أسباب التجوية الكيميائية متعددة، ودائمًا ما يخلط الطلاب بين التجوية والتعرية، حيث إن هناك فرق بينهم رغم أن كلاهما يؤدي لتفتت وتحلل الصخور والمعادن والتربة القريبة من السطح، فإن التعرية تقوم بنقل الفتات وترسيبه في أماكن مختلفة، على عكس التجوية التي تترك الفتات في مكانه، ويوجد أنواع من التجوية لكل نوع مسببات مختلفة سنشرحها تاليًا.
أسباب التجوية الكيميائية
يتم تعريف التجوية بأنها ظروف كيميائية وجيولوجية تؤدي إلى حدوث ظواهر في البيئة وتدعى chemical weathering حيث إنها نتيجة لعوامل جوية وكيميائية تقوم بتحويل الصخور العملاقة لفتات ولكن بشكل تدريجي وعلى مدار سنين مديدة حيث تتفاعل المواد الطبيعية مع العوامل الخارجية وتتأثر بها بشكل كبير.
كما أنه يوجد العديد من العوامل المؤثرة والمسببات لهذه الظاهرة ومن أهم أسباب التجوية الكيميائية ما سوف نذكره في الفقرات التالية:
1- تجوية كيميائية ناتجة عن الماء
تحدث التجوية الكيميائية بفعل الماء ذلك عندما يتم إذابة المعادن في الصخور وينتج عن هذه المركبات الجديدة يدعى ذلك في الأوساط العلمية hydrolysis (تحلل مائي)، فحين يلمس الماء مادة الجرانيت تستجيب بلورات الفليسبار داخل الجرانيت كيميائيًا تلقائيا، وتشكل معادن الطين الذي يعمل على أضعاف الصخور ويجعلها هشة وعرضة للكسر والتحطيم.
أيضًا يتأثر الكالسيت في الكهوف بالماء مما يقوم بتحليله وذوبانه ويتراكم الكالسيت في الماء على مدار السنين، حتى يتم تكوين هوابط وصواعد الكهوف وتدعى (stalagmites and stalactites).
كما أن أشكال الصخور تتغير حيث تغير التجوية بفعل الماء من تكوين الصخور، ويتم اعتبار أن على مدار القرون تكون التجوية سبب رئيسي في ملوحة المحيطات بسبب العناصر المذابة فيها.
2- التجوية الكيميائية الناجمة عن الأكسجين
يُعد الأوكسجين من أكثر العناصر الكيميائية نشاطًا، لذلك فإنه يتضافر مع الصخور ويُحدث ما يدعى بالأكسدة oxidation، ومن أوضح النماذج على التجوية هو صدأ الحديد (rust) يعد هذا نتاج أكسدة الحديد مما يكون أكسيد الحديد، والذي يكون لونه يميل للبني أو البرتقالي ويكون أكثر هشاشة ويكون به تجويفات تجعله عرضة للكسر.
3- تجوية كيميائية بسبب الأحماض
للأحماض العديد من السمات التي تجعلها خطيرة ولها قدرات على إذابة أنواع مختلفة من الصخور، حتى أن بعض أنواع الأحماض لها خواص فتاكة للبشر، وحين يتم تعرض الصخور للتحلل المائي ينتج في بعض الأحيان أحماض والتي تدعى (acids)، حينها يتلاحم الماء الحمضي مع الغلاف الجوي ومع الصخور فتأثر الأحماض على المعادن.
من أبرز الأمثلة على ذلك التجوية بفعل المحلول solution weathering، ومن أهم الأحماض الشائعة هو حمض الكربونيك وهو حمض ضعيف ينتج حين يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء، وتدعى هذه العملية (Carbonation) الكربنة وهي عملية ضرورية في تكوين الكهوف والأحواض، حيث يذوب الكالسيت في الحجر الجيري في بيئة حمضية.
4- التجوية الكيميائية بفعل الكائنات الحية
تقوم الكائنات الحية بتنفيذ العديد من التفاعلات الكيميائية تؤدي للحصول على معادن من التربة ويقومون بالعديد من التغيير ات الكيميائية ومن أكثر تأثيرات الكائنات الحية على التجوية الكيميائية ما يلي:
- الأشنة أو (Lichens) والتي تلعب دور كبير في التأثير على الصخور ويتم إنتاج هذه الأشنة من مزيج الطحالب والفطريات مكونة أحماض ضعيفة التركيز ولكن يمكنها إذابة الصخور.
- جذور النباتات أو (Plant roots) وهي أكبر أسباب التجوية الكيميائية حيث تتشعب الجذور في الصخور، ويمكن أن تغير المعادن الصخور بفعل الأحماض، حيث تستخدم جذور النباتات ثاني أكسيد الكربون مما يغير البيئة الكيميائية في التربة.
- حيث غالبًا ما تكون المعادن الناشئة عن التفاعل أضعف وأكثر هشاشة بشكل يناسب جذور النباتات لتفتت الصخور وتلتف حولها وما إن تتحطم الصخور، يتمكن الماء من أن يصل للب التربة والدخول في الشقوق وإحداث أكسدة أو في بعض الحالات يتجمد فيتسع فيحدث شقوق أكثر اتساعًا ويضعف الصخور أكثر.
- تؤثر الحيوانات بشكل كبير في الجيولوجيا الكيميائية حيث مثلا فإن فضلات الخفافيش وغيرها من حيوانات تحتوي على مواد كيميائية تحدث تفاعلات في التربة، وتؤثر بشكل كبير على المعادن.
- يعد العامل البشري من أقوى أسباب التجوية الكيميائية، حيث إن التعدين وتكسير الصخور يغير مواقع وحالات التربة والصخور مما يسبب أحيانا أمطار حمضية تنجم عن التلوث وتؤدي لتأكل الصخور والمعادن، كما أن الزراعة بالمبيدات الحشرية والسماد الصناعي يغير من التركيب الكيميائي للتربة والصخور.
أنواع التجوية
يوجد ثلاث أنواع من التجوية إلى جانب التجوية الكيميائية مثل التجوية الميكانيكية والتجوية البيولوجية وسنذكر كل منهم بشيء من التفصيل في الفقرات التالية:
التجوية الكيميائية
كما ذكرنا سابقًا تحدث التجوية الكيميائية حين تتعرض الصخور لتفاعلات كيميائية مختلفة تسبب تكون صخور من خامات جديدة، وأغلب أسباب التجوية الكيميائية الماء والأحماض والأكسجين ومواد كيميائية أخرى مما ينتج عنه هذا التغيير البيولوجي.
حيث تتحول المواد الأصلية لمواد أخرى لها تركيب وخصائص فيزيائية مختلفة وغالبا ما تكون المواد الجديدة لينة وعرضة للتعرية بشكل أكبر مقارنة بالمادة الأصلية، وتؤثر درجات الحرارة الحارة أو الدافئة والرطوبة على تسريع معدلات التجوية الكيميائية.
التجوية البيولوجية
تُعد للنباتات والحيوانات عامل مساهمة في عملية التجوية حيث تنمو بذر النباتات في تربة تجمعت من تشقق أحد الصخور، وكلما نمت الجذور توسعت الشقوق وتفتت الصخر، وتحفر بعض الحيوانات أنفاق في الأرض مسببة التجوية البيولوجية.
التجوية الميكانيكية
عادةً ما تكون بسبب قوة الطبيعة كالرياح والرمال والأمطار كما أن التجمد والذوبان يعتبران من المسببات التجوية الميكانيكية، حيث حين تنزل الأمطار تتفاعل المياه مع التكوين المعدني للصخور، مما يخلق معادن جديدة أو يؤدي لاختفاء معادن تمامًا وتزداد فاعلية التجوية الميكانيكية مع ارتفاع درجات الحرارة، ويجب التنبيه أن التجوية الكيميائية هي المرحلة الأولى لتشكيل التربة وتكونها.
العوامل المؤثرة في التجوية
يوجد العديد من المؤثرات التي تلعب دور كبير في عمليات التجوية التي تحدث للصخور:
- خصائص الصخر الأصلية فقد يؤثر التركيب المعدني للصخر الذي تعرض له الصخر إلى زيادة قابليته على التفتت، مثل معادن السيليكات إلى التعرض لعمليات التجوية بشكل أكبر من المعادن الفلزية مثل الكوارتز والفلسبار.
- المناخ تسيطر درجة الحرارة وغزارة سقوط الأمطار على قدر كبير من عمليات التجوية فيزيد وجود الماء وارتفاع درجات الحرارة من معدلات التجوية، مما يؤدي لتفتت الصخور بسرعة أكبر مثلما يحدث في المناطق الاستوائية.
- التربة تمر الصخور التي في الطبقات الدنيا من التربة بظروف تجعلها عرضة للتجوية بشكل أقوى، حيث يوجد بالتربة بكتيريا وكائنات دقيقة تشكل ظروف حمضية ينتج عنها تجوية للصخور السفلي.
- مدة التعرض تؤثر على عوامل التجوية المختلفة في معدل التفتت التي يمر بها الصخر، فعند تعرض الصخور لعوامل التجوية لمدة أطول تضعف قوة الصخور وتدفن بعدما تتفتت ويتغير تشكيلها لمعدل أقل من التجوية.
أسباب التجوية الكيميائية والعوامل التي تؤثر عليها تتفاوت بين عوامل نباتية وبشرية وحيوانية، ويجب أن يعرفها المزارعين لفهم طبيعة التربة، وتعلم كيفية استغلالها لصالحهم.
التعليقات