تعريف تجوية الصخور

قد تبدو العديد من الصخور في المواجهات اليومية غير قابلة للكسر وغير قابلة للتغيير. الصخور ، مع ذلك ، تخضع للتغييرات. أحد هذه التغييرات يسمى التجوية ، وعلى مدى فترات قصيرة وطويلة من الوقت ، يمكن أن تغير الصخور بشكل كبير بعدة طرق.

تصف تجوية الصخور عملية إضعاف وتفكك الصخور والمعادن. يمكن أن يحدث هذا عن طريق كل من العوامل الحية وغير الحية ، مثل التغيرات في درجات الحرارة ، والنباتات والحيوانات ، والأحماض ، والأملاح والمياه ، سواء كانت صلبة أو سائلة. تجوية الصخور تحدث خلال فترة زمنية. تميل الصخور الموجودة على سطح الأرض إلى الطقس أسرع من تلك الموجودة تحت الأرض. التجوية هي إحدى العمليات التي تؤدي إلى إنتاج التربة.

أنواع مختلفة من التجوية تؤثر على الصخور. وتشمل هذه العوامل التجوية الفيزيائية / الميكانيكية ، والتجوية الكيميائية ، والتجوية البيولوجية.

تقوم التجوية الفيزيائية أو الميكانيكية في الواقع بتقسيم الصخور إلى أجزاء صغيرة. تتضمن إحدى طرق التجوية الفيزيائية تجميد المياه وذوبانها. في شكل سائل ، يمكن أن ينزلق الماء بين أي مسام أو شقوق في الصخور. إذا تجمد هذا الماء ، فسوف يتمدد داخل تلك الصخور. يمكن أن يزيد الحجم بنسبة تصل إلى 10 بالمائة ، مما يشكل ضغطًا كبيرًا على الصخور. هذا يسمى إسفين الجليد ، أو التكسير بالتبريد ، لأن الجليد يفصل الصخور عن بعضها بمرور الوقت. عندما يذوب الجليد ويشكل الماء السائل مرة أخرى ، سيتم جرف أجزاء من الصخر كقطع صغيرة من خلال التعرية. يلعب الماء دورًا رئيسيًا في التجوية الفيزيائية. يمكن أن تدخل مسام الصخور والطين ، وتجعلها تنتفخ ثم تتجدد الصخور حولها. يرفع الماء الصخور من الأسطح تحت الماء ، وعندما تتساقط مرة أخرى ، أو تصطدم بالصخور الأخرى ، يمكن أن تنكسر.

يمكن أن يؤدي الملح إلى نوع من التجوية يسمى التجوية على شكل قرص العسل. تتسرب المياه الجوفية إلى الشقوق الصخرية بفعل الشعيرات الدموية ثم تتبخر في النهاية. ينتج عن هذا بلورات الملح التي تزيد الضغط في الصخور. في نهاية المطاف سوف تتكسر الصخور. يمكن أن يترك ذلك حفرًا من بلورات الملح التي تشبه أقراص العسل. غالبًا ما توجد التجوية الناتجة عن تجوية بلورة الملح في المناخات الجافة.

يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المتطرفة على تجوية الصخور أيضًا. أحد أنواع التجوية الفيزيائية يسمى الإجهاد الحراري. هذا عامل شائع في المناخات الصحراوية ، حيث تكون درجات الحرارة أثناء النهار شديدة الحرارة ، في حين أن درجات الحرارة أثناء الليل يمكن أن تكون باردة جدًا. عندما يحدث هذا التأرجح الجامح في درجات الحرارة بشكل متكرر على مدى فترة طويلة من الزمن ، فإن الصخور ستنهار في النهاية وتتقشر. هذا الإجراء يسمى التقشير. التآكل هو نوع آخر من التجوية الفيزيائية حيث يؤدي التعرض المستمر للاحتكاك من الرياح أو الماء أو الجليد إلى تعريض الصخور تدريجياً وتكسيرها.

نوع رئيسي آخر من التجوية هو التجوية الكيميائية. غالبًا ما تنتج التجوية الكيميائية عن تفاعل الماء ودرجة الحرارة في بيئة مع المعادن في الصخور. في التجوية الكيميائية ، يتغير التركيب الجزيئي الفعلي للصخور. أحد الأمثلة على ذلك هو عندما يتحد ثاني أكسيد الكربون مع الماء ، مما ينتج عنه كربنة ينتج عنها حمض الكربونيك. حمض الكربونيك بدوره سيذيب الحجر الجيري ، والذي بمرور الوقت يصنع كهوفًا من الحجر الجيري تحت الأرض.

الأكسدة هي نوع من التجوية الكيميائية حيث تتفاعل الصخور المحتوية على الحديد مع الأكسجين والماء ، مما يؤدي إلى الصدأ. يظهر الصدأ على أنه اللون البرتقالي المحمر الكلاسيكي في الحديد. هذا الصدأ سوف يبلى الصخور. في حالة الماء ، ستتغير الروابط الكيميائية الفعلية للصخر من امتصاص الماء. يغير الماء الأنهيدريت إلى الجبس بهذه الطريقة. يؤدي الماء أيضًا إلى تشوه الصخور. في حالة الجفاف ، تتم إزالة الماء من الصخور ، مثل إزالة الماء من الليمونيت لتكوين الهيماتيت. في عملية التحلل المائي ، تتغير المعادن عند تعرضها للمياه الحمضية لعمل محاليل ، مثل محلول الماء المالح. كما أن التجوية الكيميائية ، عن طريق التحلل المائي للفلسبار ، تصنع أيضًا معادن الطين الشائعة جدًا والكوارتز. يمكن أن يؤدي التحلل المائي للفلدسبار القلوي أو الأورثوكلاز أيضًا إلى تكوين الكاولين ومواد أخرى. كل هذه العمليات الكيميائية تؤدي إلى زيادة التجوية للصخور. التجوية الكيميائية أكثر شيوعًا وتحدث بشكل أسرع في المناطق المدارية ، بسبب الحرارة ووفرة المياه من الأمطار.

التجوية البيولوجية هي نوع من التجوية التي تنتج عن التأثيرات النباتية والحيوانية وحتى الميكروبية. على سبيل المثال ، ستفكك بذور الأشجار الصخور بمرور الوقت لأنها تنمو لتصبح أشجارًا ناضجة. ستنتشر جذور الأشجار باستمرار وتحدث شقوقًا في الصخور يمكن أن تؤدي حيوانات الحفر مثل الشامات أيضًا إلى تكسير الصخور. حتى الحيوانات الموجودة فوق الأرض يمكنها تحطيم الصخور أثناء سفرها فوق الأرض. تؤثر كل من النباتات الحية والمتحللة والفطريات على الصخور عن طريق إنتاج حمض الكربونيك. تعمل الفطريات في الأشنة على تكسير الصخور لإطلاق المعادن ، وتشترك الطحالب التكافلية في تلك المعادن. هذه العملية تؤدي إلى ثقوب في الصخور. حتى البكتيريا الصغيرة يمكنها الطقس وتغيير المحتوى المعدني للصخور! بمرور الوقت ، يؤدي كل نشاط الكائنات البيولوجية إلى زيادة التجوية في الصخور.

عندما تتآكل الصخور بسبب التجوية بمرور الوقت ، يمكن أن تجرفها الرياح أو المسطحات المائية. هذه العملية تسمى تآكل. يميل التعرية إلى الحدوث في الصخور التي تتعرض للعوامل الجوية على سطح الأرض. ينتشر كل من التجوية والتعرية في كل مكان على الأرض ، ويؤدي الجمع بينهما إلى تغيير السطح بشكل جذري على مدى فترات طويلة من الزمن.

هناك العديد من الأمثلة على تجوية الصخور حول العالم ، بما في ذلك بعض المعالم الرئيسية.

هل تعلم أن أكبر وادٍ على وجه الأرض صنعه الماء؟ تم نحت جراند كانيون في الولايات المتحدة في شكله الحالي على مدى ملايين السنين ، بسبب تجوية الصخور بالمياه ، وتحديداً نهر كولورادو. مثال آخر على التجوية هو التقشير الذي يؤدي إلى تكوينات أرضية تسمى Bornhardts. تميل هذه الهياكل المقببة إلى الحدوث في البيئات الاستوائية ؛ أحد الأمثلة على ذلك هو جبل Sugarloaf في البرازيل.

كهوف الحجر الجيري هي مثال على التجوية. شكلت التجوية الكيميائية نظام الكهوف الهائل لمتنزه كارلسباد كافيرنز الوطني في الولايات المتحدة.

كانت جبال الأبلاش في أمريكا الشمالية أطول من جبل إيفرست. أدت عوامل الطقس والتعرية ، على مدى ملايين السنين ، إلى تآكل هذه الجبال وصولاً إلى السلسلة السفلية والأكثر سلاسة كما هي عليه اليوم.

إنه لأمر مدهش أن نعتقد أن العوامل الجوية من المواد الكيميائية والنباتات والحيوانات والميكروبات من أي حجم ، والمطر والرياح يمكن أن تحدث مثل هذه التغييرات الهائلة في المناظر الطبيعية!

تلعب تجوية الصخور دورًا مهمًا في توازن البيئة. عندما يتم تجوية الصخور من الأشياء الحادة إلى الأشياء الأكثر نعومة ، فإنها تكون جاهزة للمساهمة في صنع التربة. المواد النباتية والحيوانية المتحللة والبكتيريا والمعادن التي تعرضت للتجوية تنتج تربة خصبة. كلما زادت أنواع المواد الموجودة في التربة ، بما في ذلك القطع الصخرية التي تعرضت للعوامل الجوية ، زادت خصوبة التربة. هذا مهم لنمو النباتات ، وبالتالي فهو مهم للمزارعين الذين يزرعون غذاءًا يأكله البشر والحيوانات. إذا كانت التربة لا تحتوي على مزيج واسع من المكونات البيولوجية والمعدنية ، فلن تكون خصبة ، وفي بعض الحالات قد تفتقر إلى أي خصوبة على الإطلاق.

يمكن أن يزيد عمل الإنسان من معدل التجوية. يؤدي تلوث الهواء بالوقود الأحفوري إلى هطول أمطار حمضية تتسبب في تهتك الصخور مثل الرخام والحجر الجيري وأي مبانٍ أو آثار مصنوعة منها يمكن أن يساعد الحد من تلوث الهواء الناتج عن إنتاج الوقود الأحفوري في منع المزيد من الأضرار التي تلحق بالبيئة من الأمطار الحمضية.