سوالات زمین‌شناسی کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت اول با پاسخ تشریحی

۱. ابتدا باید میان «مقدار مناسب فلوئور» و «مصرف بیش‌ازحد آن» تفاوت بگذاریم. سؤال دربارهٔ اضافه شدن مقداری فلوئور به ساختار دندان است، نه مسمومیت ناشی از آن.

۲. دندان از کلسیم فسفات و مواد آلی ساخته شده است. با ورود مقدار مناسب فلوئور به ساختار بلوری دندان، سختی آن افزایش می‌یابد؛ در نتیجه، دندان در برابر پوسیدگی مقاوم‌تر می‌شود. افزودن فلوئور به خمیردندان نیز با همین نقش محافظتی ارتباط دارد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۸۵).

۳. فلورسیس دندانی، برخلاف اثر مفید بالا، پیامد دریافت بیش‌ازحد فلوئور است و با آسیب مینای دندان و ایجاد لکه‌های تیره همراه می‌شود؛ بنابراین نباید آن را با اثر مقدار مناسب فلوئور اشتباه گرفت (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۸۵–۸۶). همچنین اثر بیان‌شده در سؤال، سفیدکنندگی دندان نیست.

پس اضافه شدن مقدار مناسب فلوئور به ساختار دندان، مقاومت آن را در برابر پوسیدگی افزایش می‌دهد.

پاسخ: گزینهٔ ۳

۱. سرنخ‌های اصلی سؤال را جدا می‌کنیم: ارتباط با مزارع برنج، بروز نرمی استخوان در زنان و سپس مشاهدهٔ آسیب‌های کلیوی. این مجموعهٔ نشانه‌ها با مثال بیماری «ایتای‌ایتای» در کتاب مطابقت دارد.

۲. کتاب توضیح می‌دهد که ورود آب آلوده به کادمیم از یک معدن سرب و روی به رودخانه و شالیزارهای منطقه‌ای در ژاپن، زمینهٔ شیوع این بیماری را فراهم کرد. در زنان مسن، نرمی و تغییر شکل استخوان دیده شد و پس از آن، آسیب‌های کلیوی نیز در مردم منطقه گزارش شد؛ بنابراین الگوی علائم سؤال به مسمومیت با کادمیم اشاره دارد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۸۳–۸۴).

۳. ارتباط با کشت برنج نیز با مسیر ورود این عنصر سازگار است: کادمیم می‌تواند از راه آب و غذای آلوده وارد بدن شود. پس در این سؤال، صرفِ کار در شالیزار علت بیماری نیست؛ آلودگی آب و زنجیرهٔ غذایی به این عنصر اهمیت دارد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۸۳–۸۴).

نکته: محل مثال کتاب ژاپن است؛ بنابراین تعبیر جغرافیایی صورت سؤال نباید ما را از تطبیق نشانه‌های بیماری منحرف کند. همچنین اشاره به معدن سرب و روی به معنای عامل‌بودن این دو عنصر نیست؛ آلایندهٔ مسئول در این مثال کادمیم است.

پاسخ: گزینهٔ ۱

۱. تشخیص الگوی مورد سؤال: در نظریهٔ زمین‌مرکزی، زمین در مرکز قرار دارد و اجرام آسمانی در مدارهایی پیرامون آن در نظر گرفته می‌شوند. این الگوی تاریخی را نباید با توصیف امروزی سامانۀ خورشیدی اشتباه گرفت؛ کتاب، حرکت زمین و دیگر سیاره‌ها به دور خورشید را بیان می‌کند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۴).

۲. یادآوری ترتیب اجرام: در الگوی تاریخی زمین‌مرکزی، چهار جایگاه نخست از نزدیک‌ترین مدار به زمین به سمت بیرون، به‌ترتیب به ماه، عطارد، زهره و خورشید اختصاص دارند. توجه کنید که این ترتیب تاریخی در متنِ بخش‌های ارائه‌شده صریحاً نیامده است و از توضیح حرکت سیاره‌ها به دور خورشید نیز به دست نمی‌آید.

۳. تطبیق با شکل: چون شماره‌گذاری مدارها از داخل به خارج است، جایگاه ۱ متعلق به ماه، جایگاه ۲ متعلق به عطارد، جایگاه ۳ متعلق به زهره و جایگاه ۴ متعلق به خورشید خواهد بود. این ترتیب با گزینهٔ دوم مطابقت دارد.

پاسخ: گزینهٔ ۲

۱. به واژهٔ «به‌جز» توجه می‌کنیم؛ باید گزینه‌ای را بیابیم که با پراکندگی ذخایر نفت و گازِ معرفی‌شده در کتاب مطابقت ندارد.

۲. مطابق کتاب، ذخایر عمدهٔ نفت و گاز ایران در جنوب و غرب، یعنی زاگرس و خلیج‌فارس، و نیز در شمال، یعنی دریای خزر، قرار دارند. همچنین میدان گازی خانگیران سرخس در شمال‌شرق از ذخایر مهم هیدروکربنی کشور است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۱۹–۱۲۰).

۳. گزینه‌ها را با این پراکندگی مقایسه می‌کنیم:

• «شمال و جنوب»: هر دو در میان نواحی دارای ذخایر نفت و گاز آمده‌اند؛ بنابراین استثنا نیست.
• «جنوب و غرب»: از محدوده‌های اصلی ذخایر نفت و گاز ایران هستند؛ بنابراین استثنا نیست.
• «شمال‌غرب و جنوب‌شرق»: این جفت در پراکندگی نواحی اصلی ذخایر نفت و گازِ بیان‌شده در کتاب قرار ندارد؛ پس استثنای موردنظر سؤال است.
• «جنوب‌غرب و شمال‌شرق»: وجود میدان نفتی اهواز در جنوب‌غرب و میدان گازی خانگیران سرخس در شمال‌شرق، درستی این جفت را تأیید می‌کند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۱۹–۱۲۰). جدول پهنه‌های زمین‌ساختی نیز نفت و گاز زاگرس و میدان‌های گازی کپه‌داغ را ذکر می‌کند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۱۴).

دقت کنید که نتیجهٔ سؤال بر پایهٔ پراکندگی معرفی‌شده در کتاب است؛ از آن نباید نبودِ مطلق هرگونه ذخیرهٔ احتمالی در سراسر شمال‌غرب یا جنوب‌شرق را نتیجه گرفت.

پاسخ: گزینهٔ ۳

۱. ابتدا به عبارت «شناسایی محل تجمع مواد نفتی» توجه می‌کنیم. نفت پس از مهاجرت، در صورت وجود سنگ مخزن مناسب و پوش‌سنگ نفوذناپذیر، در یک تلهٔ نفتی جمع می‌شود؛ بنابراین برای یافتن آن باید موقعیت و شکل ساختارهای زیرسطحی را شناخت (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۳۶–۳۷).

۲. کتاب در بخش اکتشاف معدن توضیح می‌دهد که روش‌های ژئوفیزیکی با بهره‌گیری از ویژگی‌های فیزیکی سنگ‌ها و مواد معدنی، به شناسایی ذخایر زیرسطحی و عمق آن‌ها کمک می‌کنند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۱). همین توانایی در بررسی زیرسطح زمین، برای یافتن ساختارهای مناسب تجمع نفت نیز کاربرد دارد.

۳. پس کارشناسان ژئوفیزیک بیشترین کمک را در مکان‌یابی تجمع مواد نفتی به زمین‌شناسان نفتی می‌کنند. نکتهٔ سؤال، تمایز میان «تعیین محل ذخیره در زیر زمین» و «شناخت ترکیب شیمیایی مواد یا منشأ سنگ‌ها» است.

پاسخ: گزینهٔ ۱

۱. ابتدا باید منظور از «کمبود ناحیه‌ای» را مشخص کنیم. ترکیب سنگ‌ها و میزان عناصر در مناطق مختلف یکسان نیست؛ بنابراین خاک و سپس مواد غذاییِ تولیدشده در هر منطقه می‌توانند از نظر بعضی عناصر فقیر باشند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۸۲).

۲. اگر عنصرِ کم‌شده برای بدن ضروری باشد، کمبود آن می‌تواند بیماری ایجاد کند. کتاب، عناصر مورد نیاز فعالیت‌های بدن را «اساسی» می‌نامد و تأکید می‌کند که هم کمبود و هم مقدار بیش از حد آن‌ها ممکن است زیان‌آور باشد؛ پس جبران کمبود باید متناسب با نیاز بدن باشد (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۷۹–۸۰).

۳. نمونهٔ روشن این موضوع، ید است. در شمال آمریکا، شسته‌شدن ترکیبات محلول ید از خاک پس از ذوب یخ‌ها، خاک و محصولات غذایی را از این عنصر فقیر کرد. در نتیجه گواتر رواج یافت و با افزودن ید به رژیم غذایی مردم، شیوع آن کاهش پیدا کرد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۸۷).

۴. زوج مورد نظر در مبحث جبران کمبودهای ناحیه‌ای، «روی و ید» است. دقت کنید که صرفِ ضروری‌بودن کلسیم یا نقش محافظتی سلنیم، آن‌ها را به پاسخ این پرسش تبدیل نمی‌کند؛ سؤال به مصداق مشخص این نوع جبران کمبود اشاره دارد، نه به فهرست همهٔ عناصری که کمبودشان ممکن است به درمان نیاز داشته باشد.

پاسخ: گزینهٔ ۴

۱. ابتدا باید بخش معدنی خاک را از بخش آلی آن جدا کنیم. خاک دارای بخش معدنی و گیاخاک یا هوموس است؛ بنابراین، با اینکه گیاخاک در حاصلخیزی لوم نقش دارد، در پاسخ این سؤال که دربارهٔ «ذرات معدنی» است، قرار نمی‌گیرد (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۵۲–۵۳).

۲. سه جزء معدنی اصلی خاک لوم، ماسه، سیلت و رس هستند. «سیلت» همان «لای» است؛ پس تفاوت این دو نام نباید باعث اشتباه در انتخاب شود.

۳. اکنون اندازهٔ این ذرات را مقایسه می‌کنیم. در جدول اندازهٔ رسوبات، ماسه در گروه دانه‌متوسط و سیلت و رس در گروه دانه‌ریز قرار دارند؛ بنابراین ماسه از هر دو درشت‌تر است. در میان دو جزء ریزدانه نیز سیلت از رس درشت‌تر است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۵۵). بسیار ریزدانه بودن رس در مبحث منابع خاک نیز تأکید شده است (زمین‌شناسی، صفحه‌های ۵۲–۵۳).

پس ترتیب ذرات معدنی اصلی لوم از بزرگ به کوچک، «ماسه، سیلت، رس» است.

پاسخ: گزینهٔ ۳

برای پاسخ، باید نقش ورقه‌های اقیانوسی را از نقش ورقه‌های قاره‌ای در چرخۀ ویلسون جدا کنیم.

۱. بازشدگی اولیه: چرخه با گرم‌شدن، کشش و شکافتن پوستۀ قاره‌ای و تشکیل ریفت آغاز می‌شود؛ بنابراین در آغاز چرخه، پوستۀ قاره‌ای نقش اصلی را دارد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۱).

۲. گسترش: در محل پشته‌های میان‌اقیانوسی، پوستۀ اقیانوسی جدید تشکیل می‌شود و به دو طرف حرکت می‌کند. ادامۀ گسترش بستر اقیانوس، حوضۀ اقیانوسی را وسیع‌تر و قاره‌های دو سوی آن را از یکدیگر دورتر می‌کند. پس ورقه‌های اقیانوسی در این مرحله نقشی مستقیم و اساسی دارند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۱).

۳. بسته‌شدن: ورقۀ اقیانوسی به زیر ورقۀ قاره‌ای یا ورقۀ اقیانوسی دیگر فرورانش می‌کند. با ادامۀ این فرایند، حوضۀ اقیانوسی کوچک‌تر می‌شود؛ بنابراین بسته‌شدن نیز مستقیماً به فرورانش ورقۀ اقیانوسی وابسته است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۱).

۴. برخورد نهایی: پس از بسته‌شدن اقیانوس، قاره‌های دو طرف به یکدیگر برخورد می‌کنند و کمربندهای کوه‌زایی شکل می‌گیرند. در این مرحله، نقش اصلی با ورقه‌های قاره‌ای است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۶۱).

در نتیجه، دو مرحلۀ موردنظر «گسترش» و «بسته‌شدن» هستند؛ در اولی پوستۀ اقیانوسی تولید می‌شود و در دومی ورقۀ اقیانوسی فرورانش می‌کند.

پاسخ: گزینهٔ ۱

برای حل سؤال باید «ترتیب پیدایش گروه‌های سنگی روی زمین» را به «محیط تشکیل کانی‌های گزینه‌ها» ارتباط دهیم.

۱. تعیین نخستین محیط سنگ‌ساز: زمین در آغاز حالت مذاب داشت. با کاهش دما، مواد مذاب سرد و متبلور شدند و سنگ‌های آذرین، نخستین بخش‌های سنگ‌کره را ساختند. پس از آن، با تشکیل آب‌کره و راه‌افتادن چرخهٔ آب، فرسایش و رسوب‌گذاری گسترش یافت و سنگ‌های رسوبی تشکیل شدند. سنگ‌های دگرگونی نیز در ادامه، بر اثر فشار و گرمای زیاد پدید آمدند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۱۴–۱۵).

۲. مقایسهٔ کانی‌ها: مسکوویت از گروه میکاها و از کانی‌های سازندهٔ برخی سنگ‌های آذرین، مانند گرانیت، است؛ بنابراین می‌تواند در جریان تبلور مواد مذاب تشکیل شود. در مقابل، کلسیت و دولومیت کانی‌های مهم سنگ‌های رسوبی کربناته‌اند و گرافیت در این مقایسه با محیط دگرگونی شناخته می‌شود.

۳. نتیجه‌گیری: چون در روند تکوین زمین، تشکیل سنگ‌های آذرین بر تشکیل سنگ‌های رسوبی و دگرگونی مقدم بوده است، از میان کانی‌های داده‌شده، مسکوویت زودتر امکان تشکیل داشته است. توجه کنید که منظور سؤال مقایسهٔ محیط تشکیل معمول این کانی‌هاست؛ نه اینکه مسکوویت فقط در سنگ‌های آذرین یافت شود یا نخستین کانی زمین باشد.

پاسخ: گزینهٔ ۴

گام اول: شناخت رابطه
رابطهٔ $K=\frac{1}{2}mv^2$ بیانگر انرژی جنبشی است؛ بنابراین با در نظر گرفتن $m$ به‌عنوان جرم آب و $v$ به‌عنوان سرعت آن، $K$ انرژی ناشی از حرکت آب را نشان می‌دهد.

گام دوم: ارتباط انرژی جنبشی با فرسایش
طبق کتاب، افزایش سرعت و جرم رواناب و بیشتر شدن مواد معلق آن، با افزایش انرژی جنبشی و در نتیجه افزایش قدرت فرسایندگی همراه است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۵۴). در رابطهٔ داده‌شده نیز انرژی جنبشی با جرم نسبت مستقیم و با مربع سرعت تناسب دارد. پس در میان گزینه‌ها، «قدرت فرسایندگی رواناب» مفهوم موردنظر سؤال است.

نکتهٔ دقیق: خودِ $K$ از نظر فیزیکی انرژی جنبشی است، نه توان یا آهنگ انجام کار؛ در این سؤال، قدرت فرسایندگی به معنای توانایی رواناب برای فرسایش به کار رفته و با انرژی جنبشی آن ارتباط دارد.

گام سوم: تمایز با آب‌دهی
حجم آب عبوری در واحد زمان، دبی است که از رابطهٔ $Q=Av$ محاسبه می‌شود و با انرژی جنبشی تفاوت دارد (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۴۳–۴۴). جرم عبوری در واحد زمان نیز آهنگ عبور جرم است، نه انرژی.

پاسخ: گزینهٔ ۱

برای پاسخ، باید نام کانی را از نام شیوهٔ آماده‌سازی آن برای استفادهٔ گوهری جدا کنیم.

۱. «الماس» نام کانی‌ای با ترکیب کربن است. کتاب نیز آن را به‌عنوان گوهری گران‌بها معرفی می‌کند (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۳–۳۵).

۲. «برلیان» نام نوعی تراش الماس است؛ یعنی سطح‌های الماس با آرایش هندسی مشخصی تراش داده می‌شوند تا جلوه و درخشش بیشتری داشته باشد. پرسشِ تفاوت الماس و برلیان نیز در بخش «گفت‌وگو کنید»، همراه با موضوع تراش گوهرها مطرح شده است (زمین‌شناسی، صفحهٔ ۳۵).

بنابراین، این اصطلاح نه رنگ و درجهٔ خلوص الماس را بیان می‌کند و نه شکل طبیعی بلور آن را؛ بلکه نشان‌دهندهٔ نوع تراش است.

پاسخ: گزینهٔ ۲