أنــــواع التجــــوية

تعد التجوية بمثابة المرحلة الأولى فى تعرية البيئة الطبيعية، وهي عملية ثابتة لا يرتبط بعملها التحرك أو الانتقال. ويقتصر فعلها على تفتي...

تعد التجوية بمثابة المرحلة الأولى فى تعرية البيئة الطبيعية، وهي عملية ثابتة لا يرتبط بعملها التحرك أو الانتقال. ويقتصر فعلها على تفتيت الصخر وإعداده لكي ينقل بعد ذلك عن طريق عامل أو آخر من عوامل التعرية كالماء الجاري أو الجليد.

المحتويات:

  أنواع التجوية.

1- تجوية ميكانيكية أو طبيعية.

      1- الاختلاف اليومي الكبير في درجات الحرارة.

      2- التغير الحرارى اليومي في الجهات الباردة.

      3- فعل الكائنات الحية.

2- تجوية كيميائية.

      1- عملية الأكسدة.

      2- عملية التميؤ.

      3- الإذابة البسيطة.

       4- عملية الكربنة.

3- التجوية بفعل الكائنات الحية (تجوية كيميائية وميكانيكية).

١-تجوية ميكانيكية أو طبيعية "Physical –Mechanical" ويقصد بها العمليات التي تؤدى إلى تحطيم الصخر وتجزئته إلى مفتتات بفرط أن يظل تركيبه ثابتاً دون أن يتغير.

وهي تمارس عملها فى تحطيم الصخور بثلاث طرق:

١ -الاختلاف اليومي الكبير فبي درجات الحرارة: ويتضح تأثير ذلك على الخصوص فى الجهات الصحراوية حيث يصفو الجو ويشتد الجفاف.  ففي النهار تُلهب الشمس بأشعتها سطح الأرض فتعظم الحرارة، وفى الليل يحدث الاشعاع الأرضي السريع للحرارة وتهبط هبوطاً كبيراً. وتتعرض أسطح الصخور فى تلك الجهات تعرضاً مباشراً للتغيرات الحرارة اليومية الحادة، فنتمدد بالنهار وتنكمش بالليل. ولما كانت الصخور رديئة التوصيل للحرارة، فإن تأثير التغير الحراري ينحصر فى مستوياتها العليا دون السفلى، وتنشأ عن ذلك ضغوط "Stresses" خلال مكونات الصخور تؤدى إلى إحداث تكسر مواز لسطوحها. وتتفكك الصخور حينئذ فى هيئة أشرطة توازى سطوحها.   وعملية التفكك بهذا الوصف تسمى عادة بالتقشر Exfoliation.

صخرة كبيرة يصيبها التقشر نتيجة التمدد والانكماش الحرارى

وتتركب معظم الصخور النارية والمتحولة من معادن تتباين فى درجات شددها وانكماشها، نظراً لأنها تختلف فيما بينها فى حرارتها النوعية. ويؤدى التباين فى التمدد والانكماش إلى تحطيم الصخر، بل وإلى تكسر دقيق فى مكوناته المعدنية. وتختلف المعادن أيضاً فى ألوانها، ومن ثم فى درجات امتصاصها للحرارة وفى مقدار التمدد الذي يؤدى بدوره إلى تصدع داخلي فى الصخر. وتشير تقارير الرحالة فى الجهات الصخور بتأثير التغيرات الحرارية. ولما كان الاشعاع الشمسي هو العامل المهم فى التغيرات الحرارية، فإن العملية يطلق عليها اسم تجوية الاشعاع الشمسي "Insolation Weathering"

٢-التغير الحراري اليومي في الجهات الباردة: وهنا تلعب المياه المتسربة فى مسام الصخور دوراً كبيرا فى تحطيمها. ففي النهار تلعب الحرارة على إذابة الجليد، فتتسرب المياه الذائبة فى مسام الصخور وشروخها وتملأها. وفى الليل تؤدى البرودة الشديدة إلى تجميد المياه فى المسام والشروخ، فيكبر حجمها، ومن ثم تضغط على جزئيات الصخر، وتساعد على فصلها عن بعضها

التجوية الميكانيكية بفعل التجمد والذوبان

وظواهر تأثير عملية التجمد والذوبان أو فعل الصقيع شائعة فى الحياة اليومية بالجهات الباردة٠ فكثيراً ما تحدث انتفاخات وتشققات فى حواري وأزفة القرى ويصعب تحريك أبواب المنازل بسبب تجمد المياه، وقد تنفجر مواسير المياه كما تتشقق أجهزة التبريد فى السيارات. ويعظم تأثير الصقيع فى الصخور اللينة حتى أثناء الموجات الباردة القصيرة المدى، ويحدث أحياناً أن تنفصل طبقات من أسطح المحاجر الطباشيرية بسبب نمو بلورات الثلج فى ثناياها. وتتأثر أسطح التكوينات الحصوية تأثيرا شديداً بتتابع التجمد والذوبان. فكثيراً ما يشاهد حطام صخري سميك عند أسافل التلال تالوس "Talus" بعد مضى بضعة أيام من توالى تأثير الصقيع فى تكويناتها. وإلى فعل التجمد والذوبان يعزى أيضاً تكون التراكمات المروحية سكرى "Scree" التي يكثر وجودها عند أسافل النطاقات الجبلية التي اصابها فعل الجليد، وهي واسعة الانتشار فى أرجاء وسط أوربا وشمالها التي تأثرت بجليد عصر البلايوستوسبن.

النباتات كعامل تجوية ميكانيكية

3-فعل الكائنات الحية: وهو عمل طبيعي يضاف إلى عوامل التجوية الميكانيكية. فجذور النباتات تستطيع التدخل والتعمق في الصخور التي تكتنفها الفواصل والشروخ ومثلها الصخور الطباشيرية وقد تساعد الحيوانات في نبش الحطام الصخري الذي تعرض جزئياً من قبل لتأثير التجوية. ولعل فعل الأرانب أوضح مثل ذلك.

٢-تجوية كيميائية "Chemical" وهي التي تعمل على تحلل الصخر وتحويل بعض من مكوناته المعدنية إلى معادن أخرى قد تختلف فى الشكل والتركيب عن حالتها الأصلية.

وهي تنشأ عادة من تفاعل غازات الجو كالأوكسجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء مع العناصر التي تتألف منها معادن الصخور. ومن ثم يمكن التمييز بين العمليات الآتية التي تحدث بواسطتها تجوية الصخور كيميائياً

تأثير الاوكسجين على الصخور

1-عملية الأكسدة: Oxidation: نقصد بها إضافة مزيد هن الأوكسجين إلى تركيب المعادن الحديدية التي توجد فى المستويات التي تعلو مستوى الماء الأرضي.

مثال ذلك ما يحدث للصخور الرسوبية الطينية التي تتميز بلونها الأزق أو الرمادي (لاحتوائها على مكونات حديدية طالما كانت بمعزل عن الهواء. وحينما تتعرض للجو تتأكسد مكوناتها الحديدية فيتحول لونها إلى اللون الأحمر أو البنى. وتبدو هذه الظاهرة واضحة فى الأراضي التي تتركب من صلصال جلاميدي أو طين، فنشاهد مستوياتها العليا بنية اللون، بينما ترى طبقاتها السفلى رمادية ضارية إلى الزرقة.

٢-عملية التميؤ Hydration: ويقصد بها اتحاد الماء أو بخاره مع بعض العناصر التي تتألف منها معادن الصخور فتكبر وتتمدد. وينشاً عن هذا التمدد ضغوط تؤثر فى الصخر، وتعمل على إضعافه وتفككه، ومن المعادن التي تقبل التميؤ معدن أنهيدريت Anhydrite (كبريتات كالسيوم لا مائية) فيتحول باتحاد الماء إلى جبس (كبريتات كالسيوم مائية).

3-الإذابة البسيطة Solution: وهي ليست شائعة الحدوث فى الطبيعة. فالمعادن التي تقبل الذوبان العادي فى الماء كالملح الصخري (هاليت) قليلة للغاية وهي فى نفس الوقت لا تدخل فى تركيب الصخور إلا نادراً. ومع هذا فقد تكون الإذابة البسيطة نات أهمية خاصة فى بعض المناطق التي يكثر فيها وجود صخور ملحية.

٤-عملية الكربنة Carbonation آو الإذابة بمساعدة الأحماض: وهي مهمة فى التحلل الكيميائي الصخور الجيرية والدولوميتية الواسعة الانتشار على سطح الأرض.

ومؤدى هده العملية أن مياه الأمطار تذيب بعضا من غاز ثاني أوكسيد الكربون الموجود فى الجو، فتتحول المياه إلى حامض كربونيك مخفف. وهذا الحامض له القدرة على إذابة كربونات الكالسيوم، وهي المادة التي يتركب منها الصخر الجيري، وتحويلها إلى بيكربونات الكالسيوم، وهي المادة التي تقبل الذوبان فى الماء. ومن ثم تذوب وتتحول إلى محلول مائي يضاف إلى المياه الأرضية. وبيكربونات الكالسيوم فى الواقع غير ثابتة إذ أنها قد تترسب فيما بعد مكونة لما يعرف بالتوفا الكلسية. ويؤثر الماء العادي فى تحلل بعض معادن الصخور النارية كالفلسبارات، وهي، مجموعة من المعادن الهامة التي تدخل فى تركيبها. فهو يتفاعل مع الأورثوكلاس (فبسبار بوساتي) تؤدي إلى تكوين أيدروكسيد بوتاسيوم وحامض سليكات الألومنيوم. والأخير غير ثابت رذ يتحلل مكوناً لمعادن صلصالية وسليكات غروية. ويزداد التفاعل بوجود ثاني أوكسيد الكربون، وهو متوفر فى الجو. وهو يتفاعل مع أيدروكسيد البوتاسيوم منتجاً لكربونات بوتاسيوم وماء. ويهمنا من ذلك كله أن الصخر يتحول بالكربنة والإذابة من حالة الاندماج والصلابة إلى حالة من التفكك والتحلل ويسهل معها بعد ذلك اكتساحه وإزالته.

وشبيه بهذا تأثير مجموعة من الأحماض تعرف بالأحماض العضوية المشتقة من تحلل المواد النباتية. وهي نات فعل شديد على الصخور الطباشيرية بل وعلى الصخور النارية أيضاً. فهي تحلل المعادن الفلسبارية المكونة لها، ومن ثم تعمل على إضعافها. واهم انجازات هذه العمليات الكيميائية تتلخص فيما يلي:

 ١ -تضعف بناء الصخر، عن طريق غزو معادن معينة تدخل فى مكونات الصخور النارية والمتحولة، لكنها تهاجم مكونات الصخور الكربونية كلها بلا استثناء، كما تغزو المواد اللاحمة لبعض الصخور الرسوبية.

٢-تسبب ضغوطا فى داخل الصخر عن طريق إحداث تمدد لمعادن معلومة.

 ٣-تنتح مركبات كيميائية تزول بالإنابة، تاركة وراءها رواسب متبقية. وتتألف هذه الرواسب من نتاج متحلل يعرفا بالمعادن الصلصالية، إضافة إلى مواد تبقى فى الصخر لا تستجيب للتحلل الكيميائي. ولهذا فأن الجرانيت حينما تصيبه التجوية الكيميائية، تتحول مكوناته من معادن الفلسبار إلى صلصال كاوولينى، بينما يتبقى الكوارتز الثابت. في هيئة حبيبات. وتتركب بعض الرواسب المتبقية، التي تختلف عن تجوية كيميائية طويلة المدى، كلية من الشوائب الصخرية لم تؤثر فيها العمليات الكيميائية إلا قليلاً. ومن أشهر أمثلتها رواسب الصلصال المختلط بالصوان "Clay with – Flint" فى مناطق الصخور الطباشيرية بإنجلترا، الذي يمثل جزئيا بقايا متخلفة عن عمليات الإذابة الكربونية التي كانت نشطة منذ الزمن الثالث. ومثال آخر نراه فى التربات الصلصالية الحمراء التي تتواجد فى كثير من المناطق التي تتألف من صخور جيرية.

التجوية بفعل الكائنات الحية (تجوية كيميائية وميكانيكية)

تقوح النباتات والحيوانات، والإنسان ذاته بدور مهم للغاية فى عمليات التجوية ونشوء الأشكال الأرضية الناجمة عن التجوية.

فالنباتات الكبيرة الحجم كالأشجار توسع الشقوق والفواصل فى الصخور بواسطة ضغط جذورها النامية، وهي تستطيع تحريك الجلاميد الثقيلة، وإذا ما حدث ونمت قرب حواف المنحدرات الشديدة، فإنها تتمكن من تحطيم الجروف. كما ان هبات الرياح تجعل سيقان الأشجار تتمايل وتخلخل التربة، وتعرضها للسفي الهوائي، ومن ثم تعريض أسطح سطحية جديدة للتجوية. وتتداخل جذور الأشجار إلى أعماق تتراوح بين ٣-٦ متر فى العادة، لكن قد تتغلغل الجذور إلى اعماق أكثر من ذلك بكثير، فقد تم تسجيل أعماق لجذور وصلت إلى 50 متراً. وتخلق الأشجار الكبيرة حيثما تكاثرت نوعاً من المناخ الخاص الدقيق، على سطح الأرض، الذي بدوره يؤثر فى أنماط التجوية الأخرى، كما تضيف الجذور مساعدة التجوية الكيميائية.

وتستخلص النباتات المواد الغذائية من التربة، ثم تعيدها إليها حينما تنفض أوراقها وتنثرها على التربة فتحلل وتضاف إليها، وبالتالي تتولد دورة للعناصر الكيميائية. ويترتب على ثاني أوكسيد الكربون الذي توفره النباتات نتائج مهمة. ذلك أن تركيز ثاني أوكسيد الكربون فى أجواد التربة يكون أكثر بكثير مما هو فى الجو العادي، ويكون للماء الذي يتخلل مثل هذا الجو المفعم بثاني أوكسيد الكربون تأثير فى إذابة الصخور الجيرية يفوق تأثير مياه المطر العادية.

وتؤثر الجذور البالية في التربة، وتنشأ بدلاً منها أنابيب من أكاسيد الحديد وكربونات الكالسيوم. ويفرز نثار الأوراق المتعفنة مركبات عضوية التي تمثل عوامل تعقيد، وهذه تساعد حركة العناصر المختلفة، خاصة عنصر الحديد، خلال قطاعات التجوية وقطاعات التربة، وهي مهمة على الخصوص فى تكوين تربات البودسول podsol.

وللنباتات الصفيرة تأثيرات مهمة فى التجوية؛ فالفطر والطحالب والأشنة Lichen (اتحاد الفطر مع الطحالب) تمارس تأثيراً طبيعياً ميكانيكياً فى الحفر الصغيرة، وتساعد فى التأثيرات الكيميائية عن طريق التنفس واستخلاص المواد المغذية، كما تعاون التجوية الكيميائية البسيطة عن طريق احتفاظها بالرطوبة. وتعيش مجمعات النباتات المجهرية الدقيقة فى داجل مسام الصخور وفى الرواسب المجواه، وبالتالي تضعفها وتحللها. وتنشئ نباتات الأشنة حفر تجوية دقيقة. وينشأ طلاء الصحراء Desert Varnish فى بعض مناطقها عن طريق نشاط تجوية نوع من الطحالب الزرقاء والخضراء، والطلاء الصحراوي عبارة عن غشاء مشرق لامع يتألف من اكاسيد الحديد والمنجنيز.

وتساعد الحيوانات فى نبش الحطام الصخري الذي تعرض جزئياً من قبل لتأثير التجوية، كما تحفر فى الصخور جحوراً، لكن أهم مساهماتها فى التجوية تكرار خلطها مزجها لمواد التربة. وتبعاً لذلك تتعرض مواد جديدة لفعل التجوية. فالحيوانات الحفارة كالأرانب والخلد Mole وكلاب البراري كلها قلابة للتربة، وبعضها يحفر أنفاقاً أو يبنى رُبَّى وأكواماً من الأتربة.

أما النمل الأبيض "Termites" فيعتبر عاملا مصنفاً وفارزاً لمكونات التربة. فهي تبنى مساكنها التي تسمى تيوميباريا "Temitaria" من حبيبات لا يزيد قطرها على ملليمتر واحد. ولعل هذا من بين اسباب تشكيل الصفوف الحجرية Stone Lines التي يشيع وجودها فى التربات المدارية. وهي عبارة عن أشرطة من الحصى، تبدو منتظمة كصفوف فى مقاطع مستعرضة، تبدو مكشوفة فى الخنادق أو فى قواطع الطرق، وهي التي تحدد الاتصال بين التربة المفروزة التي كومها النمل لبناء مساكنه، والمواد الصخرية الخشنة أسفلها.

وتمرر الديدان الأرضية مكونات التربة الدقيقة خلال أجسامها، وتطرحها على السطح، ومن ثم تنتج خليطا من المعادن والمواد العضوية. وللديدان الأرضية غدد تحتوي على كربونات الكالسيوم. ولقد وجد فى بعض التربات أن السبب فى عدم حامضية مستواها العلوي، رغم حامضية مستواها السفلى، يرجع إلى تراكم عقد صغيرة في حجم الرمال من كربونات الكالسيوم اشتقت من الديدان الأرضية الميتة. ومع ان هذه العملية ليست بذات أهمية كمية، فإنها مثال طيب لمختلف الطرق وتنوع الوسائل التي بها تتمكن الكائنات الحية من التأثير ومعاونة عمليات التجوية.

وهناك أساليب أخرى متنوعة للتجوية بتأثير الكائنات الحية. فأنواع من القواقع نحذر ثقوبا فى الصخر الجيري، وروث الطيور ينحت الصخر الجيري كيميائياً وعن طريق التفاعل ينشئ معادن جديدة. وتستطيع الخفافيش أن تنبش أسقف الكهوف وتجويتها ميكانيكياً، أو عن طريق التفاعل مع ذرقها (روثها أو فضلات هضمها) كيميائياً. وفى النطاقات الساحلية، تحفر بعض الحيوانات حفراً فى الصخر ميكانيكياً، أو عن طريق إفرازاتها كيميائياً. ويساعد ثاني أوكسيد الكربون الذي تزفره النباتات والحيوانات فى إذابة كربونات الكالسيوم المكونة للجروف الساحلية. وقد تفكك السراطين "crabs" عن طريق حشر أجسامها داخل الشقوق التي تكتنف الصخور، كما تتغذى بعض الأسماك بالمراجين.

ويبقى الإنسان، تاج الخليقة، وأثره الفعال كعامل تجوية. فالإنسان حينما يحفر الأرض ويحرث التربة يؤثر فى عمليات التجوية على سطح الأرض تأثيراً مباشراً، كما انه يؤثر فى مسار التجوية العضوية الحيوية حينما يغير ويبدل فى الأنواع النباتية سواء بطريق الصدفة أو بواسطة الزراعة. وينتج الإنسان عن طريق الصناعة كميات كبيرة من الفضلات الصلبة، ويعتمد فى تحليلها والتخلص منها على عمليات التجوية.

وتغير أوجه النشاط الصناعي المتنامية فى تركيب الغلاف الجوي. ويؤدى تكون ثاني أوكسيد الكربون وثاني أوكسيد الكبريت إلى زيادة الحامضية وبالتالي تنشيط التجوية الكيميائية فى الصخور المكشوفة. ولقد تكفي التغيرات فى المحتوى الجوي من ثاني أوكسيد الكربون للتأثير على مناخات العالم، أو على إذابة الكربونات فى البحار والمحيطات. والواقع أن التجوية صلة ورابطة مهمة بين الإنسان وبيئته. ولعل الفهم الصحيح لهذه الصلة يوقظ الإنسان لكي يعمل على تقوية قدراته لمواصلة الحياة على سطح الارض.

المصادر والمراجع:

 جودة حسنين جودة: (2002) الجيومورقولوجيا علم أشكال سح الأرض - دار المعرفة الجامعية - الفصل الأول موضوع الجيومورفولوجيا وتطور الفكر الجيومورفولوجي.