الرئيسية
بسم الله الرحمن الرحيم
أخواتي الكريمات
أخواني الكرام
إليكم تلخيص لمادة جيومورفولوجيا
أرجوا منكم الدعاءءءء لي
التجـــوية
العمليات الخارجية المؤثرة على سطح الأرض
إذا كانت الجبال هى النتيجة المباشرة للعمليات الداخلية فإن هناك أيضا عمليات خارجية تؤدى دورا مكملا للعمليات الداخلية فى تكوين معالم وظواهر سطح الأرض .
ولعل الدور الأكبر الذى تؤديه تلك العمليات الخارجية هى إزالة تلك الجبال وجعلها حطاما ونقل هذا الحطام من أماكنه الأصلية إلى أماكن أخرى ثم ترسبيه إياه .
ويطلق على هذه العمليات أسم شامل لها وهو التعرية Denudation وتشمل كلا من التجوية weathering والنقل Transportation والترسيب Deposition ولكل منها عوامله ووظائفه ونتائجه .
أولاً : التجـــوية
والتجوية هى أولى مراحل تلك العمليات الثلاث والتى تنتهى بالترسيب مع الأخذ فى الاعتبار أنه لا يوجد فاصل بين عملية وأخرى بل إن العمليات الثلاث تتداخل فيما بينهما فى معظم الأحيان .
والتجوية ـ من ناحية أخرى ـ ليست ظاهرة جيومورفولوجية فحسب بل أنها من أكثر الظواهر الجيولوجية أهمية لحياة الإنسان لسبب بسيط للغاية وهو أن التربة الزراعية التى لا يستقيم للنبات الحياة بدونها إنما هى من حصيلة التجوية ونتائجها . كما أن بعض نواتج التجوية هى فى الحقيقة الأمر تمثل تجمعاً معدنيا له قيمة اقتصادية فى الحياة البشر .
وهو ما سوف نفصله فيما بعد وتنقسم التجوية إلى قسمين : ـ
(أ) تجوية فيزيائية ( ميكانيكية ) Physical Weathering ( Mechanical ) :
ويقصد بهذا النوع من التجوية ، العمليات الطبيعية التى تؤدى إلى تحطيم الصخر وتفككه إلى فئات وحطام صخرى دون المساس بالتركيب الكيميائى ويرادف التجوية الفيزيائية مصطلح التفكك ( التفتت ) Disintegration .
(ب) التجوية الكيمائية :
وتنشأ عادة من تفاعل الماء ومكونات الهواء الغازية مع المعادن المكونة للصخور فتحول بعض المعادن إلى معادن أخرى .
ويرادف التجوية الكيميائية مصطلح التحلل Decomposition والتجوية الميكانيكيــة ( التفكك) والتجوية الكيميائية ( التحلل ) تعملان معا فى الغالب وربما سادت أحداهما على الأخرى حسب الظروف المناخية وعلى سبيل المثال فإن التحلل يسود فى المناطق الرطبة والدافئة بينما يسود التفكك فى المناطق الصحراوية الجافة .
( أ ) التجوية الفيزيائية :
إن المهمة الرئيسية للتجوية الفيزيائية هى تفكك الصخر وبالتالى زيادة مساحة سطحه ومن ثم زيادة فاعلية التجوية الكيميائية .
وفيما يلى عرض لأهم عوامل التجوية الميكانيكية : ـ
1- التمدد والانكماش الحرارى Thermal Expansion and Contraction :
تعتبر الصخور بصفة عامة من المواد الرديئة التوصيل الحرارة و لما كان الصخر ـ أى صخر ـ يتكون من عدة معادن وأن لكل معدن خصائصه الحرارية الخاصة به سواء أكانت هذه الخصائص تتعلق بمعامل التمدد أو الحرارة النوعية . فإن تأثير درجات الحرارة يظهر واضحا على الصخور مع البعد الزمنى الكبير .
فاختلاف درجات الحرارة وهو اختلاف كبير فى المناطق الصحراوية بين الليل والنهار الذى قد يصل فى بعض الأحيان إلى 35مْ فى اليوم الواحد وهناك أيضا الفروق الموسمية بين الفصول المختلفة . كل هذا يؤدى إلى تكرار عملية تمدد المعادن وانكماشها وبالنظر إلى اختلاف معاملات التمدد الحرارى للمعادن فإنها تعمل بمرور الزمن على التفكك من بعضها البعض من خلال الضغوط الناتجة من تمدد المعادن بالحرارة مما يؤدى إلى إجهاد Stress الصخـر وبالتـالى خلخـلة المستويـات العليا من الصخر وكونا غطاء من الفتات الصخرى . وتعرف هذه العلمية باسم التقشر Exfoliation . وعندما يزال هذا الغطاء بفعل الرياح أو المياه الجارية فإن الصخر يصبح معرضا لتكرار نفس التأثير … وهكذا .
- أثر تجمد المياه Frost Wedging :
كثيرا ما تحتوى الصخور على شقوق وفواصل ومسام صخرية وعندما يتغلغل فيها الماء وبتأثير الحرارة المنخفضة التى تصل إلى ما دون الصفر التي يتجمد فيها الماء .
وينتج عن تجمد الماء وتحوله إلى جليد زيادة نسبيا فى الحجم تصل إلى 10% وتسبب هذه الزيادة ضغطا على الشقوق والفواصل والمسام الأمر الذى يؤدى إلى اتساعها وبتكرار عملية التجمد يتفكك الصخر إلى حطام صخرى .
ويتضح تأثير تجمد المياه فى المناطق الباردة ومنحدرات الجبال حيث تكثر بها الفواصل وتعرف نواتج هذا التأثير بالتالوس Talus وهى رواسب من الفئات الصخرى غير منتظم الأجزاء ويتميز بزواياه الحادة والمتراكم حول سفوح التلال والجروف .
3- إزالة الحمل Unloading :
من المعروف أن الصخور فى حالة إتزان مع بعضها البعض بمعنى أن الطبقات السفلى من الصخور فى حالة إتزان ـ من حيث الضغط ـ مع الطبقات التى تعلوها لأن الضغط هنا متجانس فى جميع الاتجاهات . فإذا حدث ترسيب بعد ذلك فإن الضغط يزداد على الطبقات السفلى . ولا يحدث لهذه الطبقات أى تشوه ما لم يتعد الضغط الواقع عليها حد المرونة . وكل ما هناك أنه سوف يحدث تغير فى الحجم بحيث تنضغط الطبقات السفلى بتأثير الضغط الناتج من زيادة الحمل .
فإذا أزيل هذا الحمل بسبب عمليات التعرية فإنه سوف يحدث إختلال فى حالة الاتزان القائمة والتى سادت ما بين الضغط الخارجى ( من طبقات الصخور العلوية ) والضغط الداخلى المضاد لاتجاه الضغط الخارجى ( من طبقات الصخور السفلية ) .
وكرد فعل لهذا الاختلال فى الإتزان فإن الضغط الداخلى سوف يعمل على إعادة الطبقات السفلية ـ التى تقلص حجمها ـ إلى حجمها الأصلى الذى كانت عليه قبل زيادة الحمل مما يؤدى إلى تكوين مجموعة من الشقوق والفواصل موازية للسطح الخارجى للطبقات الصخرية مما يؤدى إلى عملية التقشر ويختلف سمك هذه القشور أو الصفائح Sheets من عدة سنتيمترات قرب السطح إلى عدة أمتار فى الأعماق .
4- تأثير الغلاف الحيوى Biosphere effect :
ويتلخص تأثير الغلاف الحيوى فى كل من فعل النبات والحيوان والإنسان . وفيما يلى تفصيل لتأثير كل منهما : ـ
أ ) النبات :
عندما يمد النبات جذوره فى التربة أو الشقوق والفواصل الصخرية فإنه الحقيقة يزيد من اتساع تلك الشقوق والفواصل كما أن نمو الجذور يؤدى إلى نشوء قوى ضغط شديدة على الصخور فتعمل على تحطيمها .
ب) الحيوان :
إن الكثير من الحيوانات التى تتخذ من أديم الأرض مأوى لها تساهم إلى حد كبير فى عمليات التجوية الميكانيكية . فالحيوانات الحافرة Burrowing مثل ديدان الأرض والحيوانات القارضة Rodents كالأرانب والفئران وكذلك النمل الأبيض Termites تعمل على تفتيت المواد الصخرية وجعلها حطاما وفتاتا من السهل بعد ذلك نقلها بفعل عوامل المختلفة .
ج) الإنسان :
إن النشاط الإنسانى قد ساهم إلى حد كبير فى التجوية الميكانيكية فبناء المدن والمجتمعات السكانية وما يتبعها من شق الطرق قد أدى إلى إزالة ما يعترضه من تلال . كما أن أعمال المناجم والمحاجر وحفر الاتفاق قد أدى بالتبعية إلى إزالة الغطاء الصخرى فى سبيل الوصول إلى مواضع الطبقات الحاملة للخدمات .
ولاشك أيضا أن اقتطاعه أحجار البناء قد أدى إلى تعريض أجزاء جديدة من الصخور لتأثير التجوية بشقيها الميكانيكى والكيمائى .
ولا يجب أن نغفل أثر النشاط البشرى فى تبديد الموارد الطبيعية كالترب والتحكم فى الجريان الطبيعى للأنهار بإقامته السدود الذى ينتج عنها بالتالى إختلاف معدل النحت والترسيب على طول أجزاء المجرى النهرى .
( ب) التجوية الكيميائية Chemical Weathering :
ومهمتها الأساسية التغيير الكيميائى للمحتوى المعدنى لصخور ولا سيما المعادن القابلة للتغيير والتجوية الكيميائية أنشط ما تكون فى المناطق الرطبة الدافئة
ومن أهم عوامل التجوية الكيميائية : ـ
1- الذوبان Dissolution :
على الرغم من قلة المعادن القابلة للذوبان فى الماء إلا أن تأثير الذوبان يكون ذا أهمية خاصة فى المناطق التى تحوى رواسب وصخورا ملحية ( مثل الملح الصخرى Rock Salt ) . غير أن الماء تزداد فاعليته وتأثيره على الصخور إذا اتحد بغاز ثانى أكسيد الكربون مكونا حمض الكربونيك الذى يؤثر على الصخور الجيرية التى تتكون أساسا من معدن الكالسيت ( لاتذوب فى الماء ) إلى بيكربونات كالسيوم Ca(HCO3)2 ( تذوب فى الماء ) ومعنى هذا انتقال المادة الصخرية إلى محلول مائى تاركه مكانها فراغات وفجوات وقد تكون باستمرار عملية الذوبان مجارى وذوبان وكهوف ومغارات .
2- التميؤ Hydrolysis :
وهى عملية من شأنها اتحاد الماء مع بعض المعادن التى تتكون منها الصخور وينتج عنها ظهور معادن جديدة ذات صفات وخصائص جديدة تماما .
ومن أشهر الأمثلة الدالة على التميؤ معادن الفلسبار التى ينتج عن اتحادها بالماء تكون معادن طينية Clay Minerals ، وبطبيعة الحالة فإن عملية التميؤ التى تحدث للمعادن تكون أنشط ما يكون فى المناطق الرطبة والاستوائية حيث يقوم الماء بالدور الأساسى فيها .
3- الأكسدة Oxidation :
وهى عملية من شأنها تحويل بعض المعادن إلى معادن أخرى عن طريق اتحاد الأكسجين مع بعض العناصر السريعة الاتحاد به مثل عنصر الحديد وذلك فى وجود الماء كعامل مساعدة . مثل تأكسد معدن البيريت إلى الليمونيت .
وعلى هذا الأساس فإن مركبات الحديدوز فى معظم الصخور النارية تتحول إلى مركبات حديديك حيث تنكسر جزئيات السيليكات المعقدة .
4- التكربن Carbonation :
من المعروف أن غاز ثانى أكسيد الكربون قابل للإتحاد بالماء حيث يكونان معا حمضا ضعيفا هو حمض الكربونيك .
ويتفاعل حمض الكربونيك بدوره مع الصخور الجيرية مكونا بيكربونات الكالسيوم وهى مادة ذائبة . حيث ينشأ عن هذا التكون ظهور الفجوات والكهوف والمغارات فى الصخور الجيرية .
تجوية الصخور
ماذا يحدث للصخور النارية أو المتحولة أو حتى الرسوبية عندما تتعرض للغلاف الجوي حيث تختلف الظروف الكيميائية والفيزيائية عن ظروف تكونها ؟
سوف تتفاعل المعادن المكونة لهذه الصخور مع الماء والغازات الموجودة في الغلاف الجوي وتتجاوب مع تقلبات درجات الحرارة مما يؤدي إلى حدوث تغيرات كيميائية وفيزيائية لهذه المعادن أو ما يسمى تجوية الصخور.
يمكن تعريف التجوية: هي مجمل التغيرات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث للصخور عند تعرضها لعوامل الغلاف الجوي .
وتقسم التجوية إلى نوعين :
تجوية فيزيائية .
وتجوية كيميائية.
التجوية الفيزيائية أو الميكانيكية :هي تفتيت أو تكسر الصخور إلى أجزاء صغيرة بدون تغير تركيبها الكيميائي, وتتم التجوية الفيزيائية بفعل عوامل عديدة منها :
دسر الصقيع :
يدخل ماء المطر إلى الشقوق في الصخور ويملؤها , وعندما تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون الصفر يتجمد هذا الماء. و يتحول إلى جليد, من المعلوم أن تجمد الماء يؤدي إلى ازدياد حجمه حوالي ( 10% ) مما يخلق ذلك ضغطاً على جوانب الشقوق كما تشاهد .
وبتكرار تجمد الماء وانصهاره في شقوق الصخور خلال عشرات بل مئات السنوات, يؤدي ذلك إلى تكسر الصخور إلى قطع صغيرة أو تجويتها فيزيائياً. وكما تشاهد, تنتقل نواتج التجوية الفيزيائية بفعل الجاذبية أسفل المنحدر وتتراكم وتكوّن كوماً يدعى منحدر الفتات الصخري.
تقشر الصخور :
عند ارتفاع الصخور النارية الجوفية إلى سطح الأرض تتعرض لضغط جوي أقل بكثير من الضغط الواقع عليها وقت تبلورها بداخل القشرة الأرضية. إن نقصان هذا الضغط على هذه الصخور يساعد سطحها الخارجي على التمدد مما يعمل مع الزمن على انفصال سطحها الخارجي على شكل يشبه القشور كما تشاهد ويساعد هذا على تفتيت سطحها الخارجي أو تجويتها فيزيائياً.
التجوية الكيميائية: وهي عملية تحلل معادن الصخور نتيجة للتفاعلات الكيميائية مع عناصر الغلاف الجوي والغلاف المائي (الهواء والماء)، وذلك بتدمير البنية الداخلية للمعادن، التي تحل محلها معادن جديدة متلائمة مع عناصر البيئة الجديدة، ونتيجة لذلك فإن التركيبة الكيميائية والمظهر الخارجي، للصخرة يتغيران
عمليات التجوية الكيميائية
1. التأكسد
2. الذوبان
3. التميه
التأكسد:
تفاعل المعدن مع أكسجين الهواء الجوي بوجود الماء
اللون الأصلي للبازلت اسود. لكن اللون البني ناتج من عملية أكسدة الحديد الموجود في صخر البازلت بوجود الماء. لاحظ أن اللون البني يميز السطح الخارجي فقط
الذوبان:
وهي أولى مراحل التجوية الكيميائية وتتم عبر عملية تحلل تام لمعادن الصخور - كالصخور الملحية أو الأحجار الجيرية - إلى الأيونات التي تتكون منها هذه المعادن، بفعل مياه الأمطار.
ويلاحظ أن تحليل المياه الجارية يعطي فكرة عن الصخور التي مرت بها لما تحتويه من مواد ذائبة، كما أن وجود ثاني أكسيد الكربون الذائب بالماء يزيد كثيرًا من نسبة ذوبان كربونات الكالسيوم
يذوب غاز ثاني اوكسيد الكربون في الماء فيتكون حمض الكربونيك وتسمى هذه العملية التكربن, كما يذيب ماء المطر الحجر الجيري وينتج التجاويف والكهوف الجيرية
التميه:
وهو عبارة عن تفاعل كيميائي بين الماء وبين أحد العناصر المكونة للصخر، حيث يتحد -OH مع أحد أجزاء الصخر و H+ مع جزء آخر، فينشأ عنصر آخر أقل تماسكًا من العنصر الأصلي، الأمر الذي يؤدي إلى إضعاف تماسك وصلابة الصخر.
تفاعل معادن الصخر مع الماءيمتص الانهيدريت الماء فيتكون الجبس CaSO4 منشأة مشكلات جمة خاصة اذا كانت صخور أساس للبناء
التجوية الحيوية: وهي عملية تفتيت وتكسير الصخور بفعل تأثير الكائنات الحية
1. تأثير النباتات
2. الجذور
3. الاحماض العضوية الناتجة عن عمليات التحلل
ان من أهم نواتج التجوية الحيوية هو تكوين التربة . والتربة هي الطبقة السطحية الخارجية المفتتة التي تحتوي على خليط من المعادن والفتات الصخرية إضافة إلى الهواء والماء ومواد عضوية متحللة
تبدأ التربة في التكوين والتشكل مباشرة بعد تواجد أدنى أثر لحياة نباتية أو حيوانية في الجزء السطحي المتفكك الهش، بعد أول تحلل جيوكيميائي (التجوية) للأساس الجيولوجي (الصخرة الأصلية)، ويمر تكوين التربة بثلاث مراحل هي: تحلل الصخرة الأصلية (المرحلة الأولى)؛ التوفير المتزايد للمواد العضوية (المرحلة الثانية)؛ وتطور التربة وتمايز آفاقها (المرحلة الثالثة)، وخلال هذه المرحلة يتم - عبر الحركات العمودية للماء (من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى، حسب الفصول) - نقل عناصر وجزيئات طينية بالإضافة إلى عناصر ذائبة ومتحللة (أملاح الكالسيوم، أكاسيد الماء، طين، وذبال)، وانتقالات تلك العناصر من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى - بواسطة الماء - من شأنها إنضاج التربة وتمييز آفاقها.
الظواهر الجيولوجية الناتجة عن عملية التجوية
أولا لابد أن نعرف عملية التجوية :
عدد من العمليات السطحية محصلتها هي تهيئة الصخور لعملية النقل ويتم ذلك بتفتيت الصخور أو تحللها وذوبانها على سطح الأرض أو بالقرب منه بواسطة العوامل الجوية السائدة في الغلاف الجوي والغلاف المائي ، ومن أهم الظواهر الناتجة عنها :
1 - ظاهرة تقشر الصخور Exfoliation
تعتبر ظاهرة تقشر الصخور إحدى نتائج أحد عوامل التجوية الميكانيكية ألا وهو العامل الحراري أو تعرض أسطح الصخور لفعل التسخين والتبريد المتواليين في المناطق الحارة فعندما تتعرض أسطح الصخور لحرارة مرتفعه شديدة تبعا لسقوط أشعة الشمس القوية عليها أثناء النهار مثلا , ثم تتعرض للبرودة السريعة أثناء الليل (كما يحدث في المناطق الصحراوية الحارة الجافة التي تتميز بارتفاع كل من المدى الحراري والنوعي فيها ) ينتج عن ذلك تكوين الفوالق والشقوق واتساع فتحاتها خاصة على طول الأجزاء الضعيفة جيولوجيا في الصخر.
وباستمرار حدوث هذه العملية يوما بعد يوم يتجزأ الصخر ويتفتت إلى مفتتات صغيرة, ويطلق على هذه العملية أحيانا تعبير التجوية بفعل التغير الحراري.
وقد يساعد عملية التجوية بفعل التغير الحراري سقوط أمطار غزيرة أو حدوث سيول تعمل هي الأخرى على تقسيم الصخر على طول الشقوق والمفاصل, كما تنقل المفتتات الصخرية من المناطق التي اشتقت منها وإرسالها إلى مناطق أخري قد تبعد عدة أميال عن المركز الأصلي للصخور.
ونتيجة لتوالي حدوث فعل التسخين والتبريد على أسطح الصخر يتفتت الصخر على شكل قشور صخرية يتآكل فيها الصخر من أعلى إلى أسفل بالتدريج وتعرف هذه العملية باسم تقشر الصخور, ويشتد أثر هذه العملية الأخيرة عندما يتميز مناخ المنطقة بارتفاع المدى الحراري اليومي والفصلي.
وعندما يكون هذا الصخر غير متجانس مثل الجرانيت الذي يتكون من مجموعة من المعادن فانه يتشقق على هيئة حلقات دائرية أما إذا كان الصخر متجانسا كالحجر الجيري الذي يتكون من معدن واحد وهو الكالسايت فانه يتشقق أفقيا.
وعند حدوث عملية تقشير الصخر في تكوينات صخرية كبيرة السمك قد ينتج عن ذلك صخور بيضاوية الشكل ضخمة الحجم يطلق عليها تعبير الصخور المستديرة أو القباب البيضاوية الناتجة عن فعل تقشير الصخور.
ظاهرة تقشر الصخور
2- ركام السفوح
وهو الحطام الصخري الذي يتراكم أسفل المنحدرات الجبلية نتيجة النقل بالجاذبية للفتات الصخرية الناتجة عن عملية التجوية الفيزيائية ، وتتميز هذه الفتات بحدة زواياه والتي من الممكن عند التحامها مع بعضها البعض أن تكون صخورا صلبة تعرف باسم البريشيا .
3 - حقول الجلاميد :
وهي مساحات واسعة تنتشر فوقها جلاميد مستديرة يرجع السبب في تكوينها إلى التجوية الفيزيائية والكيميائية .
4 - تكوين التربة:
أن من أهم نواتج التجوية هو تكوين التربة . والتربة هي الطبقة السطحية الخارجية المفتتة التي تحتوي على خليط من المعادن والفتات الصخرية إضافة إلى الهواء والماء ومواد عضوية متحللة .
قطاع في التربة
الظواهر الجيولوجية للأمطار :
1 - الانهيارات الأرضية :
تحدث مثل هذه الانهيارات عند وجود الأراضي المنحدرة التي تتكون من طبقات رملية أسفلها طبقات طينية ، وعندما تسقط مياه الأمطار بغزارة تتشبع أولا الطبقات الرملية ويزيد وزنها ثم ينفذ الماء من خلالها إلى الطبقات الطينية فتتشبع بالماء وتصبح زلقة مما يساعد على انهيار الطبقات الرملية التي فوقها .
2 - الأراضي الوعرة :
تتكون أخاديد عميقة ومتوازية تقريبا على المنحدرات الخفيفة الانحدار العارية من النبات بفعل مياه الأمطار المتساقطة عليها ، ومثل هذه المناطق صعبة الاجتياز لذلك يطلق عليها اسم الأراضي الوعرة .
الظواهر الجيولوجية للأنهار
1- المساقط المائية
وتنشأ عند الجروف وذلك بتأثير حركة المياه على الطبقات مختلفة الصلابة مما يؤدي إلى انحدار مجرى النهر بصورة مفاجئة ، ويستفاد من المساقط المائية في توليد الطاقة الكهربائية .
2- الحفر الوعائية :
وهي حفر مختلفة العمق تنسأ من السرعة المتفاوتة لمياه النهر في صورة تيارات مائية ودوامات تساعد على بدأ حركة دائرية للمياه .
3 - دلتا النهر :
وهي مناطق مثلثة الشكل قاعدتها ناحية البحر تتكون من طبقات متعاقبة من الطمي الناعم والفتات الصخري الخشن نسبيا وتتكون عند مصبات بعض الأنهار دون البعض الآخر .
دلتا النهر في مصر
.
أخواتي الكريمات
أخواني الكرام
إليكم تلخيص لمادة جيومورفولوجيا
أرجوا منكم الدعاءءءء لي
التجـــوية
العمليات الخارجية المؤثرة على سطح الأرض
إذا كانت الجبال هى النتيجة المباشرة للعمليات الداخلية فإن هناك أيضا عمليات خارجية تؤدى دورا مكملا للعمليات الداخلية فى تكوين معالم وظواهر سطح الأرض .
ولعل الدور الأكبر الذى تؤديه تلك العمليات الخارجية هى إزالة تلك الجبال وجعلها حطاما ونقل هذا الحطام من أماكنه الأصلية إلى أماكن أخرى ثم ترسبيه إياه .
ويطلق على هذه العمليات أسم شامل لها وهو التعرية Denudation وتشمل كلا من التجوية weathering والنقل Transportation والترسيب Deposition ولكل منها عوامله ووظائفه ونتائجه .
أولاً : التجـــوية
والتجوية هى أولى مراحل تلك العمليات الثلاث والتى تنتهى بالترسيب مع الأخذ فى الاعتبار أنه لا يوجد فاصل بين عملية وأخرى بل إن العمليات الثلاث تتداخل فيما بينهما فى معظم الأحيان .
والتجوية ـ من ناحية أخرى ـ ليست ظاهرة جيومورفولوجية فحسب بل أنها من أكثر الظواهر الجيولوجية أهمية لحياة الإنسان لسبب بسيط للغاية وهو أن التربة الزراعية التى لا يستقيم للنبات الحياة بدونها إنما هى من حصيلة التجوية ونتائجها . كما أن بعض نواتج التجوية هى فى الحقيقة الأمر تمثل تجمعاً معدنيا له قيمة اقتصادية فى الحياة البشر .
وهو ما سوف نفصله فيما بعد وتنقسم التجوية إلى قسمين : ـ
(أ) تجوية فيزيائية ( ميكانيكية ) Physical Weathering ( Mechanical ) :
ويقصد بهذا النوع من التجوية ، العمليات الطبيعية التى تؤدى إلى تحطيم الصخر وتفككه إلى فئات وحطام صخرى دون المساس بالتركيب الكيميائى ويرادف التجوية الفيزيائية مصطلح التفكك ( التفتت ) Disintegration .
(ب) التجوية الكيمائية :
وتنشأ عادة من تفاعل الماء ومكونات الهواء الغازية مع المعادن المكونة للصخور فتحول بعض المعادن إلى معادن أخرى .
ويرادف التجوية الكيميائية مصطلح التحلل Decomposition والتجوية الميكانيكيــة ( التفكك) والتجوية الكيميائية ( التحلل ) تعملان معا فى الغالب وربما سادت أحداهما على الأخرى حسب الظروف المناخية وعلى سبيل المثال فإن التحلل يسود فى المناطق الرطبة والدافئة بينما يسود التفكك فى المناطق الصحراوية الجافة .
( أ ) التجوية الفيزيائية :
إن المهمة الرئيسية للتجوية الفيزيائية هى تفكك الصخر وبالتالى زيادة مساحة سطحه ومن ثم زيادة فاعلية التجوية الكيميائية .
وفيما يلى عرض لأهم عوامل التجوية الميكانيكية : ـ
1- التمدد والانكماش الحرارى Thermal Expansion and Contraction :
تعتبر الصخور بصفة عامة من المواد الرديئة التوصيل الحرارة و لما كان الصخر ـ أى صخر ـ يتكون من عدة معادن وأن لكل معدن خصائصه الحرارية الخاصة به سواء أكانت هذه الخصائص تتعلق بمعامل التمدد أو الحرارة النوعية . فإن تأثير درجات الحرارة يظهر واضحا على الصخور مع البعد الزمنى الكبير .
فاختلاف درجات الحرارة وهو اختلاف كبير فى المناطق الصحراوية بين الليل والنهار الذى قد يصل فى بعض الأحيان إلى 35مْ فى اليوم الواحد وهناك أيضا الفروق الموسمية بين الفصول المختلفة . كل هذا يؤدى إلى تكرار عملية تمدد المعادن وانكماشها وبالنظر إلى اختلاف معاملات التمدد الحرارى للمعادن فإنها تعمل بمرور الزمن على التفكك من بعضها البعض من خلال الضغوط الناتجة من تمدد المعادن بالحرارة مما يؤدى إلى إجهاد Stress الصخـر وبالتـالى خلخـلة المستويـات العليا من الصخر وكونا غطاء من الفتات الصخرى . وتعرف هذه العلمية باسم التقشر Exfoliation . وعندما يزال هذا الغطاء بفعل الرياح أو المياه الجارية فإن الصخر يصبح معرضا لتكرار نفس التأثير … وهكذا .
- أثر تجمد المياه Frost Wedging :
كثيرا ما تحتوى الصخور على شقوق وفواصل ومسام صخرية وعندما يتغلغل فيها الماء وبتأثير الحرارة المنخفضة التى تصل إلى ما دون الصفر التي يتجمد فيها الماء .
وينتج عن تجمد الماء وتحوله إلى جليد زيادة نسبيا فى الحجم تصل إلى 10% وتسبب هذه الزيادة ضغطا على الشقوق والفواصل والمسام الأمر الذى يؤدى إلى اتساعها وبتكرار عملية التجمد يتفكك الصخر إلى حطام صخرى .
ويتضح تأثير تجمد المياه فى المناطق الباردة ومنحدرات الجبال حيث تكثر بها الفواصل وتعرف نواتج هذا التأثير بالتالوس Talus وهى رواسب من الفئات الصخرى غير منتظم الأجزاء ويتميز بزواياه الحادة والمتراكم حول سفوح التلال والجروف .
3- إزالة الحمل Unloading :
من المعروف أن الصخور فى حالة إتزان مع بعضها البعض بمعنى أن الطبقات السفلى من الصخور فى حالة إتزان ـ من حيث الضغط ـ مع الطبقات التى تعلوها لأن الضغط هنا متجانس فى جميع الاتجاهات . فإذا حدث ترسيب بعد ذلك فإن الضغط يزداد على الطبقات السفلى . ولا يحدث لهذه الطبقات أى تشوه ما لم يتعد الضغط الواقع عليها حد المرونة . وكل ما هناك أنه سوف يحدث تغير فى الحجم بحيث تنضغط الطبقات السفلى بتأثير الضغط الناتج من زيادة الحمل .
فإذا أزيل هذا الحمل بسبب عمليات التعرية فإنه سوف يحدث إختلال فى حالة الاتزان القائمة والتى سادت ما بين الضغط الخارجى ( من طبقات الصخور العلوية ) والضغط الداخلى المضاد لاتجاه الضغط الخارجى ( من طبقات الصخور السفلية ) .
وكرد فعل لهذا الاختلال فى الإتزان فإن الضغط الداخلى سوف يعمل على إعادة الطبقات السفلية ـ التى تقلص حجمها ـ إلى حجمها الأصلى الذى كانت عليه قبل زيادة الحمل مما يؤدى إلى تكوين مجموعة من الشقوق والفواصل موازية للسطح الخارجى للطبقات الصخرية مما يؤدى إلى عملية التقشر ويختلف سمك هذه القشور أو الصفائح Sheets من عدة سنتيمترات قرب السطح إلى عدة أمتار فى الأعماق .
4- تأثير الغلاف الحيوى Biosphere effect :
ويتلخص تأثير الغلاف الحيوى فى كل من فعل النبات والحيوان والإنسان . وفيما يلى تفصيل لتأثير كل منهما : ـ
أ ) النبات :
عندما يمد النبات جذوره فى التربة أو الشقوق والفواصل الصخرية فإنه الحقيقة يزيد من اتساع تلك الشقوق والفواصل كما أن نمو الجذور يؤدى إلى نشوء قوى ضغط شديدة على الصخور فتعمل على تحطيمها .
ب) الحيوان :
إن الكثير من الحيوانات التى تتخذ من أديم الأرض مأوى لها تساهم إلى حد كبير فى عمليات التجوية الميكانيكية . فالحيوانات الحافرة Burrowing مثل ديدان الأرض والحيوانات القارضة Rodents كالأرانب والفئران وكذلك النمل الأبيض Termites تعمل على تفتيت المواد الصخرية وجعلها حطاما وفتاتا من السهل بعد ذلك نقلها بفعل عوامل المختلفة .
ج) الإنسان :
إن النشاط الإنسانى قد ساهم إلى حد كبير فى التجوية الميكانيكية فبناء المدن والمجتمعات السكانية وما يتبعها من شق الطرق قد أدى إلى إزالة ما يعترضه من تلال . كما أن أعمال المناجم والمحاجر وحفر الاتفاق قد أدى بالتبعية إلى إزالة الغطاء الصخرى فى سبيل الوصول إلى مواضع الطبقات الحاملة للخدمات .
ولاشك أيضا أن اقتطاعه أحجار البناء قد أدى إلى تعريض أجزاء جديدة من الصخور لتأثير التجوية بشقيها الميكانيكى والكيمائى .
ولا يجب أن نغفل أثر النشاط البشرى فى تبديد الموارد الطبيعية كالترب والتحكم فى الجريان الطبيعى للأنهار بإقامته السدود الذى ينتج عنها بالتالى إختلاف معدل النحت والترسيب على طول أجزاء المجرى النهرى .
( ب) التجوية الكيميائية Chemical Weathering :
ومهمتها الأساسية التغيير الكيميائى للمحتوى المعدنى لصخور ولا سيما المعادن القابلة للتغيير والتجوية الكيميائية أنشط ما تكون فى المناطق الرطبة الدافئة
ومن أهم عوامل التجوية الكيميائية : ـ
1- الذوبان Dissolution :
على الرغم من قلة المعادن القابلة للذوبان فى الماء إلا أن تأثير الذوبان يكون ذا أهمية خاصة فى المناطق التى تحوى رواسب وصخورا ملحية ( مثل الملح الصخرى Rock Salt ) . غير أن الماء تزداد فاعليته وتأثيره على الصخور إذا اتحد بغاز ثانى أكسيد الكربون مكونا حمض الكربونيك الذى يؤثر على الصخور الجيرية التى تتكون أساسا من معدن الكالسيت ( لاتذوب فى الماء ) إلى بيكربونات كالسيوم Ca(HCO3)2 ( تذوب فى الماء ) ومعنى هذا انتقال المادة الصخرية إلى محلول مائى تاركه مكانها فراغات وفجوات وقد تكون باستمرار عملية الذوبان مجارى وذوبان وكهوف ومغارات .
2- التميؤ Hydrolysis :
وهى عملية من شأنها اتحاد الماء مع بعض المعادن التى تتكون منها الصخور وينتج عنها ظهور معادن جديدة ذات صفات وخصائص جديدة تماما .
ومن أشهر الأمثلة الدالة على التميؤ معادن الفلسبار التى ينتج عن اتحادها بالماء تكون معادن طينية Clay Minerals ، وبطبيعة الحالة فإن عملية التميؤ التى تحدث للمعادن تكون أنشط ما يكون فى المناطق الرطبة والاستوائية حيث يقوم الماء بالدور الأساسى فيها .
3- الأكسدة Oxidation :
وهى عملية من شأنها تحويل بعض المعادن إلى معادن أخرى عن طريق اتحاد الأكسجين مع بعض العناصر السريعة الاتحاد به مثل عنصر الحديد وذلك فى وجود الماء كعامل مساعدة . مثل تأكسد معدن البيريت إلى الليمونيت .
وعلى هذا الأساس فإن مركبات الحديدوز فى معظم الصخور النارية تتحول إلى مركبات حديديك حيث تنكسر جزئيات السيليكات المعقدة .
4- التكربن Carbonation :
من المعروف أن غاز ثانى أكسيد الكربون قابل للإتحاد بالماء حيث يكونان معا حمضا ضعيفا هو حمض الكربونيك .
ويتفاعل حمض الكربونيك بدوره مع الصخور الجيرية مكونا بيكربونات الكالسيوم وهى مادة ذائبة . حيث ينشأ عن هذا التكون ظهور الفجوات والكهوف والمغارات فى الصخور الجيرية .
تجوية الصخور
ماذا يحدث للصخور النارية أو المتحولة أو حتى الرسوبية عندما تتعرض للغلاف الجوي حيث تختلف الظروف الكيميائية والفيزيائية عن ظروف تكونها ؟
سوف تتفاعل المعادن المكونة لهذه الصخور مع الماء والغازات الموجودة في الغلاف الجوي وتتجاوب مع تقلبات درجات الحرارة مما يؤدي إلى حدوث تغيرات كيميائية وفيزيائية لهذه المعادن أو ما يسمى تجوية الصخور.
يمكن تعريف التجوية: هي مجمل التغيرات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث للصخور عند تعرضها لعوامل الغلاف الجوي .
وتقسم التجوية إلى نوعين :
تجوية فيزيائية .
وتجوية كيميائية.
التجوية الفيزيائية أو الميكانيكية :هي تفتيت أو تكسر الصخور إلى أجزاء صغيرة بدون تغير تركيبها الكيميائي, وتتم التجوية الفيزيائية بفعل عوامل عديدة منها :
دسر الصقيع :
يدخل ماء المطر إلى الشقوق في الصخور ويملؤها , وعندما تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون الصفر يتجمد هذا الماء. و يتحول إلى جليد, من المعلوم أن تجمد الماء يؤدي إلى ازدياد حجمه حوالي ( 10% ) مما يخلق ذلك ضغطاً على جوانب الشقوق كما تشاهد .
وبتكرار تجمد الماء وانصهاره في شقوق الصخور خلال عشرات بل مئات السنوات, يؤدي ذلك إلى تكسر الصخور إلى قطع صغيرة أو تجويتها فيزيائياً. وكما تشاهد, تنتقل نواتج التجوية الفيزيائية بفعل الجاذبية أسفل المنحدر وتتراكم وتكوّن كوماً يدعى منحدر الفتات الصخري.
تقشر الصخور :
عند ارتفاع الصخور النارية الجوفية إلى سطح الأرض تتعرض لضغط جوي أقل بكثير من الضغط الواقع عليها وقت تبلورها بداخل القشرة الأرضية. إن نقصان هذا الضغط على هذه الصخور يساعد سطحها الخارجي على التمدد مما يعمل مع الزمن على انفصال سطحها الخارجي على شكل يشبه القشور كما تشاهد ويساعد هذا على تفتيت سطحها الخارجي أو تجويتها فيزيائياً.
التجوية الكيميائية: وهي عملية تحلل معادن الصخور نتيجة للتفاعلات الكيميائية مع عناصر الغلاف الجوي والغلاف المائي (الهواء والماء)، وذلك بتدمير البنية الداخلية للمعادن، التي تحل محلها معادن جديدة متلائمة مع عناصر البيئة الجديدة، ونتيجة لذلك فإن التركيبة الكيميائية والمظهر الخارجي، للصخرة يتغيران
عمليات التجوية الكيميائية
1. التأكسد
2. الذوبان
3. التميه
التأكسد:
تفاعل المعدن مع أكسجين الهواء الجوي بوجود الماء
اللون الأصلي للبازلت اسود. لكن اللون البني ناتج من عملية أكسدة الحديد الموجود في صخر البازلت بوجود الماء. لاحظ أن اللون البني يميز السطح الخارجي فقط
الذوبان:
وهي أولى مراحل التجوية الكيميائية وتتم عبر عملية تحلل تام لمعادن الصخور - كالصخور الملحية أو الأحجار الجيرية - إلى الأيونات التي تتكون منها هذه المعادن، بفعل مياه الأمطار.
ويلاحظ أن تحليل المياه الجارية يعطي فكرة عن الصخور التي مرت بها لما تحتويه من مواد ذائبة، كما أن وجود ثاني أكسيد الكربون الذائب بالماء يزيد كثيرًا من نسبة ذوبان كربونات الكالسيوم
يذوب غاز ثاني اوكسيد الكربون في الماء فيتكون حمض الكربونيك وتسمى هذه العملية التكربن, كما يذيب ماء المطر الحجر الجيري وينتج التجاويف والكهوف الجيرية
التميه:
وهو عبارة عن تفاعل كيميائي بين الماء وبين أحد العناصر المكونة للصخر، حيث يتحد -OH مع أحد أجزاء الصخر و H+ مع جزء آخر، فينشأ عنصر آخر أقل تماسكًا من العنصر الأصلي، الأمر الذي يؤدي إلى إضعاف تماسك وصلابة الصخر.
تفاعل معادن الصخر مع الماءيمتص الانهيدريت الماء فيتكون الجبس CaSO4 منشأة مشكلات جمة خاصة اذا كانت صخور أساس للبناء
التجوية الحيوية: وهي عملية تفتيت وتكسير الصخور بفعل تأثير الكائنات الحية
1. تأثير النباتات
2. الجذور
3. الاحماض العضوية الناتجة عن عمليات التحلل
ان من أهم نواتج التجوية الحيوية هو تكوين التربة . والتربة هي الطبقة السطحية الخارجية المفتتة التي تحتوي على خليط من المعادن والفتات الصخرية إضافة إلى الهواء والماء ومواد عضوية متحللة
تبدأ التربة في التكوين والتشكل مباشرة بعد تواجد أدنى أثر لحياة نباتية أو حيوانية في الجزء السطحي المتفكك الهش، بعد أول تحلل جيوكيميائي (التجوية) للأساس الجيولوجي (الصخرة الأصلية)، ويمر تكوين التربة بثلاث مراحل هي: تحلل الصخرة الأصلية (المرحلة الأولى)؛ التوفير المتزايد للمواد العضوية (المرحلة الثانية)؛ وتطور التربة وتمايز آفاقها (المرحلة الثالثة)، وخلال هذه المرحلة يتم - عبر الحركات العمودية للماء (من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى، حسب الفصول) - نقل عناصر وجزيئات طينية بالإضافة إلى عناصر ذائبة ومتحللة (أملاح الكالسيوم، أكاسيد الماء، طين، وذبال)، وانتقالات تلك العناصر من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى - بواسطة الماء - من شأنها إنضاج التربة وتمييز آفاقها.
الظواهر الجيولوجية الناتجة عن عملية التجوية
أولا لابد أن نعرف عملية التجوية :
عدد من العمليات السطحية محصلتها هي تهيئة الصخور لعملية النقل ويتم ذلك بتفتيت الصخور أو تحللها وذوبانها على سطح الأرض أو بالقرب منه بواسطة العوامل الجوية السائدة في الغلاف الجوي والغلاف المائي ، ومن أهم الظواهر الناتجة عنها :
1 - ظاهرة تقشر الصخور Exfoliation
تعتبر ظاهرة تقشر الصخور إحدى نتائج أحد عوامل التجوية الميكانيكية ألا وهو العامل الحراري أو تعرض أسطح الصخور لفعل التسخين والتبريد المتواليين في المناطق الحارة فعندما تتعرض أسطح الصخور لحرارة مرتفعه شديدة تبعا لسقوط أشعة الشمس القوية عليها أثناء النهار مثلا , ثم تتعرض للبرودة السريعة أثناء الليل (كما يحدث في المناطق الصحراوية الحارة الجافة التي تتميز بارتفاع كل من المدى الحراري والنوعي فيها ) ينتج عن ذلك تكوين الفوالق والشقوق واتساع فتحاتها خاصة على طول الأجزاء الضعيفة جيولوجيا في الصخر.
وباستمرار حدوث هذه العملية يوما بعد يوم يتجزأ الصخر ويتفتت إلى مفتتات صغيرة, ويطلق على هذه العملية أحيانا تعبير التجوية بفعل التغير الحراري.
وقد يساعد عملية التجوية بفعل التغير الحراري سقوط أمطار غزيرة أو حدوث سيول تعمل هي الأخرى على تقسيم الصخر على طول الشقوق والمفاصل, كما تنقل المفتتات الصخرية من المناطق التي اشتقت منها وإرسالها إلى مناطق أخري قد تبعد عدة أميال عن المركز الأصلي للصخور.
ونتيجة لتوالي حدوث فعل التسخين والتبريد على أسطح الصخر يتفتت الصخر على شكل قشور صخرية يتآكل فيها الصخر من أعلى إلى أسفل بالتدريج وتعرف هذه العملية باسم تقشر الصخور, ويشتد أثر هذه العملية الأخيرة عندما يتميز مناخ المنطقة بارتفاع المدى الحراري اليومي والفصلي.
وعندما يكون هذا الصخر غير متجانس مثل الجرانيت الذي يتكون من مجموعة من المعادن فانه يتشقق على هيئة حلقات دائرية أما إذا كان الصخر متجانسا كالحجر الجيري الذي يتكون من معدن واحد وهو الكالسايت فانه يتشقق أفقيا.
وعند حدوث عملية تقشير الصخر في تكوينات صخرية كبيرة السمك قد ينتج عن ذلك صخور بيضاوية الشكل ضخمة الحجم يطلق عليها تعبير الصخور المستديرة أو القباب البيضاوية الناتجة عن فعل تقشير الصخور.
ظاهرة تقشر الصخور
2- ركام السفوح
وهو الحطام الصخري الذي يتراكم أسفل المنحدرات الجبلية نتيجة النقل بالجاذبية للفتات الصخرية الناتجة عن عملية التجوية الفيزيائية ، وتتميز هذه الفتات بحدة زواياه والتي من الممكن عند التحامها مع بعضها البعض أن تكون صخورا صلبة تعرف باسم البريشيا .
3 - حقول الجلاميد :
وهي مساحات واسعة تنتشر فوقها جلاميد مستديرة يرجع السبب في تكوينها إلى التجوية الفيزيائية والكيميائية .
4 - تكوين التربة:
أن من أهم نواتج التجوية هو تكوين التربة . والتربة هي الطبقة السطحية الخارجية المفتتة التي تحتوي على خليط من المعادن والفتات الصخرية إضافة إلى الهواء والماء ومواد عضوية متحللة .
قطاع في التربة
الظواهر الجيولوجية للأمطار :
1 - الانهيارات الأرضية :
تحدث مثل هذه الانهيارات عند وجود الأراضي المنحدرة التي تتكون من طبقات رملية أسفلها طبقات طينية ، وعندما تسقط مياه الأمطار بغزارة تتشبع أولا الطبقات الرملية ويزيد وزنها ثم ينفذ الماء من خلالها إلى الطبقات الطينية فتتشبع بالماء وتصبح زلقة مما يساعد على انهيار الطبقات الرملية التي فوقها .
2 - الأراضي الوعرة :
تتكون أخاديد عميقة ومتوازية تقريبا على المنحدرات الخفيفة الانحدار العارية من النبات بفعل مياه الأمطار المتساقطة عليها ، ومثل هذه المناطق صعبة الاجتياز لذلك يطلق عليها اسم الأراضي الوعرة .
الظواهر الجيولوجية للأنهار
1- المساقط المائية
وتنشأ عند الجروف وذلك بتأثير حركة المياه على الطبقات مختلفة الصلابة مما يؤدي إلى انحدار مجرى النهر بصورة مفاجئة ، ويستفاد من المساقط المائية في توليد الطاقة الكهربائية .
2- الحفر الوعائية :
وهي حفر مختلفة العمق تنسأ من السرعة المتفاوتة لمياه النهر في صورة تيارات مائية ودوامات تساعد على بدأ حركة دائرية للمياه .
3 - دلتا النهر :
وهي مناطق مثلثة الشكل قاعدتها ناحية البحر تتكون من طبقات متعاقبة من الطمي الناعم والفتات الصخري الخشن نسبيا وتتكون عند مصبات بعض الأنهار دون البعض الآخر .
دلتا النهر في مصر
.
