---------------------------------------------------------
expand& cracks
----------
release of pressure (sheeting))
-------------------------------------------------------------------
التقشر exfoliation
-----------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------------------------
---------------------------------
-------------------------------------
hydrolysis (sand
0
---------------------------------------------
---------------------------------------------------------
spheroidal weathering
--------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------
التجوية التفاضلية
--------------------------------------------------
-------------------------------------------------
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 .
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 .
- 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 .
- 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 .
- 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 .
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 .
- 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 .
- 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 .
