الخصائص الفيزيائية للحجر الجيري

الحجر الجيري هو مصطلح جماعي لمجموعة من الصخور الرسوبية التي تتكون من 50 في المائة على الأقل من الكالسيت ، وهو معدن مكون من كربونات الكالسيوم. إذا تم استبدال بعض الكالسيوم بالمغنيسيوم ، فإن الكالسيوم الناتج كربونات المغنيسيوم يسمى الصخور بالحجر الجيري الدولوميت. أصول الحجر الجيري متنوعة ويمكن أن تترسب في الماء أو تفرزها الكائنات البحرية مثل المرجان ؛ وقد تتكون أيضًا من أصداف لكائنات بحرية ميتة.

هناك نوعان رئيسيان من الصخور الرسوبية: الصخر الصخري ، أو الصخور الفتاتية - التي تتكون من شظايا صخرية صغيرة - وغير بلاستيكية ، وتسمى أيضًا كيميائية وغير عضوية. يتكون الحجر الجيري الصخري من حبيبات حيوية أو صخور ، بدلاً من شظايا صخرية متآكلة ، كما هو الحال في الحجر الرملي. هذه الصدفات الحيوية هي قذائف أو شظايا عظمية من كائنات بحرية ميتة وتتراكم عن طريق الغرق في قاع البحر أو أي جسم مائي آخر. كما أنها تنمو في البيئات البحرية مثل الشعاب المرجانية. يتشكل الحجر الجيري غير البلاستيكي ، مثل الحجر الجيري ، من خلال ترسيب بلورات الكربونات في المياه الضحلة وفي المياه الجوفية ، ويشكل الأخير الصواعد والهوابط في الكهوف.

يذوب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، إلى جانب أكاسيد الكبريت والنيتروجين في المناطق الحضرية والصناعية الملوثة ، في مياه الأمطار والمياه الجوفية لتكوين أحماض ضعيفة. تتفاعل هذه الأحماض مع الكربونات الموجودة في الحجر الجيري وتذيب الصخور وتشكل مجاريًا وكهوفًا. يخضع الحجر الجيري أيضًا للعوامل الجوية الميكانيكية ، لا سيما في المناخات الجافة ، من خلال العمل الكاشطة للرياح التي تحمل شظايا الصخور وغيرها من الحطام. هذا المزيج من التجوية الكيميائية والميكانيكية يجعل الحجر الجيري شديد التعرض للتدهور عند تعرضه للغلاف الجوي.

الحجر الجيري المتكون من خلال تراكم الأصداف والمواد الهيكلية له مسامية أولية عالية - مصطلح يشير إلى الفراغات بين الأجزاء الصلبة. تقل هذه المسامية مع الضغط بمرور الوقت حيث يتم ترسيب المزيد من المواد وتقسيم الشظايا معًا. تعمل المياه الحمضية من الغلاف الجوي أو الأرض على إذابة بعض هذه المواد المضغوطة ، مما يخلق مسامية ثانوية. تتسبب حركة الأرض عبر الزمن الجيولوجي في تكسر الحجر الجيري. يؤدي دخول الماء الحمضي إلى زيادة حجم الكسور. عند الانكشاف ، يظهر تأثير الذوبان هذا على السطح كشبكة من الشقوق والأحواض تسمى كارست.

تشكل تشكيلات الحجر الجيري مثل المناظر الطبيعية والكهوف والشعاب المرجانية مناطق جذب سياحي مذهلة. عند استخدامه كمواد بناء ، فإن الحجر الجيري له عملية شيخوخة رشيقة وجذابة على مدى قرون ، على الرغم من تعرضه للتدهور. تجعل المسامية والتجاويف العالية للحجر الجيري خزانًا جوفيًا فعالاً لإمدادات المياه العامة في تكساس وأيرلندا وجميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، فإن تشكيلات الحجر الجيري تمثل مشاكل هندسية خطيرة للطرق والأنفاق وبناء المباني. قد لا يتم دائمًا تحديد التجاويف والطبقات الصخرية شديدة الانحدار أثناء التحقيق في موقع البناء ويمكن أن تهدأ ، مما يتسبب في انهيار مفاجئ للأساسات والمباني والأنفاق.