الوسم: الأرض

في المرفقات

في المرفقات

حيـــــــــــاكم في المرفقــــــــــات ^^

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..

الأرض

2- 1 قصة الأرض ( ملامح الأرض )

تكونت الأرض من سحابة هائلة تدور حول نفسها من غازات ملتهبة منذ حوالى 4600 مليون سنة . وعندما بردت هذه الغازات وتكاثفت تكونت الصخور ، وغطت البراكين بعدها الكرة الأرضية تدفع ببخار الماء الساخن فتكونت بذلك البحار وكان الجو مكونا من غازات مثل الميثان وأول أكسيد الكربون والأمونيا وكان البرق والعواصف الشديدة والأمطار منتشرة فى جو الأرض.

هذا هو التصور المبدئى الذى افترضه العلماء الذى يصور بدايات الأرض حين نشأتها . غير أن نشأة الأرض ذاتها مرتبطة بنشأة المجموعة الشمسية التى يمكن إجمالها من الخطوات التالية :

1- يعتقد فريق من العلماء أن قصة الأرض بدأت عندما تجمعت سحابة عملاقة تدور فى الفضاء مكونة من غازات وغبار منذ ما يقرب من 13 بليون سنة حسب بعض التقديرات .

وظلت هذه السحابة الكونية تكبر وتزداد2 فى الحجم ثم مالبثت أن صارت كروية الشكل تقريبا .

3- وبعد ذلك تجمعت كرة ضخمة من الغاز فى وسط السحابة الكونية ثم راحت كرات أصغر تتجمع مع بعضها البعض فى أطراف السحابة بفعل الجاذبية التى سحبت جزئيات الغبار والغاز تدور جميعها حول تلك الكرة الضخمة التى أصبحت فيما بعد "الشمس" .

4- وأخيرا وبعد أكثر من 4 بليون سنة ظلت الكرات تدور حول الشمس ولم تكن هذه الكرات سوى الأرض وبقية الكواكب الأخرى التى عرفت باسم "المجموعة الشمسية".

2 ـ 2 أصل الأرض ( بدايات التكوين والحياة )

إن الحديث عن نشأة الأرض مرتبط بالحديث عن نشأة المجموعة الشمسية ككل وقد تعددت الآراء والنظريات والفرضيات بشأن تلك النشأة .

فمن المعروف عن نشأة المجموعة الشمسية التى ينتمى إليها كوكب الأرض هو ما أمكن التوصل إليه من مشاهدة مجموعات أخرى مماثلة تمر الآن خلال مراحل تطور مختلفة متتابعة وطبقا لأحدث الفرضيات ، فلقد نشأت المجموعة الشمسية عن سحابة حلزونية مفلطحة من الدخان والغازات ، تدور حول نفسها فى الفضاء ، تجمعت فيها الجسيمات وتقاربت بعضها من بعض بفعل قوى التجاذب التثاقلى ، لتكون عدداً من الأجسام المحددة المعالم ، هى الشمس والكواكب والأقمار والكويكبات الموجودة فى مجموعتنا الشمسية .

ويرجع تاريخ تكون الأرض والقمر إلى حوالى 4600 مليون سنة ، كما تدل على ذلك الدراسات العديدة المتاحة . ومن دراسة الطريقة التى تكونت بها الأرض ، يمكننا أن نستنتج بعض المعلومات عن بنيتها الداخلية . فعندما تراكمت الجسيمات لتكون الأرض تحركت المواد الأثقل إلى الداخل بفعل الجاذبية ، بينما تراكمت المواد الأخف كثافة إلى الخـارج مـن هذه النواة فيما يشبه الفرز الداخلى ويعرف بالتطبق بفعل الكثافة Density Layering .
وللأرض نفس النوع من التطابق حيث تشكل هذه الطبقات نطاقات متحدة المركز ، الخارجى منها مايعرف بالغلاف الجوى Atmosphere يليه غلاف مائى شبه متصل ، ويشمل المحيطات والبحار والأنهار ، وهو مايعرف بالغلاف المائى Hydrosphere وإلى الداخل تأتى الصخور الصلدة للأرض،والتى تكون الغلاف الصخرىLithosphere وكانت الأرض فى البداية كتلة غازية متأججة ، وتدريجياً تحولت قشرتها إلى سائل ، وتصلبت فى مواضع ، وبقيت الحمم المصهورة تندفع من البراكين المتعددة بالإضافة إلى إندفاع غازات بكميات كبيرة من بينها بخار الماء الذى كان يتكاثف ويسقط مطراً لا يلبث أن يتبخر مرة أخرى لشدة حرارة سطح الأرض . واستمرت الأمطار ملايين السنين ، وبذا ساعدت على تبريد سطح الأرض . فاستقرت مياه الأمطار فى المنخفضات والقيعان ، مكونة البحار والمحيطات .

وعلى الرغم من أن بدايات الحياة على الأرض يحوطها غموض شديد ويثار حولها جدل كبير من العلماء غير أن فريقاً منهم يرجح أن بدايات الحياة قد ظهرت على الأرض منذ أكثر من 3000 مليون سنة فى صورة خلايا بدائية التى حصلت على غذائها عن طريق التغذية العضوية وذلك بالتهامها المركبات العضوية الموجودة وقتها مثل الميثان . وكان من نتيجة التغذية العضوية أن ظهرت عملية التنفس اللاهوائى والتى من نتائجها تكون ثانى أكسيد الكربون لأول مرة فى الجو وبتوفر ثانى أكسيد الكربون وضوء الشمس والماء تطورت الخلايا البدائية وأخذت تستخدم هذه المواد الثلاثة فى إعداد غذائها وهكذا ظهرت التغذية الذاتية والتى كان من نتائجها تكون غاز الأكسجين وبالتالى أصبح الجو صالحا للتنفس.

وقد تطورت فيما بعد هذه الخلايا البدائية إلى خلايا الطلائعيات Protista التى تجمعت مع بعضها البعض مكونة الطحالب Algae والفطريات Fungi والأوليات Protozoa وبعد ذلك ظهرت مجموعة جديدة من الكائنات الحية عديدة الخلايا أكثر تعقيداً تسمى بمجموعة التوالى الحيوانية ****phyta تلك كانت بدايات الحياة على الأرض التى لم تظهر بصورة واضحة فى الصخور.

وعندما نأتى إلى الحياة الظاهرة ذات الأدلة الملموسة سوف نجدها بدأت قبل حوالى 800 مليون سنة وكانت البداية فى عصر الكمبرى Cambrian حيث ظهرت ثلاثيات الفصوص Trilobites وتلا ذلك عصور جيولوجية حيث تميز كل عصر بنوع خاص من الحفريات التى سادت فيه فعلى سبيل المثال فإن الأسماك سادت فى العصر الديفونى Devonian 408 ـ 360 مليون سنة كما سادت البرمائيات فى العصر البرمى Permian 286 ـ 245 مليون سنة أما الديناصورات فقد سادت حقب الحياة المتوسطة وعلى الأخص فى العصر الجوراسى Jurrasic 208 ـ 144 مليون سنة وعندما نأتى إلى حقب الحياة الحديثة أى منذ 66 مليون سنة نجد أن ما ساد فيها من حيوان ونبات هو قريب الشبه بما هو سائد الآن .

2-3. تركيب الكرة الأرضية

استطاع العلماء أن يصوروا لنا تركيب الكرة الأرضية وأن يقسموها إلى نطاقات من سطحها إلى مركزها على النحو التالى : ـ

1 ـ القشرة الأرضية Crust
2 ـ وشاح القشرة Mantle
3ـ اللب Core
وفيما يلى وصف موجز لكل من هذه النطاقات :

أولاً : ـ قشرة الأرض Crust :

نحن نعيش على سطح القشرة الأرضية ولكننا لا نرى إلا الجزء الضيئل منها . إذ أنها مغطاة فى كثير من أجزائها برواسب سميكة يترواح سمك هذه القشرة بين 30-60 كم تحت الكتل القارية تقريباً . وتكون الصخور الرسوبية ( الحجر الجيرى ، الطين ، الطفل ، الحجر الرملى ) جزءاً رقيقاً من سطح القشرة الأرضية فى حين أن الجزء الأعظم منها يتكون من صخور نارية Igneous Rocks مثل الجرانيت والبازلت . وتتكون القشرة الأرضية من نطاقين أو طبقتين هما : ـ

أ – الطبقة الخارجية أو طبقة السيال Sial :

حيث أن عنصر السيليكون Si من مكونات صخور هذه الطبقة ثم يليه فى النسبة عنصر الألومينيوم Al . لذا فقد أطلق على هذه الطبقة اسم "سيال" وهى كلمة مكونة من الحرفين الأولين لكل من كلمتى السيليكون والألومنيوم . وتتميز صخور هذه الطبقة بلونها الفاتح وخفة أوزانها النوعيه ، إذ يبلغ متوسط وزنها النوعى 2.7 تقريبا وكثيرا ما تعرف هذه الطبقة بطبقة الجرانيت لأن صخور الجرانيت والصخور المماثلة لها هى الصخور الأساسية المكونة لهذه الطبقة وتوجد طبقة السيال فى الأجزاء القارية من القشرة الأرضية ( أى تحت القارات فقط ) ولا توجد فى قاع المحيطات .

ب- الطبقة الداخلية أو السيما Sima :

وأهم العناصر المكونة لصخور هذه الطبقة عنصر السيليكون ويليه فى النسبة عنصر الماغنسيوم . لذا فقد أطلق على هذه الطبقة "السيما" ، وهو اسم مكون من الحرف الأول والثانى لكل من كلمتى السيليكون الماغنسيوم . وتعرف هذه الطبقة باسم طبقة البازلت ، لأن صخور البازلت والصخور المماثلة له هى الصخور الأساسية لهذه الطبقة . ومعظم صخور هذه الطبقة داكنة اللون ثقيلة الوزن النوعى نسبياً ، (إذ يبلغ وزنها النوعى حوالى 3.6 ) وتوجد هذه الطبقة تحت السيال فى القارات فى حين أنها فى قاع المحيطات لا يغطيها إلا طبقة رقيقة من الصخور الرسوبية . من هذا نلاحظ ان القشرة الأرضية سميكة فى القارات إذ يترواح سمكها بين ( 30 –60 كم ) تتكون من طبقتى السيال و السيما معا ، فى حين أنها قليلة السمك تحت المياه فى المحيطات إذ يصل سمكها إلى 5 كم تقريبا و تتكون من طبقة السيما فقط .

ثانيا : وشاح الأرض Mantle :

تمثل هذه المنطقة حوالى 85 % من الحجم الكلى للكرة الأرضية و سمكها حوالى 2900 كم . وتفصل هذه المنطقة عن القشرة الأرضية التى تعلوها بحد الفاصل أطلق عليه اسم " فاصل موهو" نسبة الى العالم اليوغسلافى موهو روفيشيك Mohorovicic الذى اكتشفه حيث لاحظ هذا العالم أن سرعة الموجات الزلزالية تتغير فجأة عند دخولها منطقة وشاح الأرض الأكثر كثافة من القشرة الأرضية . والمعروف أن هذه المنطقة مكونة من صخور أكثر قتامة فى اللون وأكبر كثافة من صخور القشرة الأرضية التى تعلوها . ويتراوح وزنها النوعى بين 5-8 وتعتبر منطقة الوشاح المنطقة التى تحدث فيها كل القوى المسببة للاضطرابات والحركات الأرضية على مختلف أنواعها مثل البراكين والحركات الأرضية السريعة منها والبطيئة وما ينتج عنها من تغيرات فى شكل الكرة الأرضية ومظاهر السطح فيها كبناء الجبال والقارات وهبوط قيعان المحيطات وتكوين الأخاديد العظيمة .

ثالثا : نواة الأرض Core :

يشكل لب الأرض الكتلة المركزية للكرة الأرضية ويبدأ من عمق 2900 كم إلى مركز الأرض ويحيطه من الخارج وشاح الأرض . وقد تمكن العلماء من تمييز منطقتين واضحتين فى لب الأرض هما : اللب الخارجىOuter Core واللب الداخلىInner Core ( أو المركزى Central Core) واللب الخارجى منطقة سمكها حوالى 2270 كم ، تمتد ما بين منطقة وشاح الأرض واللب المركزى .

ويعتقد أن اللب الخارجى غنى جدا بالعناصر الفلزية الثقيلة مثل الحديد والنيكل كما يعتقد أن صخور هذه المنطقة توجد فى حالة مصهورة ، بسبب الحرارة العالية . أما اللب المركزى أو قلب الأرض فيعتقد أنه يتكون من كرة مركزية قطرها 1216 كم تتكون من عناصر فلزية ثقيلة ، أهمها الحديد والنيكل كما يعتقد أن صخور اللب الداخلى توجد فى الحالة الصلبة على الرغم من الحرارة العالية لمركز الأرض ، والتى تقدر بحوالى 6000 درجة سيليزية وذلك نتيجة للضغط الهائل الواقع عليها من ثقل ما يعلوها من صخور ويبلغ متوسط كثافة مكونات اللب الداخلى بين 14.5-18 جم/ سم3 .

إعداد الدكتور : مصطفى يعقوب

طبقات الأرض تشبه إلى حد كبير التفاحة

ولفهم كيفية حدوث الانفجارات البركانية لا بد أولا من فهم تكوين الكرة الأرضية، ولو تخيلنا الكرة الأرضية في شكل قطاع يتشابه مع شكل قطاع في تفاحة، فالكرة الأرضية لها قشرة خارجية ولب داخلي، وما بين هذا وذاك الدثار mantle أو الوشاح، وعند تجمع ظروف معينة ترتفع درجة الحرارة لدرجة انصهار الصخور عند أعلى طبقة من الوشاح مكونة ما يسمى بالصهارة magma.

حين تحدث عملية الانصهار هذه، وبسبب فروق الكثافة بين الصخور المنصهرة والصخور المتجمدة من حولها، تتصاعد الصهارة إلى أعلى كلما وجدت لنفسها منفذا، وتستمر الصهارة في الصعود إلى أعلى إلى أن تتجمع في تجويفات أرضية تقع تحت القشرة الأرضية مباشرة، وتدعى magma champers.

وبارتفاع ضغط الصهارة على مناطق الضعف التي تعلوها في القشرة الأرضية، إلى الحد الذي لا تحتمل معه هذه المناطق مزيدا من الضغط، تحدث شقوق في القشرة الأرضية أو تُفتح شقوق قديمة.

وتندفع الصهارة إلى أعلى، وحينما تصل إلى سطح اليابسة، أو سطح قاع المحيط، تسيل مكونة ما يعرف بالحمم البركانية lava وهي كلمة أصلها عربي "اللابة".

ولسيلان الحمم البركانية أشكال عدة، من أشهرها المخاريط البركانية conical volcanoes.

ولا يأخذ خروج اللافا عند اندفاعها من فوهة البركان crater شكل السيلان في بداية الأمر، وإنما يأخذ شكل انفجار، ويحدث هذا الانفجار بسبب ارتفاع الضغط البخاري للغازات الذائبة داخل الصهارة، وهو ما يؤدي إلى نشر سحب من الرماد البركاني قد تغطي مئات الأميال، وسيلان للحمم قد يصل إلى عدة أميال، ثم ما تلبث أن تقل سرعة سيلانها مع الوقت.

ولكن ما الذي يؤدي إلى تكوين الصهارة أو انصهار الصخور؟ والإجابة تقتضي العودة إلى تكوين الأرض، حيث تكوّن قشرة الأرض Earth’s Crust مع الوشاح الأعلى من أوشحة الأرض uppermost Mantle ما يعرف بالغلاف الصخري للأرض lithosphere، ويحيط هذا الغلاف الصخري بعدد من النّطاقات الداخلية التي تترتب من الخارج إلى الداخل كالتالي:

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..

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 .

2- 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 .

إعداد الدكتور : مصطفى يعقوب

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..

أثر المياه الجارية على سطح الأرض

تقدر كيفية المياه على سطح الكرة الأرضية بحوالى 1.36بليون كيلومتر مكعب ، تستأثر المحيطات وحدها بالجزء الأكبر من حصة هذه الكمية إذ وصل نصيب المحيطات حوالى 97.5% من مجموع كمية المياه . بينما يبلغ نصيب الجليد حوالى 2.5% أما النسبة الباقية والتى تصل حوالى 0.65% فتمثل كمية لمياه الموجودة فى البحيرات والأنهار والمياه الجوفية بالإضافة إلى بخار الماء الموجود فى الغلاف الجوى ، وعلى الرغم من ضآلة هذه الكمية إلا أنها ذات أثر كبير للغاية فى تشكيل سطح القشرة الأرضية ولاسيما الأنهار .

نشأة الأنهار :
عندما تسقط الأمطار أو يذوب الجليد فى منطقة ما من المناطق المرتفعة فإن المياه تنحدر مكونة ما يعرف بالمسيلات وهى مجارى مائية صغيرة غير محدودة الجوانب يأخذ الإتجاه العام لها اتجاه انحدار سطح المنطقة . وتتلاقى المسيلات بعضها البعض متجمعة فى مجارى مائية محدودة الجوانب ثم تتلاقى هذه المجارى فى مجارى مائية أكبر تعرف بالروافد Tributaries التى تصب فى نهاية المطاف فى المجرى الرئيسى وهو النهر .

وبنظرة عكسية أى إذا تتبعنا مجرى النهرى من المصب إلى المنبع سوف نجد أن وادى النهر تتصل به أودية أخرى أقل منه حجما وقوة ، تمده بالمياه والرواسب بعد سقوط الأمطار وتسمى هذه الأودية روافد . والوادى فى هذه الحالة أقرب ما يكون إلى جذع شجرة وفروعها حيث يمثل الجذع الوادى الرئيسى وتمثل الفروع الروافد التى تتصل به من جوانبه المختلفة . وكل رافد من الروافد تتصل به أيضا مجموعة من الروافد الأقل طولا وحجما وقوة . مهمتها تغذيته بالمياه والرواسب . ويستمر هذا الوضع حتى نصل إلى أصغر الروافد والذى قد لا يتعدى طوله عدة أمتار وقد يكون عمقه بسيطا لا يزيد عن عشرات السنتيمترات.

ويطلق على الوادى وروافده المختلفة فى الأطوال والإحجام أسم شبكة التصريف Drainage Network حيث أن كل الروافد تصرف مياهها فى اتجاه الوادى الرئيسى وهو المجرى الأكبر الذى تتجمع فيه المياه التى تنقلها الروافد حيث ينقلها فى اتجاه النصب الذى غالبا ما يكون فى نهاية المطاف فى البحار .

التعرية النهرية :

تلعب المياه الجارية ممثلة فى الأنهار بارزا فى تشكيل معالم سطح الأرض وذلك فيما يعرف بالتعرية النهرية . ويشمل مصطلح التعرية ثلاث عمليات متداخلة مع بعضها البعض هى على التوالى النحت والنقل والترسيب .

أولاً : النحت Erosion :
عندما تسقط الأمطار على المنحدرات الجبلية فإنها تجرف أمامها الفتات الصخرى الناتج من عمليات التجوية المختلفة مكونة الروافد التى تصب فى المجرى الرئيسى وهو النهر . وتقوم المياه الحاملة لهذا الفتات بعملية نحت لكل من جانبى وقاع النهر وذلك حسب طبيعة الفتات الصخرى وضغط المياه على قاع وجوانب المجرى المائى بطرق ثلاث :

1- التحات Abrasion :
ويقصد به تآكل الصخر ميكانيكيا بتأثير الاحتكاك بصخر آخر وفى هذه العملية يتم نحت وتآكل الصخور بفعل ما تحمله المياه من حصى وفتات صخرى ، حيث تعمل هذه المواد أثناء انتقالها عن طريق المياه كمعاول هدم ، عندما تقوم بالاحتكاك بقاع وجوانب المجرى وبالتالى تتفتت أجزاء منها يتم نقلها عن طريق مياه النهر . وتتوالى هذه العملية طالما تسمح بذلك سرعة التيار .

كذلك فإنه مع زيادة السرعة يحدث ما يسمى بالدوامة eddy والتى تدور فيها فى شكل حركة مغزلية ، ومع دخول بعض مكونات الفتات الصخرى دائرة هذه الدوامة وتكوين حفر عميقة يطلق عليها أسم الحفر الوعائية كما سبق ذكره ومع انتشار هذه الحفر وتوالى الحركة وتوسيعها لها ، يمكن أن تتصل ببعضها مما يعنى تآكل أجزاء واسعة من قاع المجرى .

2- الفعل الهيدروليكى Hydraulic action :
ويقصد بها حركة مكونات التربة والصخر وتآكلها عن طريق قوة اندفاع المياه فى المجرى . ويزيد تأثير الفعل الهيدروليكى مع زيادة سرعة التيار ، كما قد تحدث الدوامات edies مع السرعات العالية .

3- الإذابة Solution :
وهى العملية التى تؤدى إلى ذوبان الصخور القابلة للذوبان . وكثيرا ما يحدث هذا على قاع وجوانب المجارى التى تتكون من صخور لديها القابلية للتفاعل مع المياه ومن تلك النوعية من الصخور الحجر الجيرى والصخور الكلسية بوجه عام . وتؤدى المياه إلى إذابة هذه المكونات الصخرية من القاع والجوانب وتنقلها معها .

والعمليات الثلاث السابقة وهى التحات والفعل الهيدروليكى والإذابة هى المسؤلة عن تعميق وتوسيع وإطالة المجرى المائى .

ثانيا : النقل Transportation :
وفى هذه العملية يتم نقل المواد الصخرية المفتتة الناتجة من عمليات النحت السابقة وتشكل حموله النهر أنواع ثلاث ، حمولة القاع وحمولة عالقة وحمولة مذابة .

1- حمولة القاع Bed load :
ويتم فيها تحريك ونقل المواد الكبيرة الحجم الثقيلة الوزن وبالنظر إلى ثقل وزنها فإنها تتحرك على قاع المجرى بطريقتين :

أ ـ الجر Traction :
وهو انتقال المواد الكبيرة الحجم مثل الجلاميد Boulders على قاع المجرى عن طريق دفع لها فتنزلق أو تتدحرج Rolling دون أن تفارق القاع .

ب ـ القفز Saltation :
حيث تتحرك المواد الأقل حجما ووزنا خاصة حبيبات الرمال وبعض الحصى عن القفز . وفيها تقفز الحبيبة تحت ضغط الماء الواقع عليها لترتفع لأعلى ولكن نظرا لعدم قدرة المياه على حملها باستمرار فإنها تعود لتهبط على القاع ثم تعود للقفز مرة أخرى تحت نفس الظروف وتنتقل بنفس الطريقة لمسافات طويلة . وقد يستمر التعلق فى الماء طويلة ، بعد قفزها لأعلى ، كما قد تستقر أيضا طويلة على القاع لتتحرك عن طريق الجر أو الدحرجة كما فى أشكال حمولة القاع الأخرى . ويتوقف ذلك على التغاير فى سرعة الجريان وإضطرابة من ناحية وعلى حجم الحبيبة وشكلها من ناحية أخرى كما يجب أن تلعب درجة خشونة القاع دورا فى هذه العملية .

2- الحمولة العالقة Suspended Load :
وهى تلك المواد الناعمة أو الدقيقة التى تستطيع المياه حملها بسهولة . وهى التى تعطى مياه الفيضانات اللون الداكن muddy وتعتبر الرمال الناعمة Fine Sand والطين mud والطمى Silt أهم المواد التى تحملها مياه الفيضانات وتعلق بها . ونظرا لصغر حجم الحبيبات فإن دورها فى عملية النحت والتآكل يكاد يكون معدوما .

3- الحمولة الذائبة Dissolved load :
وهى المواد الناتجة من التأثير الكيميائى لمياه مثل أيونات الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم والبيكربونات والكلوريدات والكبريتات . ويتم ترسيب هذه الأيونات على هيئة أملاح إذا ما تبخرت المياه خاصة إذا كان الوادى يصب فى منخفض داخلى على اليابس وليس داخل البحر . ويساعد على ذلك ارتفاع الحرارة فى المناطق الصحراوية وتؤدى هذه العمليات إلى تكوين الملاحات الطبيعية على قيعان المنخفضات الصحراوية .

ثالثاً : الإرساب Deposition :
قد يحدث أن تقل سرعة التيار إما لقلة انحدار المجرى أو انخفاض كمية المياه أو كنتيجة لزيادة حمولة الوادى أو النهر فإن مياه النهر تبدأ فى التخلص من جزء من حمولتها حيث تقوم بإرساب جزء من المواد التى تحملها ، وقد يلقى النهر هذا الجزء أو بكل حمولته على طول المجرى أو عند نهايته . ويبدأ النهر أو الوادى عادة فى التخلص من المواد الخشنة أولا، وغالبا ما يكون ذلك على قيعان المجارى . ومع تناقص سرعته يتخلص من المواد المتوسطة الخشونة ثم بعد فترة طويلة من الهدوء والسكون يبدأ فى التخلص من الحمولة المذابة وترسيبها .

إعداد الدكتور : مصطفى يعقوب