ما العوامل التي تحدد معدل التجوية؟

تلعب التجوية ، أو انهيار الصخور ، دورًا رئيسيًا في دعم الحياة على الأرض. تنتج التجوية التربة التي تتيح لكوكبنا مجموعة واسعة من الحياة النباتية الأرضية. تتكون التربة المشكلة حديثًا بشكل أساسي من الصخور والجزيئات المعدنية. عندما تنمو النباتات وتموت وتتحلل ، تصبح التربة غنية بالمواد العضوية ، المعروفة أيضًا باسم الدبال. يتأثر معدل تحلل الصخور بعدد من العوامل.

نوع واحد من التجوية ، المعروف باسم التجوية الكيميائية ، يعمل بمعدلات مختلفة اعتمادًا على التركيب الكيميائي للصخور المصابة. اثنتان من عمليات التجوية الكيميائية الرئيسية هما الأكسدة والكربنة. الأكسدة ، والتي تعرف أكثر بالصدأ ، تضعف الصخور المعرضة للهواء. ينتج عن العملية تلون أحمر أو بني ، كما هو الحال في البازلت المتجدد. الصخور التي تحتوي على نسبة عالية من الحديد هي الأكثر عرضة للأكسدة. تحدث الكربنة عندما يختلط ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بالماء لتكوين حمض كربونيك ضعيف. تؤثر الكربنة بشكل رئيسي على الصخور التي تحتوي على نسبة عالية من الكالسيت ، مثل الحجر الجيري والرخام.

تتكون معادن السيليكات من شبكات بلورية تعتمد على التوليفات الكيميائية للسيليكون والأكسجين التي تشكل شبكة متكررة. إذا ارتبطت مجموعات السيليكون والأكسجين ببعضها البعض مباشرة ، فإن التجوية تستمر بشكل أبطأ. ومع ذلك ، إذا ارتبطت بعض ذرات الأكسجين بعنصر وسيط ، فإن الشبكة تكون أقل متانة. على سبيل المثال ، تستخدم الشبكة البلورية للكوارتز ، وهي صخرة بطيئة التجوية ، روابط السيليكون والأكسجين فقط. في المقابل ، يتساقط الزبرجد الزيتوني بسرعة كبيرة. في شبكة الزبرجد الزيتوني ، ترتبط العديد من ذرات الأكسجين بالمغنيسيوم أو الحديد بدلاً من السيليكون.

يؤثر المناخ على معدل التجوية بطريقتين مختلفتين. تحدث التجوية الكيميائية بسرعة أكبر في البيئات الدافئة لأن ارتفاع درجة الحرارة يسرع العديد من التفاعلات الكيميائية التي تكسر الصخور. في المقابل ، تكون معدلات التجوية الفيزيائية أعلى في المناطق الأكثر برودة ، لا سيما تلك التي تحوم بالقرب من التجمد. في مثل هذه المناطق ، يعد تجمد الصقيع عملية تجوية رئيسية ، حيث يتسرب الماء السائل إلى المسام أو الكسور في الصخور ثم يتجمد.

يتم تعظيم كل من التجوية الكيميائية والتجوية الفيزيائية في البيئات الرطبة. يعتمد تجمد الصقيع على توافر المياه ، وتتطلب العملية الكيميائية للكربنة الماء وثاني أكسيد الكربون. يمكن للمياه أيضًا أن تتغلب على الصخور بشكل مباشر من خلال العمل الهيدروليكي أو من خلال إنتاج المطر الحمضي. كما أن المناطق التي تحتوي على نسبة عالية من الملح تعاني أيضًا من زيادة التجوية بسبب ظاهرة الوتد الملحي. عندما تتسرب المياه المالحة إلى الصخور ، يمكن فصل الشقوق الصغيرة عن طريق نمو بلورات الملح عندما يتبخر الماء.