تعريف عملية تفتيت الصخور
تعريف عملية تفتيت الصخور
الصخور هي مواد صلبة طبيعية توجد في القشرة الأرضية وتتكون من معدن واحد أو مجموعة من المعادن. تنقسم الصخور إلى ثلاثة أنواع حسب طريقة تكوينها: الصخور النارية، والصخور الرسوبية، والصخور المتحولة. وتتم عملية تفتيت الصخور من خلال عمليتي التجوية والتعرية .
تفتيت الصخور هو مرحلة أساسية في عملية التعدين؛ حيث يتم جعل الصخور صغيرة بما يكفي وفضفاضة بدرجة كافية لكي يتم حفرها بكفاءة. عادة ما تحتوي الصخور التي تحتوي على الذهب على صخور رسوبية، بينما تحتوي الصخور التي تحتوي على الألماس على الصخور النارية التي تشكلت تحت سطح الأرض.
ماهي التعرية
التآكل هو العملية الجيولوجية التي يتم فيها إهتراء المواد الترابية ونقلها بواسطة قوى طبيعية مثل الرياح أو الماء ، وهي عملية مماثلة لعملية التجوية تساهم في تكسر أو إذابة الصخور ، ولكنها لا تنطوي على الحركة ، التآكل هو عكس الترسيب ، العملية الجيولوجية التي تترسب فيها المواد الترابية ، أو تتراكم ، على شكل أرضي.
تتم تنفيذ معظم عمليات التجريد بواسطة الماء السائل أو الرياح أو الجليد، عادة في شكل نهر جليدي. إذا كانت الرياح مغبرة أو كان الماء أو الجليد ملوثا، يحدث التآكل. اللون البني يشير إلى وجود جزيئات من الصخور والتربة معلقة في السائل ويتم نقلها من مكان لآخر. يطلق على هذه المواد المنقولة اسم الرواسب. ينقسم التجريد إلى فروع
- التعرية الفيزيائية هي عملية تغيير خصائص الصخور الفيزيائية دون تغيير التركيب الكيميائي الأساسي، وغالبًا ما يؤدي الاتساق الفيزيائي إلى تصغير الصخور أو تحسين نعومتها .
- يتسبب الماء السائل في التآكل الرئيسي على الأرض، حيث تحمل الأمطار والأنهار والفيضانات والبحيرات والمحيطات جزءًا من التربة والرمال وتزيل الرواسب ببطء .
ماهي التجوية
تعني التجوية انهيار الصخور والمعادن على سطح الأرض وتحته بفعل العمليات الفيزيائية والكيميائية. تتفاعل مواد الأرض مع الضغوط المنخفضة ودرجات الحرارة المنخفضة والهواء والماء في البيئة القريبة من السطح، ولكن هذه البيئة لا تعكس بيئة التكوين. وهناك العديد من أنواع انهيار الصخور مثل التفكك البسيط الذي يؤدي إلى إنتاج كتل خشنة ذات زوايا، وقشور أو جلود الصخور والرمل والطمي. ويمكن إزالة المعادن في المحلول، ويمكن أن تتكون مواد جديدة بفعل التجوية الكيميائية والتي يمكن أن تتعرض للتآكل في كثير من الأحيان.
تعد النباتات والحيوانات والغلاف الجوي والمياه العوامل الرئيسية للظواهر الجوية، وتتأثر درجات الحرارة بتغيراتها، حيث تؤدي جميعها دورا في عمليات التجوية والتعرية، حيث تؤدي عمليات التجوية إلى تفتيت وتفكك المعادن السطحية للصخور، مما يسمح بنقلها عن طريق عوامل التعرية مثل الماء والرياح والجليد. يمكن تقسيم التجوية عادة إلى عمليات التجوية الميكانيكية والتجوية الكيميائية. وقد تكون التجوية البيولوجية، التي يساهم فيها الكائنات الحية أو التي كانت حية في السابق، جزءا من كلا العمليتين.
التجوية الفيزيائية
تحدث التجوية الفيزيائية بسبب تأثيرات تغير درجة الحرارة على الصخور ، مما يتسبب في تفتت الصخور ، يتم مساعدة العملية أحيانًا بواسطة الماء ، تحدث التجوية الفيزيائية خاصة في الأماكن التي توجد فيها القليل من التربة ونباتات قليلة تنمو ، مثل المناطق الجبلية والصحاري الحارة ، تحدث التجوية الفيزيائية إما من خلال ذوبان وتجميد المياه المتكرر (الجبال والتندرا) أو من خلال تمدد وتقلص الطبقة السطحية للصخور التي تخبئها الشمس (الصحاري الساخنة) ، هناك نوعان رئيسيان من التجوية الفيزيائية:
- يحدث الذوبان المتجمد عندما تتسرب المياه بشكل مستمر في الشقوق وتتجمد وتتمدد، مما يؤدي في النهاية إلى تكسير الصخور.
- يحدث التقشير عندما تتوسع الشقوق بشكل متوازي مع سطح الأرض نتيجة انخفاض الضغط أثناء الرفع والتعرية.
التجوية البيولوجية
تعني التجوية البيولوجية ضعف الصخور وانهيارها بعد ذلك بفعل الميكروبات والحيوانات والنباتات. تؤدي جذور النباتات المتنامية إلى ضغط أو توتر الصخور، وتغيير التركيب الكيميائي للصخور. تساهم الكائنات الحية بعدة طرق في عملية التجوية
- تستخدم الأشجار جذورها لاختراق المفاصل أو الشقوق في الصخور لامتصاص الرطوبة، ومع نمو الشجرة، تقوم الجذور بتفتيت الصخور تدريجيا.
- تنتج حتى أصغر البكتيريا والطحالب والأشنات مواد كيميائية تساعد في تآكل الصخور التي تعيش عليها، وذلك للحصول على العناصر الغذائية اللازمة لها.
- تحفر العديد من الحيوانات، مثل قذائف بيدوك هذه، في الصخور للحماية، إما عن طريق حك الحبوب أو إفراز الحمض لإذابة الصخور.
- يقوم النشاط الميكروبي بتفكيك المعادن الموجودة في الصخور، والحزاز هو مثال جيد على النشاط الميكروبي، حيث تعيش الطحالب والفطريات معًا وتطلق الفطريات بعض المواد الكيميائية التي تساعد على تفتيت المعادن الصخرية
- تتضمن بعض آثار التجوية البيولوجية تكسير الجزيئات، وحركة المعادن، وخلط المواد، وإنتاج ثاني أكسيد الكربون.
أهمية التجوية
التجوية هي التفتيت الفيزيائي أو التحلل الكيميائي للمعادن والصخور الموجودة على سطح الأرض أو بالقرب منه عن طريق العمليات الفيزيائية والبيولوجية والكيميائية ، تعتبر عوامل الطقس الأكثر أهمية في تكوين التربة ، وإعداد مواد الأرض للنقل عن طريق العمليات السطحية ، وتحويل معادن الفلسبار إلى معادن طينية
تُعد التهوية ظاهرة مهمة للأنواع البشرية، حيث تُعتبر الآلية التي يتم من خلالها تكوين واحدة من أهم المواردالطبيعية على كوكب الأرض وهي التربة
تعتمد الطريقة الدقيقة التي تحدث بها التجوية في أي حالة معينة بشكل أساسي على عاملين: نوع الصخور والظروف البيئية التي تتعرض لها الصخور ، على سبيل المثال ، من المحتمل أن تتعرض التكوينات الصخرية على طول ساحل البحر للعمل الميكانيكي للأمواج والمد والجزر ، لكن الصخور الموجودة تحت غابة مطيرة رطبة من المرجح أن تتعرض للعوامل الجوية من خلال تفاعلات كيميائية تجعلها ممكنة بسبب وفرة المياه.
تعريف التجوية الكيميائية
تحدث التجوية الكيميائية عندما تتفاعل مياه الأمطار مع الحبيبات المعدنية في الصخور وتشكل معادنًا جديدة (طين) وأملاحًا قابلة للذوبان، وتحدث هذه العملية على وجه الخصوص عندما يكون الماء حمضيًا قليلًا.
تعتمد هذه العمليات الكيميائية على وجود الماء، وتحدث بشكل أسرع في درجات الحرارة العالية، لذلك فإن المناخ الدافئ والرطب هو المثالي، وتعد عملية التجوية الكيميائية، وخاصة التحلل المائي والأكسدة، المرحلة الأولى في تكوين التربة.
هناك أنواع مختلفة من التجوية الكيميائية ، وأهمها:
- في عملية إزالة الصخور، يتم تذويب الحجر الجيري بواسطة مياه الأمطار الحمضية، وتحتوي هذه المياه على ثاني أكسيد الكربون المذاب، وتسمى هذه العملية في بعض الأحيان بالكربنة.
- عملية تفتيت الصخور باستخدام الماء الحمضي لإنتاج الطين والأملاح الذائبة، على سبيل المثال، يتم تحويل الفلسبار إلى طين بواسطة تفاعلات كيميائية تستفيد من دور الماء كعامل مساعد. تحدث عملية التجوية الكيميائية عادة في المناطق الغنية بالماء وذات درجات حرارة عالية، وتكون شائعة في المناطق الحارة والرطبة
- عملية الأكسدة – تسبب تفاعل الصخر بالأكسجين والماء في كسر الصخور ومنح الصخور الغنية بالحديد سطحًا صدئًا.
آثار التجوية الميكانيكية على سطح الأرض
يعمل التجوية الميكانيكية على تفتيت الصخور بشكل فعال بسبب العوامل البيئية التي تشمل الحرارة والبرودة والماء والرياح، ويشمل أحد أشكال التجوية الميكانيكية إذابة الماء أو التجميد المستمر، حيث يخترق الماء في شكل سائل العديد من الشقوق والمفاصل والثقوب داخل الصخر.
التجوية الميكانيكية شائعة جدًا في المناخات الباردة ، يبدأ التجمد حيث تنخفض درجات الحرارة إلى 32 درجة فهرنهايت وأقل ، عندما يتجمد الماء ، يتمدد ويصبح أكبر بنسبة 10 بالمائة ، يدفع هذا التمدد الشقوق والثقوب في الصخور إلى الخارج ، ومنآثار التجوية الميكانيكية على سطح الأرض :
- يتمتع الجرانيت، حتى أصعب الصخور، بقوة شديدة لا يمكن لأي شيء أن يضاهيها.
- الوتد الملحي هو شكل آخر من أشكال التجفيف الميكانيكي.
- عندما يدخل الماء الملح في الشقوق والثقوب على سطح الصخر، يترسب الملح بعد تبخر الماء، ومع مرور الوقت يتراكم الملح ويخلق ضغطًا قويًا يؤدي إلى ضعف الصخور وتكسيرها.
تفتيت الصخور بالاسيد
الصخور ليست نقية، إنها مزيج من المعادن، يمكن أن تتفاعل بعض المعادن مع حمض معين دون غيره، وقد تترك هذه التفاعلات ثقوبا في الصخور من المعادن المذابة، عندما تقع الأمطار الحمضية على الحجر الجيري أو الطباشير، يحدث تفاعل كيميائي وتتشكل مواد جديدة قابلة للذوبان، تذوب في الماء ثم تنجرف بعيدا وتسبب تآكل الصخور. بعض أنواع الصخور لا تتأثر بالمواد الكيميائية بسهولة .
الأحماض لا تُكَسِّرُ الصخور، بل تتفاعل بعضُهمع بعض من الصخور، فعلى سبيل المثال، تعمل الماء كقوةٍ رئيسيةٍ مسؤولةٍ عن تكسير الصخور، حيث يدخل في الشقوق الصغيرة في الصخور ويتجمد، مما يتسبب في تمدده وتوسع الشقوق .
لا تتمكن الأحماض من كسر الصخور، ولكن يمكنها التفاعل معها في بعض الأحيان، مثل عندما يتدفق حمض الكربونيك عبر شقوق بعض الصخور، فإنه يتفاعل كيميائيا مع الصخور ويؤدي إلى ذوبان بعضها، وتتفاعل الحموض بشكل خاص مع الكالسيت، وهو المعدن الرئيسي في الحجر الجير .
يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع الحجر الجيري لتكوين غاز ثاني أكسيد الكربون والماء وكلوريد الكالسيوم. يمكن غسل كلوريد الكالسيوم لأنه قابل للذوبان في الماء، ولذلك يمكن ترك الشوائب الأخرى في الحجر الجيري دون تفاعل مع الحمض.
مثال آخر هو البيريت الحديدي ، والذي يسمى أحيانًا الذهب الأحمق بسبب لمعانه المعدني المصفر ، كيميائيا ، هذا هو كبريتيد الحديدي يتفاعل حمض الهيدروكلوريك معه لإنتاج كبريتيد الهيدروجين ، وكلوريد الحديد، مرة أخرى ، يتبدد الغاز في الهواء ، ويذوب كلوريد الحديديك في الماء ، لذلك “يذوب” البيريت .