مواد فرّاری مانند کربن‌دی‌اکسید و متان از آن خارج می‌شوند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۷–۳۸).

۲. افزایش درصد کربن به معنای اضافه‌شدن کربن خالص نیست. با خروج تدریجی آب و مواد فرّار، ترکیب مادۀ باقی‌مانده تغییر می‌کند و سهم کربن در آن بیشتر می‌شود. بنابراین، حتی با اینکه برخی مواد فرّارِ خارج‌شونده نیز کربن دارند، نتیجۀ کلی زغال‌شدگی افزایش درصد کربن در زغال باقی‌مانده است.

۳. کتاب افزایش درصد کربن و بهبود کیفیت و توان تولید انرژی زغال‌سنگ را به همین خروج تدریجی آب و مواد فرّار نسبت می‌دهد. پس گرما، گذشت زمان و فشردگی را نباید با علت مستقیمِ خواسته‌شده در سؤال اشتباه گرفت (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۷–۳۸).

پاسخ: گزینهٔ ۳

گام اول: رابطهٔ سختی کل را می‌نویسیم.
طبق بخش «پیوند با شیمی»، یون‌های کلسیم و منیزیم ملاک تعیین سختی آب‌اند و سختی کل از رابطهٔ زیر محاسبه می‌شود (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۴۸–۴۹):
$\mathrm{TH}=2.5[\mathrm{Ca}^{2+}]+4.1[\mathrm{Mg}^{2+}]$
در این رابطه، غلظت یون‌ها و سختی کل برحسب $\mathrm{mg/L}$ بیان می‌شوند. چون ضریب منیزیم بزرگ‌تر است، افزایش یکسان غلظت منیزیم نسبت به کلسیم، سختی را بیشتر افزایش می‌دهد؛ پس نباید فقط مجموع غلظت‌ها را مقایسه کنیم.

گام دوم: سختی آب هر چاه را محاسبه می‌کنیم.
چاه A:
$\mathrm{TH}_A=2.5\times40+4.1\times80=100+328=428\,\mathrm{mg/L}$

چاه B:
$\mathrm{TH}_B=2.5\times60+4.1\times60=150+246=396\,\mathrm{mg/L}$

چاه C:
$\mathrm{TH}_C=2.5\times70+4.1\times60=175+246=421\,\mathrm{mg/L}$

چاه D:
$\mathrm{TH}_D=2.5\times80+4.1\times50=200+205=405\,\mathrm{mg/L}$

گام سوم: نتیجه‌ها را مقایسه می‌کنیم:
$\mathrm{TH}_A>\mathrm{TH}_C>\mathrm{TH}_D>\mathrm{TH}_B$
بنابراین آب چاه A بیشترین سختی کل را دارد؛ غلظت بیشتر منیزیم در این چاه، با توجه به ضریب بزرگ‌تر آن، کاهش سهم کلسیم را جبران کرده است.

پاسخ: گزینهٔ ۱

برای یافتن سرعت خروج آب، از رابطهٔ آب‌دهی استفاده می‌کنیم. طبق کتاب، آب‌دهی برابر حاصل‌ضرب مساحت مقطع جریان در سرعت متوسط آب است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۴۲–۴۳):

$Q=Av\quad\Rightarrow\quad v=\frac{Q}{A}$

در این رابطه، آب‌دهی باید برحسب $\mathrm{m^3/s}$ و مساحت برحسب $\mathrm{m^2}$ باشد تا سرعت برحسب $\mathrm{m/s}$ به دست آید (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۴۳–۴۴).

گام اول: تبدیل واحد آب‌دهی

هر $1000$ لیتر برابر با $1\,\mathrm{m^3}$ و هر دقیقه برابر با $60\,\mathrm{s}$ است؛ بنابراین:

$Q=\frac{1800\times10^{-3}}{60}=0.03\,\mathrm{m^3/s}$

گام دوم: محاسبهٔ مساحت مقطع آب

عمق و عرض آب را به متر تبدیل می‌کنیم:

$h=40\,\mathrm{cm}=0.40\,\mathrm{m}$

$b=50\,\mathrm{cm}=0.50\,\mathrm{m}$

با در نظر گرفتن مقطع مستطیلی دهانه، مساحت عبور آب برابر است با:

$A=bh=0.50\times0.40=0.20\,\mathrm{m^2}$

گام سوم: محاسبهٔ سرعت خروج آب

$v=\frac{Q}{A}=\frac{0.03}{0.20}=0.15\,\mathrm{m/s}$

پس سرعت متوسط خروج آب از دهانهٔ قنات برابر با $0.15\,\mathrm{m/s}$ است.

پاسخ: گزینهٔ ۱

۱. منظور از انرژی رواناب در این پرسش، انرژی جنبشی آبِ در حال حرکت است. کتاب توضیح می‌دهد که افزایش سرعت و جرم رواناب، انرژی جنبشی و در نتیجه قدرت فرسایندگی آن را افزایش می‌دهد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۵۴).

۲. رابطهٔ انرژی جنبشی عبارت است از:
$E_k = \frac{1}{2}mv^2$
در این رابطه، $m$ جرم رواناب و $v$ سرعت آن است. بنابراین انرژی جنبشی با جرم و مربع سرعت رابطهٔ مستقیم دارد.

۳. جرم را می‌توان برحسب چگالی و حجم نوشت:
$m = \rho V$
در اینجا $\rho$ چگالی و $V$ حجم رواناب است. با جای‌گذاری داریم:
$E_k = \frac{1}{2}\rho Vv^2$
پس انرژی رواناب مستقیماً به سرعت، حجم و چگالی آن بستگی دارد؛ با ثابت بودن سایر عوامل، افزایش هرکدام موجب افزایش انرژی جنبشی می‌شود.

۴. باید عوامل تعیین‌کنندهٔ انرژی را از عوامل مؤثر بر بارندگی، شرایط جریان و فرسایش جدا کرد. برای نمونه، کتاب شدت و مدت بارش را از عوامل مؤثر بر فرسایش زمین معرفی می‌کند و پوشش گیاهی را در کاهش انرژی جریان مؤثر می‌داند؛ اما این موارد جای عوامل موجود در رابطهٔ انرژی جنبشی را نمی‌گیرند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۵۴).

پاسخ: گزینهٔ ۱

برای انتخاب سنگ مناسبِ تکیه‌گاه سازه‌های بزرگ، باید هم مقاومت آن در برابر نیروهای واردشده و هم احتمال ناپایداری بر اثر انحلال را بررسی کنیم.

۱. معیار اصلی را مشخص می‌کنیم: سنگِ پی و تکیه‌گاه باید در برابر تنش‌های ناشی از وزن سازه مقاوم باشد و دچار شکست یا نشست نشود. کتاب، سنگ‌های تبخیری مانند گچ و نمک را به علت انحلال‌پذیری، فاقد استحکام لازم برای احداث سازه‌ها معرفی می‌کند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۹۶). بنابراین گزینه‌های ۱ و ۳، به دلیل داشتن سنگ گچ، کنار گذاشته می‌شوند. ضخیم‌لایه، متراکم یا در ابتدا بدون حفره بودنِ گچ، مانع تشکیل حفره‌های انحلالی در آینده نمی‌شود (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۹۷).

۲. وضعیت سنگ آهک را بررسی می‌کنیم: آهک در صورت داشتن حفره‌های انحلالی می‌تواند موجب فرار آب و نشست شود؛ اما کتاب به‌طور مشخص، سنگ آهک ضخیم‌لایه و فاقد این حفره‌ها را برای پی و تکیه‌گاه سازه‌های مهندسی مناسب می‌داند (زمین‌شناسی، صفحات ۹۶ و ۹۷).

۳. سنگ‌های آواری را مقایسه می‌کنیم: در ماسه‌سنگ و کنگلومرا، نوع سیمان اتصال‌دهندهٔ ذرات در مقاومت سنگ نقش دارد؛ پس صرف وجود قطعات مقاومی مانند کوارتزیت و گابرو، مقاومت کل کنگلومرا را تضمین نمی‌کند. گزینهٔ ۴ دربارهٔ سیمان سنگ اطلاعاتی نمی‌دهد و از جنس قطعات به‌تنهایی نمی‌توان مناسب بودن آن را نتیجه گرفت (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۹۶).

در نتیجه، در میان ترکیب‌های مطرح‌شده، ماسه‌سنگ و سنگ آهک ضخیم‌لایهٔ فاقد حفره‌های انحلالی انتخاب درست‌اند. البته در ساختگاه واقعی، مقاومت و وضعیت سیمان ماسه‌سنگ نیز باید بررسی شود.

پاسخ: گزینهٔ ۲

برای پاسخ، باید ترتیب لایه‌های جاده را از پایین به بالا مشخص کنیم، نه ترتیب اندازهٔ ذرات مصالح را.

گام اول: بخش‌های اصلی را تشخیص می‌دهیم. طبق کتاب، جاده دارای زیرسازی و روسازی است؛ زیرسازی شامل «زیراساس و اساس» و روسازی شامل «آستر و رویه» است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۰۶–۱۰۷، شکل ۲۱ـ۶).

گام دوم: لایه‌ها را از عمق به سطح مرتب می‌کنیم. روی بستر طبیعی زمین، ابتدا زیراساس و سپس اساس قرار می‌گیرد. بالاتر از آن‌ها، آستر و در نهایت رویه قرار دارد؛ بنابراین ترتیب خواسته‌شده «زیراساس، اساس، آستر، رویه» است.

گام سوم: نام لایه‌ها را از مصالح سازنده جدا می‌کنیم. اساس و زیراساس از مخلوط شن، ماسه و سنگ شکسته ساخته می‌شوند و نقش زهکشی دارند. آستر و رویه نیز از آسفالت، یعنی مخلوط شن، ماسه و قیر، ساخته می‌شوند؛ پس ماسه یا قیر به‌تنهایی نام این لایه‌ها نیستند. همچنین بالاست به خرده‌سنگ‌های زیر ریل راه‌آهن گفته می‌شود، نه یکی از چهار بخش یادشدهٔ جاده (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۰۶–۱۰۷).

پاسخ: گزینهٔ ۳

۱. ترتیب رسیدن امواج را مشخص می‌کنیم. موج $\mathrm{P}$ بیشترین سرعت را دارد و زودتر از سایر امواج در لرزه‌نگار ثبت می‌شود؛ موج $\mathrm{S}$ پس از آن می‌رسد (زمین‌شناسی، صفحات ۶۹–۷۰ و ۷۰–۷۱).

۲. چون این دو موج از یک رویداد ایجاد می‌شوند ولی سرعت یکسانی ندارند، زمان رسیدنشان به ایستگاه متفاوت است. هرچه فاصله بیشتر باشد، فاصلهٔ زمانی رسیدن آن‌ها نیز بیشتر می‌شود. بنابراین باید روی لرزه‌نگاشت، زمان آغاز ثبت هر دو موج را بخوانیم و اختلاف آن‌ها را به دست آوریم:
$\Delta t = t_{\mathrm{S}} - t_{\mathrm{P}}$
در این رابطه، $t_{\mathrm{S}}$ و $t_{\mathrm{P}}$ زمان رسیدن دو موج به همان ایستگاه هستند. سپس با استفاده از رابطه یا نمودار زمان سیر امواج، فاصلهٔ ایستگاه تا مرکز سطحی تعیین می‌شود.

۳. دقت کنید که «فاصلهٔ ایستگاه تا مرکز سطحی» با «محل مرکز سطحی» تفاوت دارد. تلاقی دایره‌های مربوط به چند ایستگاه برای تعیین محل مرکز سطحی است و پس از مشخص شدن فاصلهٔ هر ایستگاه کاربرد دارد. همچنین اختلاف سرعت دو موج به‌تنهایی کافی نیست؛ اندازه‌گیری ضروری در این پرسش، اختلاف زمان رسیدن آن‌هاست.

پاسخ: گزینهٔ ۴

برای پاسخ، باید دو نوع دسته‌بندی عناصر را از هم جدا کنیم:

۱. دسته‌بندی بر اساس مقدار حضور در بدن: عناصر به سه گروه اصلی، فرعی و جزئی تقسیم می‌شوند.
۲. دسته‌بندی بر اساس نقش در بدن: عناصر می‌توانند اساسی یا غیراساسی باشند و برخی نیز اثر سمی داشته باشند. بنابراین «جزئی» به معنای «غیرضروری» یا «سمی» نیست؛ برخی عناصر جزئی برای بدن لازم‌اند و برخی سمی محسوب می‌شوند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۷۹–۸۰).

گام اول ـ شناسایی عناصر فرعی: طبق جدول کتاب، سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، گوگرد، فسفر و کلر در گروه عناصر فرعی قرار دارند. پس مجموعهٔ موردنظر سؤال نباید شامل این عناصر باشد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۸۰).

گام دوم ـ بررسی گزینه‌ها:

• گزینهٔ ۲ دارای فسفر و سدیم است؛ بنابراین همهٔ عناصر آن جزئی نیستند.
• گزینهٔ ۳ دارای پتاسیم و منیزیم است؛ پس این مجموعه نیز پذیرفتنی نیست.
• گزینهٔ ۴ دارای منیزیم است و به همین دلیل رد می‌شود.
• در گزینهٔ ۱، مس، طلا، روی، سرب و کادمیم همگی در گروه عناصر جزئی قرار می‌گیرند؛ بنابراین این مجموعه با دستهٔ موردنظر سؤال مطابقت دارد.

نکتهٔ مفهومی: عبارت سؤال را نباید چنین برداشت کرد که تک‌تک عناصر این مجموعه حتماً هم ضروری‌اند و هم سمی. کتاب برای گروه عناصر جزئی، نقش‌های اساسی و سمی را مطرح می‌کند؛ همچنین توضیح می‌دهد که مقدار بیش از حد عناصر اساسی نیز می‌تواند بیماری‌زا باشد. در مقابل، کادمیم را به‌طور مشخص عنصری سمی و سرطان‌زا معرفی می‌کند، نه عنصری ضروری برای بدن (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۷۹–۸۰ و ۸۳–۸۴).

پاسخ: گزینهٔ ۱

۱. ابتدا باید مشخص کنیم سؤال دربارهٔ «مطالعهٔ بیماری‌های زمین‌زاد» است یا «تخصص لازم برای تهیهٔ نقشهٔ خطر آن‌ها». در اینجا تأکید بر تهیهٔ نقشه است.

۲. طبق کتاب، برخی سنگ‌ها و خاک‌ها در بعضی عناصر بی‌هنجاری دارند. عناصر می‌توانند از خاک وارد گیاهان و سپس زنجیرهٔ غذایی شوند و افزایش غلظت آن‌ها سلامت جانداران را تهدید کند. بنابراین شناخت پراکندگی و تمرکز عناصر، به شناسایی مناطق مستعد بیماری کمک می‌کند (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۸۰–۸۱).

۳. کتاب توضیح می‌دهد که زمین‌شناسان با شناسایی نقاط دارای بی‌هنجاری مثبت و تهیهٔ نقشهٔ پراکندگی ژئوشیمیایی عناصر، مناطق دارای احتمال خطر برخی بیماری‌ها را معرفی می‌کنند. نمونهٔ آن نیز نقشهٔ ژئوشیمیایی فلز سمی کادمیم در سوئد است. پس تهیهٔ چنین نقشه‌هایی به تخصص کارشناسان ژئوشیمی نیاز دارد (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۸۰–۸۱).

۴. زمین‌شناسی پزشکی، زمینهٔ کلیِ بررسی نقش عناصر و کانی‌ها در ایجاد بیماری‌های زمین‌زاد است؛ اما این موضوع نباید با شاخهٔ تخصصیِ مرتبط با تهیهٔ نقشهٔ پراکندگی عناصر اشتباه شود (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۷۸–۷۹).

پاسخ: گزینهٔ ۲

برای پاسخ باید هم جهت تغییر دما و هم علت آن را بررسی کنیم.

گام اول: طبق کتاب، غبارها بخشی از انرژی خورشید را بازتاب می‌دهند و در نتیجه، انرژی دریافتی زمین از خورشید کاهش می‌یابد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۸۸).

گام دوم: کاهش انرژی دریافتی از خورشید موجب سردشدن زمین و پایین آمدن دما می‌شود. بنابراین، در چارچوب توضیح کتاب، پیامد موردنظر افزایش دما نیست.

گام سوم: منشأ انرژی‌ای که در این سازوکار بازتاب می‌شود، خورشید است، نه زمین. پس گزینه‌ای درست است که کاهش دمای هوا را به بازتاب انرژی خورشید نسبت دهد؛ گزینهٔ دوم هر دو بخش این رابطه را درست بیان می‌کند.

پاسخ: گزینهٔ ۲

۱. تشخیص پیش‌نشانگر: کتاب، افزایش گاز رادون در آب‌های زیرزمینی را از پیش‌نشانگرهای زمین‌لرزه معرفی می‌کند؛ یعنی نشانه‌ای که ممکن است پیش از وقوع زمین‌لرزه مشاهده شود (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۷۲–۷۳).

۲. بررسی وضعیت سنگ‌ها پیش از زمین‌لرزه: نیروهای ناشی از حرکت ورقه‌های سنگ‌کره به سنگ‌ها تنش وارد می‌کنند. سنگ‌ها ابتدا تغییر شکل می‌دهند و اگر تنش از مقاومت آن‌ها فراتر رود، شکستگی رخ می‌دهد و انرژی آزاد می‌شود (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۸).

۳. ارتباط با افزایش رادون: تغییر شکل سنگ‌ها تحت تنش و ایجاد یا بازشدن ریزشکستگی‌ها، خروج رادونِ موجود در سنگ و ورود آن به آب‌های زیرزمینی را آسان‌تر می‌کند. بنابراین علت موردنظر، تغییر شکل ناشی از تنش سنگ‌هاست؛ نه بالا آمدن آب، فعالیت آتشفشانی یا تبخیر مواد بر اثر گرمای اصطکاک.

نکته: مشاهدهٔ یک پیش‌نشانگر به‌تنهایی به معنای پیش‌بینی قطعی زمان زمین‌لرزه نیست؛ کتاب نیز بر نبود روش قابل اعتماد برای تعیین زمان دقیق آن تأکید دارد (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۷۲–۷۳).

پاسخ: گزینهٔ ۳

۱. تعیین ترتیب رویدادها: ابتدا لایه‌ها چین خورده‌اند و سپس گسل، لایه‌های چین‌خورده را قطع و جابه‌جا کرده است؛ بنابراین باید نخست تنشِ ایجادکنندهٔ چین و سپس تنشِ ایجادکنندهٔ گسل را مشخص کنیم.

۲. تعیین تنش مرحلهٔ قدیمی‌تر: خم‌شدن لایه‌ها و تشکیل تاقدیس و ناودیس، در این سؤال حاصل تنش فشاری و تغییر شکل خمیرسان سنگ‌هاست؛ پس تنش مرحلهٔ نخست، فشاری است (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۶۴–۶۵).

۳. تعیین تنش مرحلهٔ جدیدتر: در شکل مورد نظرِ پاسخ تأییدشده، گسل از نوع معکوس است. معیار تشخیص این گسل، بالارفتن فرادیواره نسبت به فرودیواره است. طبق جدول تقسیم‌بندی گسل‌ها، گسل معکوس بر اثر تنش فشاری ایجاد می‌شود؛ در مقابل، گسل عادی با تنش کششی و گسل امتدادلغز با تنش برشی ارتباط دارد (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۶۳–۶۴).

۴. جمع‌بندی: یک نوع تنش می‌تواند در شرایط متفاوت، تغییر شکل‌های متفاوتی ایجاد کند؛ سنگ ممکن است تغییر شکل خمیرسان بدهد یا بشکند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۲). بنابراین تشکیل چین و سپس گسل معکوس، هر دو با تنش فشاری سازگارند و ترتیب از قدیم به جدید «فشاری، فشاری» است.

نکتهٔ دقت: در توصیف متنیِ ارائه‌شده، جهت جابه‌جایی دو سوی گسل مشخص نشده است؛ صرفِ مایل‌بودن سطح گسل برای تشخیص معکوس‌بودن آن کافی نیست. تشخیص مرحلهٔ دوم در این پاسخ، بر مبنای نوع گسلِ مورد نظر در پاسخ تأییدشده است.

پاسخ: گزینهٔ ۴

نکتهٔ مهم: تصویر اصلی در دسترس نیست و توصیف جایگزین آن دو حالت متفاوت را مطرح کرده است: «پایین رفتن فرادیواره» و «جابه‌جایی موازی دیواره‌ها». این دو عبارت لزوماً یک نوع گسل را نشان نمی‌دهند؛ بنابراین پاسخ را با توجه به پاسخ تأییدشده و با فرض افقی بودن جابه‌جایی قطعات بررسی می‌کنیم.

گام اول ـ ملاک تشخیص را مشخص می‌کنیم. نوع گسل در جدول کتاب بر اساس نحوهٔ لغزش تعیین می‌شود؛ مایل بودن سطح گسل به‌تنهایی برای تشخیص کافی نیست (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۳–۶۴).

گام دوم ـ جهت حرکت را بررسی می‌کنیم. اگر فرادیواره نسبت به فرودیواره پایین برود، گسل عادی است و اگر بالا برود، گسل معکوس است. در مقابل، وقتی قطعات دو سوی گسل در راستای افق نسبت به یکدیگر جابه‌جا شوند، گسل «امتداد لغز» است و تنش مرتبط با آن برشی است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۳–۶۴، جدول تقسیم‌بندی گسل‌ها بر اساس لغزش).

گام سوم ـ نتیجه می‌گیریم. برای سازگار بودن شکل با پاسخ تأییدشده، باید حرکت نسبی قطعات افقی باشد؛ در این صورت گسل از نوع امتداد لغز است. صرفِ «موازی بودن» حرکت‌ها کافی نیست و افقی بودن آن‌ها اهمیت دارد. اگر تصویر اصلی واقعاً پایین رفتن فرادیواره را نشان دهد، پاسخ گسل عادی خواهد بود و لازم است شکل یا توصیف آن بازبینی شود.

پاسخ: گزینهٔ ۴

برای تشخیص پاسخ، باید ببینیم هر عبارت «ترتیب زمانی رویدادها» را بیان می‌کند یا ویژگی دیگری را.

گام اول ـ تعریف سن نسبی: در سن‌یابی نسبی مشخص می‌شود که یک پدیده پیش از پدیدهٔ دیگر، پس از آن یا هم‌زمان با آن رخ داده است؛ بنابراین هدف، تعیین تقدم، تأخر یا هم‌زمانی رویدادها نسبت به یکدیگر است، نه تعیین سن عددی آن‌ها (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۷).

گام دوم ـ بررسی عبارت‌ها:

• گزینهٔ ۱، زمان انقراض دایناسورها را به‌صورت $65$ میلیون سال پیش بیان می‌کند. این عبارت بیانگر سن عددی یا مطلق رویداد است، نه سن نسبی. کتاب نیز سن مطلق را از سن نسبی جدا می‌کند و روش پرتوسنجی را برای اندازه‌گیری سن واقعی نمونه‌ها توضیح می‌دهد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۸).
• گزینهٔ ۲، ظهور پستانداران را پس از ظهور خزندگان قرار می‌دهد؛ یعنی ترتیب وقوع دو رویداد را بدون تعیین سن عددی آن‌ها مشخص می‌کند. پس دقیقاً با تعریف سن نسبی سازگار است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۷).
• گزینهٔ ۳، ضخامت آهک و ماسه‌سنگ را در ژوراسیک مقایسه می‌کند؛ مقایسهٔ ضخامت، تعیین تقدم و تأخر رویدادها نیست.
• گزینهٔ ۴، دربارهٔ تغییر دمای هواست. وجود واژهٔ «نسبی» به‌تنهایی نشان‌دهندهٔ سن نسبی نیست؛ در اینجا دما مقایسه شده است، نه سن یا ترتیب وقوع پدیده‌ها.

در نتیجه، معیار پاسخ این است که عبارت، رابطهٔ زمانی دو رویداد را مشخص کند، نه صرفاً شامل نام یک دورهٔ زمین‌شناسی یا واژهٔ «نسبی» باشد.

پاسخ: گزینهٔ ۲

برای پاسخ، باید «نوع مواد آتشفشانی» و «محیط تشکیل سنگ» را هم‌زمان در نظر بگیریم.

گام اول ـ تشخیص منشأ آذرآواری: سنگ‌های آذرآواری از تجمع و سنگ‌شدن مواد خردشده و پرتابی آتشفشان، مانند خاکستر، پدید می‌آیند؛ بنابراین ورود جریان گدازه به آب، به‌تنهایی توضیح مناسبی برای تشکیل این سنگ‌ها نیست. کتاب نیز در معرفی سهند، خاکستر و گدازه را به‌عنوان دو نوع مادهٔ سازندهٔ مخروط آتشفشانی از هم متمایز می‌کند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۲۲).

گام دوم ـ تعیین محیط تشکیل: سنگ‌های آذرآواری سبز البرز در محیط دریایی کم‌عمق و در ارتباط با فعالیت آتشفشان‌های زیردریایی و تولید خاکستر فراوان تشکیل شده‌اند. تجمع این مواد آذرآواری و سنگ‌شدن آن‌ها، منشأ سنگ‌های مورد سؤال است. پس باید گزینه‌ای را انتخاب کنیم که هر دو شرطِ محیط کم‌عمق و تولید فراوان خاکستر را داشته باشد.

گام سوم ـ کنارگذاشتن برداشت‌های نادرست: سبزبودن سنگ، به معنی سبزبودن گدازهٔ اولیه یا نقش جانداران فتوسنتزکننده در تشکیل آن نیست. همچنین نباید این سنگ‌ها را صرفاً به دلیل قرارداشتن در البرز به دماوند نسبت داد؛ کتاب دماوند را از جلوه‌های آتشفشانی جوانِ دورهٔ کواترنری معرفی می‌کند، نه منشأ همهٔ سنگ‌های آتشفشانی البرز (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۲۲).

بنابراین شرایط بیان‌شده در گزینهٔ دوم با تشکیل این سنگ‌ها سازگار است.

پاسخ: گزینهٔ ۲

۱. ابتدا باید مشخص کنیم سؤال دربارهٔ یک قلهٔ آتش‌فشانی نیست، بلکه «امتداد بیشترین فعالیت آتش‌فشانی دورهٔ کواترنری» را می‌پرسد.

۲. طبق کتاب، عمدهٔ آتش‌فشانی جوان ایران به دورهٔ کواترنری مربوط است و تمرکز آن در نوار «ارومیه ـ دختر» قرار دارد؛ بنابراین باید امتداد این نوار را در میان گزینه‌ها شناسایی کنیم (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۲۲).

۳. با توجه به نقشهٔ پراکندگی آتش‌فشان‌های ایران، امتداد سهند در شمال‌غرب به بزمان در جنوب‌شرق، با راستای نوار موردنظر مطابقت دارد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۲۲، نقشهٔ پراکندگی آتش‌فشانی در ایران).

۴. نکتهٔ مهم این است که کتاب، دماوند را «بارزترین» نمود آتش‌فشانی کواترنری ایران معرفی می‌کند؛ اما این ویژگیِ یک قله، به معنای قرار داشتن امتداد بیشترین فعالیت‌های آتش‌فشانی در راستای آن نیست (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۲۲).

پاسخ: گزینهٔ ۴

برای پاسخ، باید مجموع سه ویژگی «پهنای زیاد دشت‌ها»، «خشکی» و «کم‌آبی» را در نظر بگیریم، نه فقط خشک‌بودن یک منطقه.

نخست، دقت کنیم که پهنه‌بندی زمین‌شناسی ایران بر پایهٔ تفاوت‌های ساختاری، سنگ‌شناسی و تاریخچهٔ زمین‌شناختی انجام شده است؛ بنابراین نام یک پهنه لزوماً با برداشت عمومی ما از یک ناحیهٔ جغرافیایی یکسان نیست (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۱۳).

سپس گزینه‌های نزدیک را تفکیک می‌کنیم: کپه‌داغ در جدول کتاب با توالی رسوبی منظم شناخته می‌شود؛ ایران مرکزی نیز دارای سنگ‌های رسوبی، آذرین و دگرگونی با گسترهٔ سنی پرکامبرین تا سنوزوییک است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۱۴). پس نباید صرفاً به دلیل وجود کویر در مرکز کشور، ایران مرکزی را انتخاب کرد.

توصیف مطرح‌شده در سؤال، یعنی وجود دشت‌های وسیع با شرایط خشک و کم‌آب، به پهنهٔ شرق و جنوب شرق اشاره دارد. توجه داشته باش که این توصیف به‌صورت مستقیم در متن‌ها و جدولِ ارائه‌شده نیامده است؛ جدول بیشتر برای تمایز ویژگی‌های گزینه‌های دیگر به کار می‌آید.

پاسخ: گزینهٔ ۴

برای پاسخ، باید امتداد کلی گسل‌ها را مقایسه کنیم، نه محل قرارگیری یا نوع حرکت آن‌ها.

گام اول: کتاب، گسل‌های ایران را از نظر امتداد در سه گروه اصلی قرار می‌دهد: شمال غرب ـ جنوب شرق، شمال شرق ـ جنوب غرب و شمالی ـ جنوبی. همچنین درونه را نمونهٔ گسل‌های دارای امتداد شمال شرق ـ جنوب غرب معرفی می‌کند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۲۱).

گام دوم: با بررسی نقشهٔ پراکندگی گسل‌های ایران، نایبند، کازرون و سبزواران همگی دارای راستای کلی شمالی ـ جنوبی هستند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۲۱، شکل ۱۱ـ۷). منظور، راستای کلی آن‌هاست؛ بنابراین خمیدگی‌های موضعی در این مقایسه ملاک نیست.

گام سوم: درونه با امتداد شمال شرق ـ جنوب غرب، با سه گسل دیگر که راستای کلی شمالی ـ جنوبی دارند متفاوت است.

پاسخ: گزینهٔ ۱