المقدمة:

هل لاحظت يوماً وجود أخاديد في الشوارع أو أرصفةً متكسرةً؟

عندما تسير السيارة فوق أخدود في الشارع، أو عندما تسير أنت فوق رصيف مكسور فستعرف أن صلابتها ليست كما يجب أن تكون. إن وجود الحفر في الشوارع وتكسر الأرصفة يشيران إلى أن المواد تتغير بعوامل الطبيعة. والتجوية عملية سطحية ميكانيكية أو كيميائية تؤدي إلى تفتت الصخور إلى قطع صغيرة. في التجمد والانصهار والأكسجين في الهواء، وحتى النباتات والحيوانات جميعها يمكن أن تؤثر في استقرار الصخور وثباتها. إنها من العوامل التي تسبب تجوية الصخور على سطح الأرض وتحويلها إلى تربة في بعض الحالات.

عناصر المقالة:

1.       التجوية الميكانيكية:

2.       الجليد:

3.       النبات والحيوانات:

4.       التجوية الكيميائية:

5.       الأحماض الطبيعية:

6.       أحماض النباتات:

7.       أثر الأكسجين:

8.       التربة:

9.       الصخر الأصلي:

10.   الختام:

التجوية الميكانيكية:

عندما ينكسر الرصيف فهذا يعني أن قطعة إسمنت كبيرة قد تكسرت إلى قطع صغيرة دون أن يطرأ تغير على تركيب أو هوية الإسمنت نفسه. فهو قد تفتت فقط إلى قطع صغيرة. وهذه العملية مشابهة التجوية الميكانيكية. التجوية الميكانيكية تكسر الصخور إلى قطع صغيرة دون أن تغير تركيبها الكيميائي. ويكون تركيب القطع الصغيرة مماثلاً لتركيب الصخر الأصلي، ومن أسباب التجوية الميكانيكية تجمد الماء والنشاط الحيوي للمخلوقات الحية.

الجليد:

 تنخفض درجة الحرارة في بعض الأماكن إلى درجة تؤدي إلي تجمد الماء، وعندما ترتفع درجة الحرارة ثانية ينصهر الجليد، وتؤدي عملية تجمد الماء وانصهاره إلى تكسّر الصخور. ولكن كيف يحدث ذلك؟ عندما يسقط المطر أو ينصهر الجليد، يتخلل الماء في الشقوق الموجودة في الصخور. وإذا انخفضت درجة الحرارة إلى ما دون التجمد فإن بلورات الجليد تتشكل. ومع ازدياد حجم هذه البلورات تأخذ حيّزا أكبر مما يأخذه الماء السائل؛ فالماء حين يتجمد تتباعد جزيئاته. وهذا التمدد يؤدي إلى تولد ضغط على الصخر. وعند وجود قوة كافية، يتشقق الصخر، وفي النهاية ينكسر.

وضح كيف يعمل الجليد على تفتيت أو تكسير الصخور؟

النبات والحيوانات:

 تسبب النباتات والحيوانات تجوية ميكانيكية أيضًا، حيث تنمو النباتات في أماكن تبدو غير ملائمة، وتنمو جذورها عميقًا داخل الشقوق في الصخور حيث تتجمع المياه. انظر الشكل 19 ومع نمو الجذور، تصبح أكثر سمكًا.

وطولاً، وتؤدي إلى توليد ضغط على الصخور، ومن ثَمَّ كسرها. وتعمل السناجب والحيوانات الأخرى التي تحفر داخل الأرض على تجوية الصخور. فعندما تحفر الحيوانات داخل الرسوبيات والصخور الرسوبية الطرية فإنها تكسر الصخور، كما أنها تدفع بعض الصخور والرسوبيات إلى السطح، حيث يسود نوع آخر من التجوية يُسمى التجوية الكيميائية.

التجوية الكيميائية:

تحدث التجوية الكيميائية عندما يتغير التركيب الكيميائي للصخور. هذا النوع من التجوية أكثر تأثيرًا في المناطق الاستوائية؛ لأنها مناطق رطبة، ودرجة حرارتها مرتفعة معظم الوقت. وتكون التجوية الكيميائية بطيئة في الصحاري لأن الأمطار فيها قليلة، وبطيئة في القطبين لأن درجة الحرارة فيها منخفضة. ويلخص الجدول ١ معدل التجوية الكيميائية تبعًا المناخات المختلفة. وأهم عاملين في التجوية الكيميائية هما الأكسجين والأحماض الطبيعية.

لماذا تكون التجوية الكيميائية سريعة في المناطق الاستوائية؟

الأحماض الطبيعية:

تتتفاعل بعض الصخور مع الأحماض الطبيعية الموجودة في البيئة، فعندما يتفاعل الماء مع ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء أو التربة يتكون حمض الكربونيك، الذي يستطيع تغيير التركيب الكيميائي للمعادن في الصخور، كما هو موضح في الشكل 20. ومع أن حمض الكربونيك ضعيف، إلا أنه يتفاعل كيميائيًّا مع العديد من الصخور. ويتفاعل الخل مع كربونات الكالسيوم في الطباشير ويؤدي إلى إذابتها. وبالمثل فإن حمض الكربونيك عندما يلامس صخر الحجر الجيري أو الدولوميت أو الرخام فإنه يتفاعل معها ويذيبها. وهناك صخور أخرى تحدث فيها تجوية عندما تتعرض لحمض الكربونيك.

أحماض النباتات:

 تفرز جذور النباتات أحماضًا يمكن أن تتفاعل مع الصخور. وتقوم الكثير من النباتات بتكوين مادة تسمى التَّنين. ومع وجود السوائل تكوِّن هذه المادة حمض التنيك، فيقوم هذا الحمض بإذابة بعض المعادن في الصخور. وعندما تذوب المعادن، يصبح المتبقي من الصخر ضعيفًا صغيرة. لذا عندما تشاهد طحالب أو نباتات تنمو فوق صخر قم بإزالتها، وسوف تلاحظ زوال لون الصخر في المناطق التي تتفاعل فيها أحماض النباتات مع بعض معادن الصخر الشكل 21.

 أثر الأكسجين:

عندما ترى سيارات صدئة، أو تربة حمراء، أو صخرً حمرا، فإنك تشاهد نتائج عملية أكسدة، وهي تأثير التغير الكيميائي الذي يحدثه الأكسجين. وعندما تأكسد مواد غنية بالحديد فإن تفاعلاً كيميائيًّا يؤدي إلى تكون صدأ على المادة. تتعرض الصخور إلى التجوية بالطريقة نفسها. فعندما تتعرض معادنها التي تحتوي على الحديد إلى الأكسجين، تتحول إلى مركبات هشة تشبه الصدأ، ويؤدي ذلك بدوره إلى ضعف الصخر وتكسره. وتتلون بعض الصخور بالأحمر أو البرتقالي عندما تتفاعل المعادن الموجودة فيها، والتي تحتوي على الحديد مع الأكسجين.

.

التربة:

هل التربة هي فقط الأوساخ الموجودة أسفل قدميك، أم هي شيء أكثر أهمية؟ التربة خليط من مواد عضوية وماء وهواء وصخر تعرض لعمليات التجوية، وهي مواد مهمة لنمو النباتات. كما تتضمن التربة المواد العضوية المتحللة ومنها أوراق وأغصان وجذور ومواد أخرى، وهناك العديد من العوامل التي تؤثر في تكون التربة.

الصخر الأصلي:

يوضح الجدول 2 أن نوع الصخر الأصلي الذي تعرض للتجوية من العوامل المؤثرة في تكون التربة. فمثلًا في المناطق التي يتعرض فيها الحجر الجيري للتجوية الكيميائية تكثر التربة الطينية؛ لأن الطين يبقى في المنطقة بعد ذوبان الحجر الجيري. أما المناطق التي يتعرض فيها الصخر الرملي للتجوية فتكون فيها تربة رملية.

 الختام:

1.      عالم التجوية وتأثيرها على البيئة، ندرك أن العوامل الميكانيكية والكيميائية تلعب دورًا حاسمًا في تشكيل سطح الأرض. من حفر الجذور النباتية إلى تأثير الأحماض الطبيعية، يتشابك العديد من العوامل لتكوين التربة وتشكيل الصخور.

2.      في عالم الأمطار والثلوج، وتسلل جذور النباتات، يتشكل الصخر ويتحول إلى تربة، تحمل بذور الحياة. فكل قطعة من التربة تحمل قصة التحول والتجديد، حيث تعكس العمليات الطبيعية تأثيرات الزمن والبيئة.

3.      عندما نرى الحفر في الشوارع أو الأرصفة المتكسرة، فإننا ندرك أهمية فهم كيفية تأثير التجوية على المواد الصلبة. الحجر الصلب يمكنه التحول والتفتيت بفعل قوى طبيعية تتراوح من تأثير الجليد إلى تفاعلات الأحماض.

4.      تُظهر هذه العمليات الطبيعية أن الأرض ليست ثابتة، بل هي تتغير وتتحول بفضل تأثير العوامل البيئية. ومن خلال فهم هذه العمليات، نحن قادرون على الاحتفاظ بتوازن البيئة والمحافظة على جمال وثبات سطح كوكبنا.

قم بتنفيذ التجربة بنفسك من خلال منصة ڤلابي لمعامل العلوم الافتراضية