حفر

هناك أسباب عديدة تدفع البشر إلى حفر الحفر والخنادق وغيرها من المنشآت تحت سطح الأرض. وقد لوحظ منذ زمن طويل أن لدى البشر رغبة فطرية على ما يبدو في حفر الحفر في الأرض، والتي تظهر في مرحلة الطفولة . ^{[ 3 ]}

كغيره من الحيوانات، يحفر الإنسان في الأرض بحثًا عن الطعام والماء. وقد عُثر على آبار مياه مبطنة بالخشب تعود إلى ثقافة الفخار الخطي في العصر الحجري الحديث المبكر ، كما في كوكهوفن (مركز تابع لإركيلينز )، التي يعود تاريخها إلى 5090  قبل الميلاد، وإيثرا ، التي يعود تاريخها إلى 5200  قبل الميلاد في شليتز (مركز تابع لأسبارن آن دير زايا ) في النمسا . ^{[ 4 ]} يتميز الإنسان عن غيره من الحيوانات بممارسة دفن الموتى . وقد يكون الدفن المتعمد، ولا سيما مع المقتنيات الجنائزية ، أحد أقدم أشكال الممارسات الدينية التي يمكن رصدها، إذ قد يدل، كما يقترح فيليب ليبرمان ، على "اهتمام بالموتى يتجاوز الحياة اليومية". ^{[ 5 ]} وتشير الأدلة إلى أن إنسان نياندرتال كان أول نوع بشري يمارس سلوك الدفن ويدفن موتاه عمدًا، في قبور ضحلة مع أدوات حجرية وعظام حيوانات. ^{[ 6 ] [ 7 ]} تشمل المواقع النموذجية شانيدار في العراق، وكهف كيبارا في إسرائيل، وكرابينا في كرواتيا. ومع ذلك، يرى بعض الباحثين أن هذه الجثث ربما تم التخلص منها لأسباب دنيوية . ^{[ 8 ]} ومن الجدير بالذكر أن دفن الموتى يمنع الأمراض المرتبطة بوجود الجثث، ويحول دون جذب الحيوانات المفترسة الأخرى .

يعود تاريخ أقدم مدفن بشري مكتشف حتى الآن إلى 100 ألف عام. وقد عُثر على بقايا هياكل عظمية بشرية ملطخة بالمغرة الحمراء في كهف سخول في قفزة ، إسرائيل. وُجدت في الموقع مجموعة متنوعة من المقتنيات الجنائزية، بما في ذلك فك خنزير بري في ذراعي أحد الهياكل العظمية. ^{[ 9 ]}

مع تقدم التكنولوجيا البشرية، بدأ استخدام الحفر في الزراعة والتعدين والأعمال الترابية ، وتم تطوير تقنيات وتكنولوجيات جديدة لتناسب هذه الأغراض.

حفرة الاستعارة

في مجال الإنشاءات والهندسة المدنية ، تُعرف حفرة الاستعارة ، أو ما يُسمى أيضًا بصندوق الرمل، بأنها منطقة يتم فيها استخراج مواد (عادةً التربة أو الحصى أو الرمل ) لاستخدامها في موقع آخر. ^{[ 10 ]} وتوجد حفر الاستعارة بالقرب من العديد من مشاريع البناء الكبرى. على سبيل المثال، قد يتم استخراج التربة لملء سد ترابي لطريق سريع ، وقد يتم استخراج الطين لاستخدامه في صناعة الطوب ، والحصى لاستخدامه في صناعة الخرسانة ، وما إلى ذلك.

في بعض الحالات، قد تمتلئ حفر استخراج المواد بالمياه الجوفية ، مما يُشكّل مناطق ترفيهية أو موائل مستدامة للحياة البرية (ومن الأمثلة على ذلك حفرة ميرتون لاستخراج المواد، بالقرب من أكسفورد في وسط إنجلترا ، والتي تم حفرها لتوفير مواد لطريق M40 السريع القريب ). وفي حالات أخرى، قد تُستخدم حفر استخراج المواد لدفن النفايات والتخلص منها .

تُعد حفر الاستعارة من المعالم الأثرية الشائعة في وايكاتو ، حيث كان يتم حفر الرمل والحصى لخلطهما مع التربة الطينية السطحية لتحسين تصريفها وتفتتها، ^{[ 11 ]} لتناسب نمو الكومارا والقلقاس ، اللذين جلبهما الماوري من الجزر الاستوائية. ^{[ 12 ]}

يُطلق على أحد أشكال هذا المصطلح الإقليمي اسم " حفرة التل " في غرب الولايات المتحدة (وخاصة جبال روكي). ويصف هذا المصطلح المحلي - الذي يُنطق أحيانًا "حفرة الحفار" - الخندق الموجود على طول الطريق. وقد حُفرت هذه الخنادق لتوفير الردم اللازم لتسوية الطريق وتشكيل قمته، ومن ثمّ توفير تصريف المياه للطريق. ^{[ 13 ]}

بحيرة الحفر (وتُعرف أيضًا باسم حفرة الحصى المغمورة ) هي بحيرة اصطناعية ، تنشأ عادةً من استخراج الحصى أو الرمل لاستخدامه في مواد البناء أو في أنواع أخرى من التعدين السطحي . في كثير من الحالات، تُنسق حفر الاستخراج وفقًا لمتطلبات استصلاح الأراضي المنصوص عليها قانونًا. ولأن الحفر يصل إلى مستوى أدنى من منسوب المياه الجوفية ، تتشكل البحيرات بشكل طبيعي. وفي حالات أقل شيوعًا، تُنشأ بحيرات الحفر عمدًا، لا سيما كمناطق ترفيهية .

في ألمانيا والنمسا، تُستخدم البحيرات في الغالب للصيد، إذ يُنشئ القانون منطقة صيد لكل مسطح مائي. وفي بعض بحيرات الحفر، تُضاف شواطئ للسباحة أو ممارسة الرياضات المائية الأخرى ، لا سيما ركوب القوارب والتزلج على الماء وركوب الأمواج. ولدعم هذه الاستخدامات، تُنشأ مواقف سيارات واسعة وغرف تغيير ملابس ومطاعم. وفي بعض الحالات، تُستخدم بحيرة الحفر كمحمية طبيعية، كما هو الحال في بحيرات محمية أتينبورو الطبيعية .

على الرغم من قدرة الإنسان على الحفر في الرمل والتربة بيديه، إلا أن استخدام الأدوات غالبًا ما يكون أسهل. وأبسط أداة للحفر هي المجرفة . ^{[ 1 ]} في العصر الحجري الحديث وما قبله، كان يُستخدم غالبًا لوح كتف حيوان كبير كمجرفة بدائية. ^{[ 14 ]} في العصر الحديث، تُصنع المجارف عادةً من المعدن بمقبض خشبي. ولأن الحفر عملية قطع، خاصةً عندما تحتوي التربة على جذور نباتية ، فإن شحذ المجرفة يُسهّل عملية الحفر. ^{[ 15 ]}

تاريخيًا، كان الحفر اليدوي (غالبًا بالاشتراك مع المعاول ) الوسيلة الرئيسية للحفر في قطاعات البناء والتعدين واستخراج الأحجار ، وكانت مشاريع الحفر توظف أعدادًا كبيرة من العمال. بعد الثورة الصناعية ، حلت الميكنة، عبر المجارف البخارية ولاحقًا المعدات الهيدروليكية (الحفارات مثل الجرافات والرافعات ) ، تدريجيًا محل معظم أعمال الحفر اليدوي ؛ ومع ذلك، لا يزال أصحاب المنازل يجدون في كثير من الأحيان مبررات للقيام بالحفر اليدوي خلال المشاريع الصغيرة حول المنزل. ^{[ 1 ]} كما أن اختلاف طرق الحفر قد يؤدي إلى اختلاف عمق الحفر وقوته، مما قد يعرض خطوط الأنابيب والأسلاك المدفونة تحت الأرض للخطر أو يتسبب في تلفها. في الولايات المتحدة وكندا، يُلزم أصحاب المنازل والمقاولون بإبلاغ مركز اتصال تابع لشركة المرافق قبل الحفر لضمان عدم اصطدامهم بالمرافق والبنية التحتية المدفونة. ^{[ 16 ]}

تُعدّ قابلية حفر مواد التربة (الصخور والتربة السطحية ) مقياسًا لكمية المواد التي يمكن حفرها باستخدام معدات الحفر التقليدية، مثل الجرافات المزودة بآلات التكسير ، والحفارات ، والكاشطات ، وغيرها من معدات التسوية. أما المواد التي لا يمكن حفرها باستخدام هذه المعدات فتُسمى مواد غير قابلة للتكسير . وعادةً ما تتطلب هذه المواد تفجيرًا مسبقًا أو استخدام مطارق طرق أو أزاميل لتسهيل عملية الحفر. ويتم تقييم قابلية حفر أو تكسير مواد التربة عادةً بواسطة جيوفيزيائي ، أو جيولوجي هندسي ، أو مهندس جيوتقني .

تُعدّ قابلية التكسير لمادة أرضية ( صخرية ) مقياسًا لقدرتها على الاستخراج باستخدام معدات الحفر التقليدية. ^{[ 17 ]} يمكن تصنيف المادة إلى قابلة للتكسير، أو قابلة للتكسير بشكل هامشي، أو غير قابلة للتكسير. غالبًا ما يتم تقييم قابلية التكسير للمادة بواسطة جيولوجي هندسي و/أو جيوفيزيائي باستخدام معدات الانكسار الزلزالي (انظر الانكسار ). ^{[ 18 ] [ 19 ]} قد تشمل دراسات قابلية التكسير إجراء مسوحات الانكسار الزلزالي ، وحفر الآبار باستخدام جهاز حفر هوائي، وحفر خنادق اختبارية باستخدام جرافة مزودة بآلات تكسير أو حفارة خلفية، بالإضافة إلى رسم الخرائط الجيولوجية.