4 أنواع للتجوية الكيميائية مع الأمثلة

4 Types and Examples of Chemical Weathering

4 أنواع للتجوية الكيميائية مع الأمثلة

 

تصميم : علي ثاير النعيمي

 

 

التجوية Weathering وهي العملية التي تؤدي الى تفتت وتحلل الصخور والمعادن والتربة على سطح الأرض أو قربه بواسطة عدة عوامل جوية سائدة دون نقل الفتات الى مكان اخر. تختلف التجوية عن التعرية أو التحات في أن التحات تعتي تفتيت الصخور ونقل هذا الفتات وترسيبه في مكان اخر.

 

 

هناك ثلاثة أنواع من التجوية:

• الميكانيكية mechanical
• البيولوجية biological
• الكيميائية chemical

 

 

1- التجوية الميكانيكية mechanical

تحدث عوامل التجوية الميكانيكية بسبب الرياح والرمال والأمطار والعديد من العمليات مثل : التجمد والذوبان والقوى الطبيعية الأخرى التي يمكنها تغيير كتلة الصخور او تفتيتها.

  

2- التجوية البيولوجية biological

تحدث العوامل التجوية البيولوجية بسبب تصرفات النباتات والحيوانات أثناء نموها وتعشيشها وحفرها في الأرض.

 

 3- التجوية الكيميائية chemical

تحدث التجوية الكيميائية عندما تتعرض الصخور لتفاعلات كيميائية وتتفتت لتشكيل معادن جديدة. الماء والأحماض والأكسجين ليست سوى عدد قليل من المواد الكيميائية التي تؤدي إلى حدوث التغيير الجيولوجي. بمرور الوقت ، يمكن أن تؤدي عوامل التجوية الكيميائية إلى نتائج مذهلة.

 

 

 

أ) التجوية الكيميائية بفعل الماء

تسبب المياه كلاً من التجوية الميكانيكية والتجوية الكيميائية. تحدث التجوية الميكانيكية عندما يتساقط الماء أو يتدفق فوق الصخور لفترات طويلة ؛ تم تشكيل جراند كانيون Grand Canyon ، على سبيل المثال ، إلى حد كبير من خلال حركة التجوية الميكانيكية لنهر كولورادو Colorado.

 

تحدث التجوية الكيميائية عندما تذوب المعادن بفعل الماء في الصخور وينتج عن هذه مركبات جديدة. هذا التفاعل يسمى التحلل المائي hydrolysis. يحدث التحلل المائي ، على سبيل المثال ، عندما يلامس الماء الجرانيت granite. تتفاعل بلورات الفلسبار Feldspar داخل الجرانيت كيميائياً ، وتشكل معادن الطين. يضعف الطين الصخرة ، مما يجعلها أكثر عرضة للكسر.

 

يتفاعل الماء أيضًا مع الكالسيت calcites في الكهوف ، مما يؤدي إلى إذابته. يتراكم الكالسيت في الماء المتساقط على مدى سنوات عديدة لتكوين صواعد الكهوف stalagmites والهوابط stalactites .

 

بالإضافة إلى تغيير أشكال الصخور ، فإن التجوية الكيميائية بفعل الماء تغير تكوين الماء. على سبيل المثال ، تعد التجوية على مدى مليارات السنين عاملاً كبيرًا في سبب ملوحة المحيط.

 

 

ب) التجوية الكيميائية بفعل الأكسجين

الأكسجين Oxygen هو عنصر تفاعلي نشط. يتفاعل مع الصخور من خلال عملية تسمى الأكسدة oxidation. أحد الأمثلة على هذا النوع من عوامل التجوية هو تكوين الصدأ rust ، والذي يحدث عندما يتفاعل الأكسجين مع الحديد iron لتشكيل أكسيد الحديد (الصدأ). يغير الصدأ لون الصخور ، بالإضافة إلى أن أكسيد الحديد أكثر هشاشة من الحديد ، لذلك تصبح المنطقة المجوفة في الصخور أكثر عرضة للكسر.

 

 

 

ج) التجوية الكيميائية بفعل الأحماض

عندما يتم تغيير الصخور والمعادن عن طريق التحلل المائي ، قد يتم إنتاج الأحماض acids. يمكن أيضًا إنتاج الأحماض عندما يتفاعل الماء مع الغلاف الجوي atmosphere ، لذلك يمكن أن يتفاعل الماء الحمضي مع الصخور. تأثير الأحماض على المعادن هو مثال على التجوية بفعل المحلول solution weathering. تغطي التجوية بفعل المحلول أيضًا أنواعًا أخرى من المحاليل الكيميائية ، مثل المحاليل القاعدية بدلاً من الحمضية.

 

أحد الأحماض الشائعة هو حمض الكربونيك carbonic ، وهو حمض ضعيف يتم إنتاجه عندما يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء. تعتبر الكربنة Carbonation عملية مهمة في تكوين العديد من الكهوف والأحواض. يذوب الكالسيت في الحجر الجيري في ظروف حمضية ، تاركا المكان مفتوحاً.

 

 

د) التجوية الكيميائية بفعل الكائنات الحية

تؤدي الكائنات الحية تفاعلات كيميائية للحصول على المعادن من التربة والصخور. والعديد من التغييرات الكيميائية ممكنة.

 

• الأشنة Lichens : يمكن أن يكون للأشنة Lichens تأثير عميق على الصخور. تنتج الأشنات ، وهي مزيج من الطحالب والفطريات ، حمضًا ضعيفًا يمكنه إذابة الصخور.

 

• الجذور النباتية Plant roots : هي أيضًا مصدر مهم لعوامل التجوية الكيميائية. مع توسع الجذور في الصخر ، يمكن للأحماض تغيير المعادن في الصخر. تستخدم جذور النباتات أيضًا ثاني أكسيد الكربون ، وبالتالي تغيير كيمياء التربة.  غالبًا ما تكون المعادن الجديدة والأضعف أكثر هشاشة ؛ هذا يجعل من السهل على جذور النباتات تحطيم الصخور. بمجرد تكسير الصخور ، يمكن أن يصل الماء إلى الشقوق ويؤكسد أو يتجمد. تتوسع المياه المجمدة ، مما يجعل الشقوق أوسع ويزيد من مقاومة الصخور.

 

• الحيوانات Animals : يمكن أن تؤثر الحيوانات أيضًا على الكيمياء الجيولوجية. على سبيل المثال ، تحتوي فضلات الخفافيش bat وفضلات الحيوانات الأخرى على مواد كيميائية تفاعلية يمكن أن تؤثر على المعادن.

 

• الأنشطة البشرية Human activities : الأنشطة البشرية لها أيضا تأثير كبير على الصخور. التعدين ، التكسير ، يغير موقع وحالة الصخور والتربة. يمكن أن تتسبب الأمطار الحمضية الناتجة عن التلوث في تآكل الصخور والمعادن. تغير الزراعة التركيب الكيميائي للتربة والطين والصخور.

 

 

 

 

المصادر

• Gore, Pamela J. W. Weathering Archived 2013-05-10 at the Wayback Machine. Georgia Perimeter College
•  Hall, Kevin (1999), "The role of thermal stress fatigue in the breakdown of rock in cold regions", Geomorphology, 31 (1–4): 47–63, Bibcode:1999Geomo..31...47H, doi:10.1016/S0169-555X(99)00072-0
•  Paradise, T. R. (2005). "Petra revisited: An examination of sandstone weathering research in Petra, Jordan". Special Paper 390: Stone Decay in the Architectural Environment. 390. pp. 39–49. doi:10.1130/0-8137-2390-6.39. ISBN 0-8137-2390-6.
•  Taber, Stephen (1930). "The mechanics of frost heaving" (PDF). Journal of Geology. 38 (4): 303–315. Bibcode:1930JG.....38..303T. doi:10.1086/623720.
•  Goudie, A.S.; Viles H. (2008). "5: Weathering Processes and Forms". In Burt T.P.; Chorley R.J.; Brunsden D.; Cox N.J.; Goudie A.S. (eds.). Quaternary and Recent Processes and Forms. Landforms or the Development of Gemorphology. 4. Geological Society. pp. 129–164. ISBN 978-1-86239-249-6.
•  Hogan, C. Michael (2010) "Calcium", in A. Jorgenson and C. Cleveland (eds.) Encyclopedia of Earth, National Council for Science and the Environment, Washington DC
•  Zambell, C.B.; Adams, J.M.; Gorring, M.L.; Schwartzman, D.W. (2012). "Effect of lichen colonization on chemical weathering of hornblende granite as estimated by aqueous elemental flux". Chemical Geology. 291: 166–174. Bibcode:2012ChGeo.291..166Z. doi:10.1016/j.chemgeo.2011.10.009.