الأشكال الناتجة عن التجوية الميكانيكية

تعريف التجوية

– التجوية هي العملية التي تحول الصخور الصلبة إلى رواسب، وتؤدي التجوية إلى تفكك الصخور إلى قطع أصغر. وبمجرد فصل هذه الرواسب عن الصخور، فإن التعرية هي العملية التي تنقل الرواسب بعيدا عن موقعها الأصلي. وتتكون قوى التعرية الأربعة من الماء والرياح والأنهار الجليدية والجاذبية. والماء هو المسؤول عن معظم التعرية، حيث يمكن للماء أن ينقل الرواسب بمختلف الأحجام اعتمادا على قوة تأثيره. وتنقل الرياح قطعا صخرية صغيرة عبر الهواء، بينما تنقل الأنهار الجليدية جميع أحجام الرواسب من الصخور الكبيرة جدا إلى الأجزاء الأصغر. وتحرك الجاذبية قطع الصخور المكسورة، سواء كانت كبيرة أو صغيرة، إلى أسفل المنحدر. وسيتم تغطية هذه القوى التعرية لاحقا، في حين تتسبب قوى الصفائح التكتونية في بناء جبال ضخمة ومناظر طبيعية أخرى

تعريف التجوية الميكانيكية 

تعمل التهوية الميكانيكية على فصل مواد الأرض عن بعضها البعض دون تغيير في تركيبتها الكيميائية، وهذا هو الفرق بين التهوية الكيميائية والفيزيائية، ومثال على ذلك هو التهوية الصقيعية، والتي تسمى أحيانا التكسير بالتبريد، حيث يحدث ذلك عندما تدخل المياه في الشقوق الصغيرة في الصخور، ويتمدد الماء عندما يتجمد، مما يؤدي إلى تفتت الصخور، ومع استمرار دورة التجمد والذوبان، يمكن أن يدخل المزيد من الماء في الشقوق ويتسبب في تفتت الصخور بشكل أكبر

يمكن أن يتسبب الضغط من داخل الأرض أيضًا في التجوية الميكانيكية ، وتنتج صخور سائلة تسمى الصهارة محاصرة تحت سطح الكوكب مع غازات مختلفة ، هذه المواد شديدة السخونة وتحت ضغط كبير ، عندما ترتفع الصهارة والغازات نحو السطح ، فإنها في بعض الأحيان تخلق شقوقًا تطلق الضغط ،  هذا ما يحدث عندما ينفجر بركان.

أشكال الصخور الناتجة عن التجوية الميكانيكية 

تفتت الصخور 

يتم توسيع الماء عند التجمد. يظهر هذا الظاهرة في الطبقات الفردية داخل الصخور الرسوبية عند التفكك بواسطة دورات متكررة من التجمد والذوبان. تحدث عملية مشابهة عند ترطيب الصخور وتجفيفها بشكل متكرر، حيث تذوب بلورات الملح من الصخر ثم تتكون عندما تجف. كلا العمليتين يمكن أن تؤدي إلى تفتت الصخور، وبالتالي قد يتم رمي الصخور. لذلك، ما كان في السابق نمطا منتظما ولطيفا من الطوب في الرصيف سيصبح في النهاية مزيجا فوضويا من الطوب ينتشر في جميع الاتجاهات. 

التمدد والانكماش الحراري للصخور

يتسبب التسخين في تمدد الصخور، بينما يتسبب التبريد في انكماشها. وتتوسع وتتقلص المعادن المختلفة بمعدلات متفاوتة، وهذه الظاهرة تشبه إلى حد كبير ظاهرة تجمد المياه ونمو بلورات الملح، ولكنها تحدثعادة في المناطق التي تتعرض لتغيرات شديدة في درجات الحرارة اليومية.

التقشير الميكانيكي للصخور

تنكسر الصخور في طبقات موازية لسطح الأرض عندما يتم الكشف عن الصخور ، فإنها تتمدد بسبب ضغط الحصر المنخفض مما يؤدي إلى التقشير ، التقشير شائع جدًا عندما تتعرض الصخور النارية الجوفية ، نظرًا لأن الصخور الجوفية تبرد في الأعماق تحت ضغط كبير ، فإنها تزيل الضغط بشكل أساسي بمجرد إزالة الغطاء الزائد ، يؤدي هذا إلى تقشر الصفائح الصخرية دون المستوى الموازي لسطح الأرض ، أو أيًا كان السطح الأقل ضغطًا.

تآكل الصخور

بسبب الطحن الميكانيكي لشظايا الصخور، تحدث تآكلًا للصخور، وتظهر في الصورة بعض الحفر التي تآكلت في الصخر بسبب التعرض للرمال، بالإضافة إلى التآكل الكيميائي الذي يتمثل في بعض علامات التآكل على الصخور بسبب التعرض في المحلول.

عوامل التجوية الميكانيكية 

التقشير أو التفريغ

عند تآكل الأجزاء الصخرية العلوية، تتسع الصخور الأساسية، وتبدأ في التصدع والتقشر على طول المفاصل، التي هي شقوق متباعدة بانتظام تحت السطح. يرى بعض الجيولوجيين أن تطور المفاصل يندرج تحت مصطلح التجوية الميكانيكية، حيث تحدث المفاصل بسبب تمدد الصخور الواقعة فوقها وهي إحدى عوامل التجوية الميكانيكية الشهيرة

التمدد الحراري

يمكن أن يتسبب التسخين والتبريد المتكرر لبعض أنواع الصخور في إجهاد الصخور وكسرها ، مما يؤدي إلى التجوية والتآكل ، تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تمدد الصخور ، ثم تتقلص الصخور عندما تبرد درجات الحرارة ، يؤدي هذا التمدد والانكماش المستمر إلى إضعاف الصخر ، مما يؤدي في النهاية إلى تكسر الصخور.

نمو البلورات

تتسرب المياه عبر الصخور المسؤولة عن نوعين من التجوية الميكانيكية هم تجميد الصقيع ونمو البلورات ، واعتمادًا على محتوى أيون الماء والهيكل المعدني للصخر ، قد يؤدي تسرب الماء من خلال المسام والكسور إلى نمو البلورات ، ويمكن أن يؤدي نمو هذه البلورات إلى الضغط على الصخور المحيطة ، مما يؤدي إلى إضعافها وتكسرها.

النشاط عضوي

تُعدُّ نمو جذور النباتات وحيوانات الجحور من أنواع الأنشطة الحيوية التي يمكن أن تساهم في التجوية الميكانيكية، حيث يؤدي ذلك إلى تفتيت المواد الصخرية وتفكيكها.

صقيع التوتيد

عندما تتسرب المياه إلى الشقوق الصخرية ، يمكن أن تتسبب درجات الحرارة الباردة في تجميد الماء ، مما يؤدي إلى ترسبات الجليد التي تتمدد وتضغط على الصخور ،  وفقًا لجامعة ولاية ميسوري ، فإن تجمد الصقيع هو أكثر أشكال التجوية الميكانيكية وفرة ، عندما يحدث تجمد الصقيع على المنحدرات الجبلية ، فإنه يمكن أن يتسبب في ميزة جغرافية تسمى تالوس ، وهو منحدر من الحصى المفكك عند قاعدة الجبل أو الجرف الناتج عن تقوس الصقيع الذي يكسر قطعًا فضفاضة من الأساس الصخري من الأعلى.

تأثير الجاذبية 

يحدث تساقط الصخور من المنحدرات أو السفوح الحادة بسبب جاذبية الأرض أو انهيارات الأرض المنقسمة إلى أجزاء أصغر، وهذا يعد عاملا آخر من عوامل التأكل والتآكل الميكانيكية، ويشار إلى نقل الصخور والرواسب بواسطة الجاذبية بأنه الهزال الجماعي الفعلي، وهو ليس شكلا من أشكال التأكل، بل هو عملية ينتقل بها المواد التي تتعرض للعوامل الجوية من مكان إلى آخر.

أمثلة على التجوية الميكانيكية 

• يُعد منحدر Talus المائل بالقرب من نهر Lost في ولاية فرجينيا مثالاً جيدًا على التجوية الميكانيكية.
• تعتبر Bornhardts منتجات تقشير، فهي صخور طويلة مدببة ومنفصلة توجد عادة في المناطق الاستوائية، وربما يعتبر جبل Sugarloaf في ريو دي جانيرو بالبرازيل أفضل مثال لتلك الصخور.
• تم إزالة جذور الأشجار المخفية تحت البلاطات من الرصيف.
• تعتبر الأسافين الجليدية السبب الرئيسي لحدوث الحفر في الطرق والشوارع، حيث يتقدم الماء المتجمد في شقوق الطريق ويدفع الصخور المحيطة به، مما يجعل الشقوق أكبر حجمًا، وفي النهاية تتفكك الصخور.
• تؤدي حرائق الغابات إلى تجوية الصخور التي تقع على طول سطح الأرض.
• يمكن أن يؤدي تدفق المياه في مجرى مائي إلى تآكل الصخر وتكوين ثقب فيه.
• تحدث الأحوال الجوية الناتجة عن الإجهاد الحراري عادة في المناطق الصحراوية، حيث تكون درجة الحرارة مرتفعة أثناء النهار وتنخفض في الليل، وتؤدي العمليات اليومية للتسخين والتبريد إلى زيادة الضغط على الصخور في الطبقة الخارجية، مما يؤدي إلى تشققها وتقشرها في ألواح رقيقة.