ما هي التجوية بالسيليكات؟

هناك ثلاثة أشكال من التجوية ، وهي العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. على الرغم من إمكانية الخلط بين التجوية والتآكل ، إلا أن هناك اختلافات دقيقة. يحدث التآكل مع تحلل المواد ونقلها وترسبها ، بينما تؤدي العوامل الجوية إلى تغيير أو تفكك المواد في موقعها الأصلي. يمكن أن تساعد التجوية بالسيليكات في تشكيل سطح الأرض وتنظيم الدورات العالمية والكيميائية وحتى تحديد إمدادات المغذيات للنظم البيئية.

إذا خرجت والتقطت صخرة في الفناء الخلفي لمنزلك ، فمن المحتمل أنك تحمل صخرة تحتوي على معادن السيليكات. تشكل السيليكات ما يقرب من 95 في المائة من قشرة الأرض ووشاحها وهي مكون رئيسي من الصخور النارية - الصخور البلورية أو الزجاجية التي تشكلت عن طريق تبريد وتصلب الصهارة. توجد أيضًا المعادن مع هذا المزيج من السيليكون والأكسجين ، وإن كانت أقل وفرة ، في الصخور الرسوبية (التي تكونت بواسطة شظايا صخرية أخرى وملتصقة ببعضها البعض) والصخور المتحولة (التي تشكلت عن طريق تسخين وضغط المواد الموجودة صخر).

التركيب الأساسي لجميع معادن السيليكات هو رباعي السطوح من السيليكون والأكسجين - مادة صلبة تحدها مضلعات بأربعة وجوه. يشتمل التركيب على كاتيون سليكون مركزي مرتبط بأربع ذرات أكسجين موجودة في زوايا رباعي السطوح العادي. ما يقرب من 25 في المائة من جميع المعادن المعروفة و 40 في المائة من أكثر المعادن شيوعًا هي السيليكات. يتم تطوير الروابط التي تربط السيليكون والأكسجين بواسطة أيونات مشحونة معاكسة وإلكترونات مشتركة.

•••مصدر الصورة Flickr.com ، بإذن من ليوناردو أغيار

يتشكل سطح الأرض من خلال عوامل الطقس ، إما من العوامل الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية. يمكن أن تعمل هذه العوامل بشكل منفصل أو كقوة مشتركة. تتسبب التجوية الفيزيائية في تفكك المواد الصخرية دون وجود تسوس. التمدد الحراري - العملية المتناوبة للتجميد والذوبان كما هو واضح في الجزء الشمالي من الولايات المتحدة ومعظم كندا - هو المصدر الأساسي للعوامل الجوية الفيزيائية. تحدث التجوية الكيميائية عندما يتغير التركيب المعدني للصخر.

وفقًا لـ Sigurdur R. جيسلاسون ، معهد علوم الأرض (آيسلندا) وإريك هـ. Oelkers ، Géochimie et Biogéochimie Experimentale (فرنسا) ، "التجوية بالسيليكات (التجوية الكيميائية) يُعتقد أنه يتحكم في المناخ عن طريق استهلاك ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي "على مدار فترة زمنية جيولوجية مقياس. يتم تخزين ثاني أكسيد الكربون في النهاية على شكل كربونات في المحيط. ثلث التجوية بالسيليكات هو نتيجة التجوية في الجزر البركانية والقارات. يرجع تدفق استهلاك ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى حد كبير إلى جزء من معدل التجوية المرتفع للبازلت. لكل زيادة درجة واحدة في درجة الحرارة ، تزداد معدلات التجوية الكيميائية بحوالي 10 بالمائة. لكن معظم السيليكات تذوب بشكل غير متسق مع التجوية لأنها مرتبطة بمعادن أخرى مثل الطين. هذه السيليكات المعلقة المنقولة إلى المحيطات شديدة التفاعل في مياه المحيطات وبالتالي تعتمد على المناخ.

•••مصدر الصورة Flickr.com ، بإذن من flydime

من الصخور المعرضة على سطح الأرض ، ما يقرب من 90 في المئة من السيليكات. ما يقرب من ربع هذا الصخر تدخلي - على سبيل المثال ، الجرانيت - ربعه مقذوف - بركاني - والنصف الآخر متحولة و "ما قبل الكمبري" - فترة زمنية تمتد من حوالي 4 مليارات سنة (العمر التقريبي لأقدم الصخور المعروفة) إلى 542 مليون سنة منذ. كونها مكياج من السيليكات ، فإن الصخور البركانية تتغذى بشكل أسرع. لكن الأمر سيستغرق أكثر من مليون عام حتى تتمكن عملية التجوية بالسيليكات من تثبيت ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، على الرغم من تسريع عملية التجوية بالسليكات في إزالة ثاني أكسيد الكربون. بالنظر إلى هذا النطاق الزمني - قمع الغطاء النباتي ومعدلات التجوية - ستعود مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى مستويات أعلى من تلك التي كانت في عصور ما قبل الصناعة.