آلية تحول الصخور من نوع إلى آخر .. ماذا تسمى ؟

آلية تحول الصخور من نوع إلى آخر تسمى

دورة الصخور Rock Cycle


هي آلية تحول الصخور من نوع إلى آخر



.

يعرفها علماء الجيولوجيا بأنها العملية التي تربط أنواع الصخور الثلاثة ببعضها وتحولها من نوعية إلى أخرى، تتم عملية التحويل بين ثلاثة أنواع من الصخور بوتيرة بطيئة للغاية تحت سطح الأرض وفوقها، مما يؤدي لتشكل صخور من معادن وأنسجة جيولوجية جديدة بفعل الحرارة، المياه، الرياح، الجاذبية والضغط، دون آلية تحول الصخور لا يوجد عملية ترسيب أو تبلور وتختفي الصخور وهذا بدوره يؤثر على الطبيعية من حيث توقف الزلازل والبراكين والعمليات الجيولوجية الطبيعية وبالتالي تختفي مظاهر التقدم التكنولوجي والبناء ونصل لمرحلة اختفاء الحضارة بأكملها وتغير ملامح الكرة الأرضية. [1]،[2]

أنواع الصخور وخصائصها

• المتحولة Metamorphic.
• النارية Ingenious.
• الرسوبية Sedimentary.

المتحولة Metamorphic

: تتحول الصخور النارية أو الرسوبية إلى صخور متحولة وذلك بعد تعرضها للعديد من العوامل الطبيعية على سبيل المثال، المياه وما بداخلها من تفاعلات كيميائية، الضغط ودرجات الحرارة، وبالتالي ينجم عن ذلك تكون صخورا ذات معادن جديدة أو تغير العناصر الكيميائية المكونة للصخور وتظهر بعد ذلك عدة أنواع من الصخور المتحولة نتيجة لسير السوائل وتدفقها مثلا:

• الشست Schist: والذي يشتهر باسم حجر مانهاتن وهو حجر زيتي أخضر يتكون من طبقات داكنة من عنصر البيوتايت Biotite، بالإضافة إلى حجر الأورثوكلاز الأبيض White Orthoclase وأحجار الكوارتز الرمادية Grey Quartz.
• السليت Slate: هو نوع من أنواع الصخور الزيتية وينتج عن تحول الصخور الرسوبية ويُطلق عليه أيضاً اسم الأردواز، ويتميز قوامه بأنه طيني ولكن شديد القوة.
• النيس Gneiss: حجر أصله من الجرانيت، وبفعل درجات كبيرة من الحرارة والضغط، تحول إلى صخور مكونة من لبيوتايت Biotite، الكوارتز الرمادي Grey Quartz، الأورثوكلاز الوردي Orthoclase pink وأحجار الهورنبلند السوداء Black Hornblende.

النارية Ingenious

: تتشكل الصخور النارية من الحمم البركانية والصهارة الموجودة داخل الأرض ويطلق عليها اسم ماجما، ويحدد شكل الصخور النارية الخارجي مدى تعرضه لدرجات الحرارة، على سبيل المثال عندما يتكون من بلورات ضخمة فإن المادة المنصهرة بردت بوتيرة بطيئة في داخل بطن الأرض، أما تكوينها من الحبيبات الدقيقة يكون ناجما عن سرعة برودة الحمم البركانية، وتنقسم الصخور النارية إلى 3 أنواع:

• جرانيت بيجماتيت Granite Pegmatite: هو حجر ذو بلورات كبيرة يتكون من الكوارتز الرمادي Grey Quartz، الأورثوكلاز الوردي Orthoclase pink، الألبيت Albite وأحجار المايكا Mica، ينشأ حجر البيجماتيت بالقرب من منطقة الحمم في عمق القشرة الأرضية.
• دياباس Diabase: تتميز أحجار الدياباس ببلورات حبيبية صغيرة، ويتكون من معدنين أبيض وأسود وهم بلاجيوجلار Plagioclase والبيروكسين Pyroxene نتيجة لعملية تحول الصخور تحت البراكين أي على بعد مئات الأمتار من السطح.
• ديوريت Diorite: تتكون أحجار الديوريت من البلاجيوجلار الأبيض Plagioclase وأحجار الهورنبلند السوداء Black Hornblende ودائماً تتشكل هذه الصخور في الأحزمة الجبلية.

الرسوبية Sedimentary

: تتشكل الصخور الرسوبية بعدة طرق منها المعادن وجزيئات الصخور الموجودة في الماء أو الهواء أو تشكل المعادن بشكل مباشر من الماء من خلال عملية يُطلق عليها اسم تحجر الرواسب Lithification ومن أنواع الصخور الرسوبية:

• الجيري Limestone: وهو أكثر أنواع الصخور الرسوبية شهرة وهو نتاج الكربونات المترسبة من بقايا الكثير من الكائنات الحية مثل المرجان وغيره ومكان نشأتها المياه السطحية وليست العميقة.
• الصخري Shale: وهو حجر زيتي يتكون من الطين والطمي والذي يتميز بأن بلوراته أصغر من حبات الرمل ويظهر في مناطق البحيرات والأنهار الهادئة.
• الرملي Sandstone: ينجم عن التحرك السريع للماء على ضفاف المحيطات والأنهار وتلعب الرياح دوراً كبيراً في ترسب الأحجار الرملية. [3]،[4]،[5]،[6]

شرح عمليات دورة الصخور في الطبيعة

• التبريد والتبلور Cooling and Crystallization.
• التجوية والتعرية Weathering and erosion.
• التحول بالضغط والحرارة Metamorphism.

التبريد والتبلور Cooling and Crystallization

: داخل أعماق الأرض ترتفع درجات الحرارة بشكل كبير للغاية ما يؤدي لتكوين المادة المنصهرة الماجما، التي تلعب دوراً كبيرة في تكون الصخور النارية أو البركانية بعد أن تبرد هذه المواد المنصهرة وتتحول إلى بلورات من خلال عملية يعرفها الجيولوجيين بالتبلور Crystallization وكلما طال وقت التبريد أو كانت وتيرته بطيئة كلما تشكلت الصخور من بلورات أكبر في الحجم أما إذا تمت عملية التبريد Cooling بسرعة فهذا نتاجه صخور بحبيبات وبلورات صغيرة الحجم.

التجوية والتعرية Weathering and erosion

: تتعرض الصخور لعملية التآكل ثم التكسير نتيجة لعدة عوامل مثل الرياح، المياه، الثلج، كما إن للحيوانات والطيور دوراً أساسياً في تفتت الصخور ثم ترسبها وانتقالها من مكان إلى آخر، ثم تبدأ مرحلة الترسيب وتستغرق هذه الفترة آلاف السنوات وتتشكل الصخور الرسوبية.

التحول بالضغط والحرارة Metamorphism

: الآن تيدأ مرحلة تشكل الصخور المتحولة، وذلك بعد أن تتغير بنية الصخور والمعادن والأنسجة المكونة لها بفعل عوامل الحرارة والضغط داخل القشرة الأرضية، هنا تتحول الصخور على صورتها الصلبة ولا تذوب أو تتحول لسائل ولكن تتشكل أنواع مختلفة منها. [7]،[3]

كيف تتحول الصخور النارية إلى رسوبية والمتحولة إلى نارية

• الصخور النارية إلى صخور رسوبية.
• الصخور المتحولة إلى نارية.

الصخور النارية إلى صخور رسوبية

: عن طريق التآكل والترسب تتحول الصخور النارية إلى صخور رسوبية بعد تكسر الصخور بفعل التجوية ثم تترسب بقاياها على مدار فترات زمنية طويلة للغاية.

الصخور المتحولة إلى نارية

: قد تعود الصخور المتحولة للصورة الأصلية من الصخور وهي النارية وذلك إذا تعرضت لدرجات حرارة مرتفعة للغاية تحولها لمدة منصهرة مرة آخرى. [3]،[8]

أهمية الصخور واستخداماتها

• تكوين التربة.
• تشكيل المعادن المختلفة.
• صنع مواد البناء.

تكوين التربة

: تلعب الصخور دوراً محورياً في تشكل التربة وما تحتوي عليها من معادن، مواد عضوية وعناصر مختلفة لتغذية التربة ثم النباتات، وفقاً للدراسات الجيولوجية فإن التربة تتكون من عملية تجوية الصخور النارية وكفاءة المحاصيل والنشاط الزراعي بشكل عام يعتمد على آلية تحويل الصخور.

تشكيل المعادن المختلفة

: تتعدد أنواع المعادن الموجودة في الصخور النارية والمتحولة على سبيل المثال:

• نحصل منها على الرصاص، النحاس، الذهب والزنك.
• الأحجار الكريمة المختلفة مثل الياقوت، الزمرد والالماس.
• الطين والسيليكا المستخدمين في الصناعات الزجاجية والفخارية.
• النترات، الفوسفات والبوتاس من المعادن المهمة في مجال تصنيع الأسمدة الكيميائية.
• استخراج عنصر البوكسيت وهو عنصر أساسي في مجال تصنيع الألومنيوم.
• الحصول على النفط والغاز والفحم كمصادر أساسية للطاقة النظيفة غير المتجددة.
• الحديد والمنغنيز المستخدمين في صناعة الصلب.

صنع مواد البناء

: يدخل في تصنيع مواد البناء والديكورات الجرانيت، الرخام، الحجر الجيري، الرملي والكوارتز وهي مواد اساسية قوية وصلبة تدخل في تصميم وإنشاء المنازل، الطرق، الأبنية، الشركات والسدود. [9]

كم تستغرق دورة الصخور

• مدة تكون الصخور المتحولة.
• مدة تكون الصخور الرسوبية.
• مدة تكون الصخور النارية.

تتراوح فترة تشكل الصخور الثلاثة بأنواعها من بضعة أيام إلى ملايين السنوات ولكن بشكل تقريبي وفقاً للدراسات الجيولوجية نوضح المدة المستغرقة لتكوين كل نوع.

مدة تكون الصخور المتحولة

: من

يوم لمئات الآلاف من السنين

، يمكن تكوينها في يوم واحد جراء سقوط النيازك والفترة الأطول هي التي تستغرقها عملية التشكل الطبيعية، وذلك جراء التعرض لدرجة حرارة تتخطى الـ 200 درجة مئوية ومعدل ضغط بقيمة 300 ميجا/باسكال.

مدة تكون الصخور الرسوبية

: يستغرق تكوين الصخور الرسوبية

ملايين السنوات

نتيجة لمروها بالعديد من العمليات الطبيعية مثل التجوية والترسيب والنقل وغيرها.

مدة تكون الصخور النارية

: يستغرق تبلور الصخور النارية المكونة من مادة الماجما المنصهرة خلال فترات زمنية طويلة تتراوح ما بين

آلاف وملايين السنين

. [10]