الوسم: العاشر

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..

التعريـة بالريـاح

ينحصر تأثير الرياح على الصخور فيما تحمله من رمال وغبر بينما الرياح الخالية منها فتأثيرها محدود إن لم يكن معدوما إذ تحمل الرياح الرمال والفتات الصخرى بوجه عام الناتج من التجوية وتضرب بها الصخور فتبريها شيئا فشيئا . ومن الرياح تترسب حبيبات الرمال فى مستويات واطئة ، لتملأها إذ تتراكم فيها وبذلك ينخفض بالتآكل ما علا من سطح الأرض ، ويرتفع بالترسب والتراكم ما انخفض منه ، الأمر الذى تتبسط به التضاريس ، ويستوى به السطح إلى سهل منبسط من الرمال ، وهو الفكرة الشائعة عن شكل الصحراء . وتتآكل الصخور المحملة بالرياح على ثلاث مراحل : التذرية والبرى والسحج . وهى على التوالى : إفراغ بعض الأماكن مما بها من رمل. ومسح الصخور بما تحمله الرياح من رمل، وانسحاق حبات الرمل التى تحملها الرياح بالاحتكاك ، وبالعملتين الأخيرتين . تزود الريح بما يدق من حبات صخر الأديم . ومما تحمله من رمال فى يدها تضرب بها وجه الصخور من جديد .

(1) التذرية ( تخوية ) Ablation (Deflation) :
وفى هذه العملية تحمل الرياح ما انساب وانفرط ، بما تفكك من جزئيات غطاء صخر الأديم ، كالرمل والغرين والغبار . وتنقلها من مكان إلى آخر . ويكون ذلك على أشده إذا ما دقت الحبيبات وصغر حجمها وقل وزنها حيث تكون الرياح أقدر على حمل تلك الحبيبات . وتتوقف المسافة التى يحمل إليها الرمل على : موضعه الأصلى قبل إنتقاله وحجم جزئياته ووزنها . وقوة الريح واستمرارها ، بلغة الرياضيات تتوقف قدرة الرياح على حمل المواد الصخرية المفككة على كمية حركتها التى هى حاصل ضرب الكتلة × السرعة والمواد المنقولة إما أن يحملها الهواء معلقة بين طبقاته وإما أن تدفعها الرياح على سطح الأرض دون أن ترتفع فى الهواء .

وفى مقدور الرياح أن تحمل الرمال مرتفعة بها ضد الجاذبية الأرضية . وعبر المساحات الواسعة من الماء ، فإذا ما عصفت الريح ، ساقت أمامها كسفا ثقيلة من الرمل وكانت بذلك مصدر خطر داهم على من يرتاد الصحراء . وحتى فى الجو الهادى ، إذا سخن الهواء بملامسته سطح الأرض الحار ، أرتفع فى أعاصير Whirls ودوامات Eddies حاملا معه التراب والرماد فى أعمدة طويلة تتحرك ببطء عبر السهول والوديان .

(2) البرى أو السحج Abrasion :
وتعنى هذه العملية برى الصخور عن طريق احتكاك الرمل بها ويعزى هذا الأثر إلى صلادة حبات الرمل وقوتها ، حيث يتكون معظمها من معدن الكوارتز العالى الصلادة .

والظروف التى تساعد الريح فى بريها بصخور كثيرة أهمها : ـ

أ – القحولة الشديدة ، وبالتالى انعدام الغطاء النباتى الذى يحمى الصخور .

ب ـ الرياح القوية الدائمة الهبوب .

ج ـ كثرة حبات الرمل الصلدة ، التى تحملها الرياح .

د ـ طبيعة الصخر نفسه فكلما كان الصخر ضعيفا أو غير متماسك كلما كان أسهل انفراطة وتفككه .

فحيث يظهر صخر الأديم على سطح تراه قد نعم أو تنخرب فى حزوز وأخاديد ، بقدر كبير أو صغير ، حسب بنية الصخر الأصلية فأحجار الجير وإن كانت رخوة فإنها كذلك مندمجة قوية البنيان . ولذا فإنها تصقل وتخطط بفعل حبات الرمل المستمر ، أما الجرانيت المصمت العنيد ، فنراه قد نعم وثقب بينما النيس والشيست قد حززت Furrowed وضلعت Ribbed بخطوط موازية لمستوى تورقها Foliation Plane .

قانون البنية والتركيبLaw of Structure :

ومما تجب ملاحظته أن فعل الريح على سطح الصخر إنما هو فعل اختياري . حيث تعمل حبات الرمل كآلة حفر أو نحر تأتى على الرخو من الصخور ولا تقوى كثيرا على الصلب منه ، فتعمل بذلك على إظهار الاختلاف فى صلابة الصخور . وبهذا تبقى الدرنات الصخرية Concretions والعقد Nodules والحصى والأحافير الصلبة . بارزة فوق سطح الصخر الرخو الذى يحتويها ، حتى تسقط فى النهاية تاركة محلها فراغا يبقى شاهدا على سابق وجودها فى الصخر . وباستمرار التجوية يندثر مع الزمن هذا الأثر .

والصخور التى تتفاوت درجات تماسكها وصلابتها تعتريها الخطوط والثقوب والحفر فى أشكال غريبة ، قد تحاكى أشكالا لبعض الكائنات الحية والجمادات . وكثيرا ما تتدخل التجوية التجوية الآلية الكيميائية فى تكيف هذا التشكل .

فقد يتشكل سطح الصخر إلى ما يشبه الجدار قد شقنته صفوف من فتحات كأنها النوافذ Windows ، أو إلى أعمدة Columns وقوائم كالمسلات Needles ، أو إلى ما يشبه عيش الغراب Mashroom أو المظلة Umbrella تبرز منها أهداب كأنها الإبر . أو إلى ما يشبه قرص عسل النحل Honeycomb بعيونه المتجاورة ، وغير ذلك كثير مما يعد من غرائب وعجائب الموجودات .

النحت السفلى Undercutting :
بديهى أن حبات الرمل إذ تحملها الرياح ، يرتفع الخفيف الدقيق منها ويبقى الثقيل الغليظ منها قرب سطح الأرض .وبالتالى يظهر فعل التآكل بالريح أجلى ما يكون قرب سطح الأرض ويقل هذا الأثر مع العلو بعيدا فوق سطح . وعلى هذا فإن الجروف والمرتفعات تتآكل من أسفلها أكثر من أن تتآكل من أعاليها . وبذلك تنحت قواعدها فى شكل كهوف ومغارات . وبهذا تحتفظ الطبيعة للجروف بوعورتها وشدة انحدارها .

وإذا ما اختلفت اتجاهات الرياح أثناء عملية النحو السفلى هذه . فإن الصخر القاتم يتآكل أسفله من جهات عدة ، وبذلك يتشكل الصخر فيما يشبه عيش الغراب أو الزهريات . وخصوصا إذا ما كانت أعالى الصخر أصلب من أسفله .

إعداد الدكتور : مصطفى يعقوب

المقدمه

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 .

الموضوع:
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 .

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 .

أسباب اختلاف التجوية
تختلف التجوية ـ كما وكيفا ـ أى من حيث النوع والمقدار باختلاف عاملين أساسيين على النحو التالى :

أولاَ : اختلاف التضاريس

1- المناسيب العالية :
تتميز الجبال العالية بوجود الجليد على قممها مما يعطى الفرصة الأكبر لاتساع الشقوق والفواصل بسبب تمدد الجليد .

2- المنحدرات الشديدة :
إن الميول الحادة للتلال والجبال تهئ الفرصة لنواتج التجوية من الحطام والفتات الصخرى إلى سقوط أسفل هذه التلال والجبال بفعل الجاذبية وبذلك تتعرض أسطح جديدة للتجوية .

3- السهول والمناسب المنخفضة :
إن الغطاء النباتى الذى يغطى السهول والمناسيب المنخفضة هو غطاء يقى التربة من تأثير عوامل التجوية وإن كان هذا لا يمنع من أن النبات يساهم إلى حد ما فى توسيع الشقوق والفواصل عن طريق تغلغل الجذور فى التربة . لذا فإن التجوية ذات أثر محدود فى هذه المناطق .

ثانيا : اختلاف نوعية الصخور :
ليست التجوية على حد سواء فى الصخور إذ يختلف تأثيرها حسب المحتوى المعدنى للصخور فالمعادن يتفاوت تأثير التجوية عليها باختلاف خصائصها الفيزيائية والكيميائية .
ولأن المعادن جمعيها تختلف فى سرعة استجابتها للتجوية الكيميائية ( التحلل ) فقد تمكن الباحثون فى هذا المجال من وضع دليل لقياس سرعة التجوية Weathering Potential Index بالنسبة لمعادن السيليكات ويمثل هذا الدليل المقاومة النسبية للتجوية بدءا من معدن الكوارتز الذى أعطى الرقم (1) وهو أكثر المعادن مقاومة للتجوية بينما تعتبر المعادن التى تمتلك رقم أعلى من (1) قابلة للتجوية . ( الكوارتز ـ الأرثوكليز ـ المسكوفيت ـ البلاجيوكليز ـ البيوتيت ـ الهيورنبلند ـ البيروكس ـ الأوليفين) . إذن فالكوارتز هو أكثرها مقاومة بينما الأوليفين هو أقلها فى المقاومة .

وفيما يلى أمثلة لتجوية أنواع الصخور : ـ

1- تجوية الصخور النارية :
على الرغم من أن مكونات الصخور النارية من المعادن الأساسية لا تتعدى ـ فى مجموعها ـ ستة أنواع من المعادن إلا أنه يوجد تفاوت نسبى فى تجوية كل من الصخور النارية الحمضية والصخور النارية القاعدية . فالصخور النارية الحمضية والتى من أشهرها الجرانيت تتكون من الكوراتز ـ الفلسبار( أرثوكليز وبلاجيوكليز ) ميكا ( مسكوفيت ـ بيتوييت ) .
فالكواتز يبقى على حالة دون تحلل ليكون فيما بعد حبيبات من الرمل .
أما الفلسبار فتتحلل مكونة سيليكات الومنيوم مائية ( معادن طينية ) بالاضافة إلى أكاسيد البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم وهى مواد قابلة للذوبان على هيئة كربونات وكلوريدات .
أما الميكا ولا سيما البيوتيت والمسكوفيت من أشد المعادن مقاومة للتحلل فتبقى على حالها كرقائق وقشور بينما يستجيب معدن البيوتيت للتحلل مكونا بدوره سيليكات ألومنيوم مائية وأكاسيد مغنسيوم وحديد وهى مواد قابلة للذوبان على هيئة كربونات وكلوريدات . وفى حالة الصخور النارية القاعدية والتى يمثلها الجابرو والذى يتكون من البلاجيوكليز والبيروكسين فإن التحلل المائى يتسبب فى تحطيم هذين المعدنين إلى سيليكات ألومنيوم مائية ( معادن طينية ) وأكاسيد صوديوم وكالسيوم ومغنسيوم وحديد وهى مواد قابلة للذوبان على هيئة كربونات وكلوريدات .

2- تجوية الصخور الجيرية :
تتكون الصخور الجيرية أساسا من معدن الكاليست وقد تحتوى أحيانا على الكوارتز ( التى قد يكون أحيانا على هيئة سيليكات غير متبلورة ) ومعدن البيريت ومن خلال عملية التكربن فإن الكالسيت الذى يتكون من الكربونات الكالسيوم يتحول إلى بيكربونات الكالسيوم التى تذوب فى الماء أى أنه يتم إزالة الكالسيوم على شكل أيونات ذائبة فى الماء . بينا يتراكم الكوارتز على هيئة حبيبات رملية . أما البيريت فيتأكسد إلى ليمونيت وكبريت وقد يتحول هذا الكبريت إلى حمض الكبريتيك الذى يتفاعل مع الكالسيت ليكون معدن الجبس CaSO4 .2H2O.

3- تجوية الصخور الرملية :
من المعروف أن الصخور الرملية تتكون أساسا من حبيبات رملية تتماسك مع بعضها البعض بوسطها مادة الحمة مثل الكالسيت أو أكاسيد الحديد . ولأن حبيبات الرمل ( ثانى أكسيد السيليكون ) من أشد المواد مقاومة للتجوية فتبقى على حالها دون تأثر بيما ينصب تأثير التجوية على المواد اللاحمة فقط .

نواتج التجوية :

ليست التجوية بنوعيها الفيزيائى والكيمائى ظاهرة جيولوجية فحسب بل أنها ذات أهمية قصوى للحياة البشرية إقتصاديا وحياتيا فلو ظلت الصخور منذ نشأتها على حالها كما هى لما كونت التربة ولما صلحت للزراعة وكانت أقرب ما تكون إلى صخور القمر والمريخ .. ومن أهم نواتج التجوية نذكر .. التربة – اللاتيريت والبوكسيت – ركام السفوح – حقول الجلاميد : ـ

1- التربة Soil :
على الرغم من أن التربة مصطلح عام يقصد به الطبقة السطحية من أديم الأرض والناتج من حصيلة عمليات التجوية إلا أنه فى نفس الوقت هناك أكثر من تعريف لها ومن تلك التعريفات أنها الطبقة السطحية المفككة التى تمثل الوشاح الصخرى ولا يتعدى سمكها عدة مترات وتتكون من خليط من معادن مختلفة قد نتجت من تجوية المكونات الصخرية بالإضافة إلى الدبال Humus وهو المواد العضوية المتراكمة نتيجة الأنشطة الزراعية .
ومهما كان من أمر تعدد التعريفات بشأن التربة فإن من المتفق عليه أنه توجد خمسة عوامل تتحكم فى تكونها وهذه العوامل هى : ـ

1- الصخر الأم :
وخاصة فيما يتعلق بالمحتوى المعدنى والعناصر الداخلة فى هذا المحتوى ومن الثابت أن التربة تدين ببعض خصائصها إلى الصخر الأم الذى اشتقت منه مكونات التربة وعلى سبيل المثال فهناك تربة جيرية وتربة رملية وتربة حصوية … الخ .

2- المناخ :
وهو من أهم عوامل تكوين التربة باعتبار أنه يتحكم فى نوع وشدة عمليات التجوية المختلفة . كما يؤثر على نوع وكمية الكائنات العضوية فى التربة وبالتالى يتحكم فى سرعة تحللها . ليس هذا فحسب بل قد ثبت وجود علاقة بين تكوين بعض المعادن الطينية والظروف المناخية فى الأقاليم المختلفة فعلى سبيل المثال فإن كميات أكاسيد الحديد والألومنيوم المائية تزداد فى وجود الأمطار الغزيرة التى تعمل على إزالة السيليكا من التربة الأمر الذى يؤدى إلى تكوين التربة الحمراء لوجود كميات كبيرة من أكاسيد الحديد وتعرف هذه التربة باسم اللاتيريت Laterite .

3- الكائنات الحية :
وتشمل كلا من الغطاء النباتى والمواد العضوية مثل الدبال Humus والبكتريا Bacteria والأحماض العضويةAcids Organic ويعتقد الكثيرون من علماء التربة أن عمليات تكون التربة لا تبدأ إلا عندما يتدخل النشاط العضوى بين الصخر الأم والبيئة المحيطة به . وتتحكم نوعية النباتات فى سمك المواد العضوية وعلى سبيل المثال فإن الأقاليم الاستوائية التى تتميز بالغابات الكثيفة تكون تربتها ذات سمك قليل من المواد العضوية الدبالية على عكس المناطق العشبية التى تتميز بسمك كبير من المواد العضوية هذا العضوية هذا الإضافة إلى تدخل النشاط البشرى سواء فى إزالة الغابات أو إضافة أراضى زراعية جديدة .

4- الوضع الطبوغرافى :
يتحكم الوضع الطبوغرافى للتربة إلى حد كبير فى خصائصها فالسفوح الشديدة الانحدار لا تصل التربة فيها إلى مرحلة النضج لأن عوامل النقل المختلفة تزيل مخلفات التجوية أولا بأول فتتكون فى هذه الحالة تربة ناقصة قد أزيل منها نطاق أو نطاقين علويين . كما يؤثر الوضع الطبوغرافى أيضا على درجة التصريف وموضع وشكل مستوى المياه الباطنية . وللدلالة على أهمية الوضع الطبوغرافى فإن السهول والمناطق القليلة الانحدار تتميز بوجود تربة سميكة إذ أن الميل البسيط لهذه المناطق يجعلها تستقبل الرسوبيات والفتات الصخرى المنقول الذى سبق تجويته .

5- الزمن :
والمقصود به هنا الفترة الزمنية التى استغرقها عمليات تكوين التربة . وبطبيعة الحال فإن الزمن يتحكم فى سمك ودرجة نضج نطاقات التربة باعتبار أن عمليات التجوية ترتبط ارتباطا وثيقا بالزمن .

نطاقات التربة :
يتألف القطاع الرأسى فى التربة من ثلاث نطاقات رئيسية موازية فى اتجاهاتها لسطح التربة فى الغالب وقد استخدمت الحروف A,B,C لرمز الدلالة على هذه النطاقات .

النطاق A : وهو الجزء السطحى من التربة Topsoil وهو خليط من الدبال والرمل والسلت Silt والمعادن الطينية والمواد العضوية المتحللة بفعل البكتريا وأيضا المواد العضوية غير المتحللة وهو النطاق المستغل فى الزراعة .
النطاق B: ويعرف أحيانا بنطاق تحت التربة Subsoil وهو نطاق انتقالى بين النطاق A والصخر الأم الذى تمت تجويته Weathered Parent rock الذى يقع فى أسفل هذا النطاق ، وقد تمتد إلى هذا النطاق جذور الأشجار كما توجد به أيضا المواد العضوية .

النطاق C : ويقع أسفل النطاق B ويتكون تدريجيا من الصخر الذى تمت تجويته جزئياPartially Weathered rock حتى ينتهى إلى الصخر الأصلى الذى لم تتم تجويته ويتميز هذا النطاق بقلة المواد العضوية .

2- اللاتيريت والبوكسيت Laterite & Bauxite :
وهما مادتان طبيعيتان يختلفان فى المحتوى الكيميائى بينما يتفقان فى النشأة باعتبارهما من نواتج التجوية الشديدة فى نفس المناطق . إلا أنهما يختلفان فى نوعية الصخور التى اشتقت منهما .
فاللاتيريت مادة حمراء أو تميل للاحمرار وهى غنية بأكاسيد الحديد وقد استخدمت هذه المادة قديما فى صناعة القرميد المستخدم فى البناء ومن هنا جاءت التسمية اللاتيريت من الكلمة اللآتينية Later بمعنى قرميد .
وينشأ اللاتيريت من جراء التجوية الشديدة فى الأقاليم الاستوائية وشبه الاستوائية Sub-Tropical نتيجة لتجوية الصخور النارية القاعدية الغنية عادة بعنصرى الحديد والمغنسيوم حيث يتكون اللاتيريت عادة من نسب مختلفة من أكاسيد الحديد المائية وهيدروكسيد الألومنيوم وقد يوجد أكاسيد المنجنيز والتيتانيوم والسيليكا غير المتبلورة . حيث أن العامل الأساسى لهذا المناخ فى تلك الأقاليم هو التجوية الكيميائية .
وفى نفس الظروف المناخية تتم تجوية الصخور النارية الحمضية الغنية بأكسيد السيليكون والألومنيوم لينتج البوكسيت الذى يتكون بصفة أساسية من أكاسيد الألومنيوم المائية وقد اشتق الأسم من مدينة بو Baux الفرنسية حيث تم التعرف عليه لأول مرة .
وعلى الرغم من أن كلا من اللاتيريت والبوكسيت . يصنعان عادة من الصخور إلا أنهما ذوا أهمية خاصة على المستوى الإقتصادى فالبوكسيت هو الخام الرئيسى للألومنيوم بينما يستخدم اللآتيريت كأحد مصادر الحديد. بالإضافة إلى كونه أيضا كمصدر ثانوى لكل من عنصرى النيكل والكوبلت اللذين يتلازمان فى الصخور النارية القاعدية .

3- ركام السفوح Scree :
وهو الحطام والفتات الصخرى الناتج من تأثير عوامل التجوية الطبيعية سواء أكان هذا التأثير من اختلاف درجات الحرارة أو من تأثير تجمد المياه فى الفواصل والشقوق الصخرية وسرعان ما ينزلق هذا الحطام بفعل الجاذبية إلى أسفل التلال والجبال مكونا ما يسمى بركام السفوح ويتميز بكونه عبارة عن قطع صخرية غير منتظمة الشكل ، متفاوتة فى أحجامها ذات حواف مدببة .

بركان فيزوف: Vesuvius

لاشك ان هذا البركان من أشهر البراكين في التاريخ ، ومنذ القدم شاهده الرومان وسجلوا نشاطاته المتكررة، وقد وصف المؤرخ الروماني بليني Pliny ثورته المدمرة عام 79 قبل الميلاد بعد فترة خمود طويلة وقد جاء في ذلك ما يلي :

(استمرت بدايات ثورته لمدة 16 عاما ، صحبها تشققات وأصوات وهزات أرضية خفيفة ضربت جنوب إيطاليا. تلاها بعد ذلك إزالة الصخور المتراكمة عند فوهته القديمة ، حصل بعدها تمدد كبير وفجائي للغازات المحبوسة تحتها، ومع تزايد ضغط هذه الغازات حدثت انفجارات عنيفة نتج عنها طفوح بركانية من نوع الخفاف Pumice غطت مدينة بومبي Pompeii المجاورة .

لقد حاول العديد من سكان المدينة الفرار في قوارب بحرية ، لكن الغازات والرماد والطفوح البركانية غطتهم جميعا، وأدت لحدوث اختناقات لهم ، وطمروا تحت الرماد هم ومدينتهم. وبالإضافة على مدينة بومبي ، فإن مدينة أخرى مجاورة لبركان فيزوف هي مدينة (هيركولنيوم Herculaneum) دُمرت هي الأخرى تدميرا تاما، ورقدت المدينتان تحت طبقة من الرماد البركاني يزيد سمكها عن ستة أمتار.

لقد بقيت هاتان المدينتان مختفيتان في طي النسيان لمدة 1700 سنة ، إلى ان عُثر عليهما وازيحت الطبقات البركانية عنهما من قبل علماء التاريخ، ليشاهد الناس آثار تدمير بركان فيزوف لهما، وليشاهدوا أيضاً الأحافير الإنسانية وغيرها ماثلة أمامهم. وبعد ثورة فيزوف المدمرة قبل الميلاد، هدأ لمدة 1500 عام، ولكنه عاد ليثور عام 1631 وقتل وقتها 18000 نسمة، ومنذ ذلك التاريخ وهذا البركان لم يخمد بصورة نهائية.

بركان كراكاتوا: Karakatoa

كراكاتو جزيرة كثيفة الأشجار، تقع في منطقة ضيقة بين جزيرتي جاوه وسومطرة، وصل ارتفاعها حوالي 2600 قدم نتيجة لتكدس التراكمات البركانية على مدى السنين. ويعتبر انفجار بركان كراكاتو من أهم الإنفجارات وأعنفها في عصرنا الحديث.

لقد بقي هذا البركان خامداً مدة 200 سنة ، وفي شهر مايو 1883 بدأت سلسلة من الإنفجارات المتوسطة والضعيفة تحدث فيه. وبعد مرور 3 شهور من هذه النشاطات وصل الإنفجار ذروته في 26 أغسطس من نفس السنة ، وحدثت هزة أرضية عنيفة أثرت على قاع البحر وأحدثت فيها فوهة كبيرة صاحبها ضوضاء وأصوات ودوي لم يعرف مثلها في التاريخ، حتى ان صوت الإنفجارات تلك سمعت على مسافة 5000 كم من مكان حدوثها.

اندفعت بعد ذلك سحابة من الرماد والغبار والأتربة البركانية إلى ارتفاع 80 كيلومترا وغطت مساحة 500 كم في المحيط الهندي، وانتشر بعدها الظلام لمدة ثلاثة أيام. وقد كان لإنتشار الغبار البركاني الخفيف – الذي عم العالم – ان سبب تألق غروب الشمس بصورة عجيبة رآه الناس في شتى أنحاء الأرض. إن الانفجارات العنيفة التي لازمت ثورة هذا البركان ولدت أمواجاً عاتية في مياه المحيط الهادئ، وتعرف هذه الأمواج بإسم أمواج التسونامي Tsunomi التي انتشرت محدثة تأثيرات مخربة في مدن جزيرتي جاوة وسومطرة، وقدر ارتفاع هذه الأمواج بحوالي 30 مترا، وتسببت في وفاة حوالي 40.000 نسمة.

بركان جبل بيليه : Peelee

حدث انفجار هذا البركان في جبل بيليه الذي يصل ارتفاعه إلى 1200 متر وكان يشرف على مدينة سانت بيير St. Piere والتي كانت تعد من اكبر مدن المارتينيك في البحر الكاريبي. وكان اعتقاد الناس وقتها أنه بركان خامد إلى أن بدأت في شهر أبريل من سنة 1902 تندفع منه الأدخنة والغبار، وفي الخامس من مايو اندفعت كميات من الطين دمرت مصنعا للسكر وقتلت عددا من الناس.

وتوالت بعدها حوادث هذا البركان ووصلت أقصاها يومي 7،8 مايو من تلك السنة عندما اندفعت سُحُب من الرماد وتكون شق عميق في جانب الجبل تبعه حدوث أصوات عنيفة وسحب كثيفة من الدخان والغبار تحمل الصخور والأتربة وتنحدر متدفقة ً نحو مدينة سانت بيير بسرعة وصلت إلى 350 ميلا ً، في الساعة ، وهناك اكتسحت كل ما قابلها من حي وغير حي ٍ، وقد أودى هذا البركان بحياة أكثر من 30.000 نسمة.

براكين جزر هاويHawaiia Volcanoes :

تقع جزر هاواي في المحيط الهادئ ، ويصل عمقها إلى حوالي 15.000 قدم ويشكل تراكم هذا العمق مواد بركانية في اصلها ، وتعتبر براكينها من الأمثلة الواضحة على البراكين الدرعية حيث تمتاز قبابها بالعرض والإنحدار البسيط .

وتظهر صخورها بمظهر غير خشن نتيجة تدفق اللابة البازلتية أصلا مع تراكم تجمدات السوائل البركانية التي تدفقت خلال التشققات البركانية على مدى زمن طويل. تبلغ مساحة جزيرة هاواي البركانية 7600 ميل مربع وترتفع إلى 13680 قدماً فوق سطح مياه المحيط الهادئ. لقد عملت خمسة براكين على تكوين هذه الجزيرة اثنان منهما مازالا في حالة نشيطة وهما : مونالوا Mauna Loa وكيلاوا Kilauea .

بركان فولكانو : Vulecano

يقع هذا البركان على بعد 30 ميلا من بركان سترومبولي. ومن اسمه Vulcano أشتق اسم (بركان). إن ما يحدث من اصوات شديدة ونشاطات بركانية غير متوقعة دفعت العلماء لإعطاء اسم Vulcanian (البركانية) نسبة له . ويرجع ذلك إلى طبيعة حممه اللزجة وتجمدها بسرعة على السطح مشكلة موانع قوية تمنع اندفاع الغازات وتعمل على حسبها بالداخل مما يساعد في حدوث أصوات عالية، ومع وجود وتراكم الغازات يتولد ضغط عنيف ينتهي بانفجارات مدمرة. لقد سجل التاريخ ثورة هذا البركان عام 1880 لمدة سنتين قذف خلالهما ملايين الأطنان من اللابة التي تحولت أخيرا وعلى مر الزمن إلى مسحوق ناعم يغطي مساحات واسعة.

بركان إتنا :
يقع هذا البركان في جزيرة صقلية ويصل ارتفاعه إلى حوالي 3600م ويعد أعلى براكين أوروبا في ارتفاعه ويغطي مساحة قدرها 460 ميلا مربعا ويبلغ عمق فوهته 1500م وقد سجل التاريخ 400 ثورة بركانية له منذ عام 475 ق.م. وفي ثورته سنة 1669 أدى إلى مقتل 20.000 نسمة، وتمتاز فوهة هذا البركان باتساعها الكبير ولا يندفع منها أي مقذوفات حاليا، في حين توجد له فوهات كثيرة على جوانبه المنحدرة يندفع منها بعض الغازات والأبخرة. إن المنحدرات السفلى لهذا البركان مأهولة بالسكان لأن تربتها الخصبة تزرع على نطاق واسع.

بركان اشيكون : Echichon

ثار هذا البركان في المكسيك بتاريخ 28 مارس 1982 ويصل ارتفاعه حوالي 1260 متراً وامتازت ثورته باطلاق كميات هائلة من الغبار والأدخنة والأتربة التي غطت قرية (نارانجو) فأصبحت تبدو مبانيها وكأنها أشباح ماثلة للعيان.

بركان جبل سانت هيلين : Mountain St. Helens Vol.

وكانت ثورة هذا البركان في 18 مايو 1980 حيث سجل له التاريخ ثورات في عام 1900 ق. م وقد اندفعت منه كميات هائلة من الغازات والرماد والصخور وعمت المنطقة بأسرها وكانت هذه الغازات والرماد تجوب المنطقة بسرعة 200 ميل في الساعة الواحدة حيث غطت مقذوفاته مساحة مقدارها 200 ميل مربع وقتل العشرات من الناس.

التنبؤ بحدوث الإنفجارات البركانية :

سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعُد مركز الزلزال فيه عن 8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال ذلك تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79 ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau في هاواي. وفي هذا المجال قام (مركز رصد البراكين) في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Maunaloa على أبعاد سحيقة من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه.

كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية ؟

وللإجابة على هذا السؤال يجب ان نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الإنفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي :

1- حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات او بسنين أحيانا.

2- التغيرفي صفات وسلوك الينابيع الحارة والفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية .

3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض.

4- زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الإستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء.

5- التحول في القوى الكهربائية المحلية.

6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات.

ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدام الأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميلTilt meter الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من اسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم.

إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الإنفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم . ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع.

التوزيع الجغرافي للبراكين :

يُقدر عدد البراكين النشيطة بحوالي 600 بركان موزعة على سطح الأرض ، ويتركز معظمها في احزمة توازي تقريبا مناطق الشقوق والتكسرات والفوالق الطبيعية متوزعة بمحاذاة سلاسل الجبال حديثة التكوين غالبا.

وهناك توزيعان كبيران للبراكين :-

الأول: (( دائرة الحزام الناري )) وتقع في المحيط الهادي.

والثاني : يبدأ من منطقة بلوشستان إلى إيران، فآسيا الصغرى ، فالبحر الأبيض المتوسط ليصل على جزر آزور وكناري ويلتف إلى جبال الأنديز الغربية في الولايات المتحدة. وفيما يلي بعض أسماء البراكين في هذه المناطق:

منطقة المحيط الهادئ

§ آلاسكا : 20 بركانا منها بركان كاتاماي Katamai ، وشيشالدين Shishaldin.

§ كندا : 5 براكين منها رانجل Wrangell .

§ الولايات المتحدة الأمريكية : 8 براكين ومنها راينر Rainier .

§ المكسيك: 10 براكين منها باريكوتين الذي ثار لأول مرة سنة 1934.

§ أمريكا الجنوبية : بركانان.

§ نيوزيلنده : 6 براكين .

§ جوانا الجديدة: 30 بركانا.

§ الفليبين : 20 بركانا.

§ اليابان : 40 بركانا.

منطقة محور البحر الأبيض المتوسط :

§ من جهة الغرب إلى الشرق نجد البراكين التالية في هذه المنطقة :-

§ منطقة الأدرياتيك : 9 براكين ومنها جبل بيليه Pelee .

§ الآزور : 5 براكين .

§ الكناري :3 براكين .

§ إيطاليا : 15 بركانا ومنها بركان فيزوف وسترومبولي وفولكانو.

§ المنطقة العربية وآسيا الصغرى : 6 براكين .

منطقة الإخدود الأفريقي :-

§ هاواي : 5 براكين

§ جزر جالاباجوس : 3 براكين .

§ آسلنده : 27 بركانا.

§ أفريقيا الوسطى: 5 براكين.

§ أفريقيا الشرقية : 19 بركانا.

من الإحصائيات السابقة نلاحظ أن حوالي ¾ براكين العالم تتوزع على حافة المحيط الهادي. ومع ان 80% من هذه البراكين تقع على الأجزاء اليابسة من القارات ، فإن هناك براكين عديدة تثور في قاع المحيطات.

إحصائيات الكوارث البركانية: اشهر الكوارث البركانية

السنة
المكان
الوفيات
البركان

79 ق.م
بومبي هيركولانيوم
16000
بركان فيزوف

1169
صقلية
15.000
بركان إتنا

1669
صقلية
20.000
إتنا لمدة 40 يوما

1783
آيسلنده
9.000
جبل هيكلا

1815
اندونيسيا
90.000
تامبورو

1883
إندونيسيا
40.000
كراكاتو

1902
المارتينيك
40.000
مونت بيليه

1919
جاوه
3.000
جبل كيلود

منوعات بركانية :

حصلت اكبر ثورة بركانية في التاريخ في تامبورا Tambora في جزيرة سامباوا بإندونيسيا يوم 5-7 أبريل 1815 حيث قدرت حجم النواتج البركانية المقذوفة بحوالي 80 كم2 والطاقة الناتجة عنه بحوالي 8.4*10(26) إرغ. وتكونت له فوهة قطرها 11 كم وقتل بسبب ثورته 90.000 نسمة.

أطول مسافة قطعتها الحمم البركانية كانت 70كم ناتجة عن بركان لاكي Laki جنوب شرق آيسلندا عام 1873.

حدث اعظم انفجار بركاني في 27 أغسطس 1883 في جزيرة كراكاتو الواقعة بين سومطرة وجاوه وقضى على 163 قرية وقتل حوالي 40.000 نسمة وتدفقت الحمم لعلو 55 كم واندفع الغبار البركاني ليقطع مسافة 5330 كم خلال عشرة أيام.

اوسع فوهة بركانية هي فوهة بركان توبا Toba في جزيرة سومطرة مساحتها 1775 كم3.