تعريف التجوية

التجوية Weathering هي عملية تكسر أو إذابة الصخور والمعادن الموجودة على سطح الأرض، وبمجرد تكسرالصخور تقوم عملية أخرى تسمى التآكل بنقل الأجزاء التي تكسرت من الصخور والمعادن إلى أماكن بعيدة، ولا توجد صخرة على سطح الأرض مهما كانت صلابة قادرة على مقاومة عوامل التجوية والتعرية.

ويمكن تعريف التجوية بأنها “عمليات سطحية فيزيائية (ميكانيكية) أو كيميائية تسبب تفتت الصخور”.

ويوجد نوعين من أنواع التجوية، وهما إما:

تجوية ميكانيكية (تجوية فيزيائية).
تجوية كيميائية.
والتجوية الميكانيكية

وتختلف التجوية الكيميائية عن الميكانيكية في كونها تغير التركيب، بينما لا تغير التجوية الميكانيكية من التركيب الأصلي للصخور.

عوامل التجوية

وهناك عدة عوامل مختلفة تسبب عملية التجوية، منها:

التجمد والانصهار
النباتات والحيوانات
الأحماض
الأكسجين

وتختلف تلك العوامل من حيث طبيعة عملها، تبعًا لنوع التجوية التي تحدث (سواء ميكانيكية أو كيميائية)، وسوف نشرح

التجوية الكيميائية وأنواعها

.

تعريف التجوية الكيميائية

تحدث التجوية الكيميائية بسبب تفاعل مياه الأمطار مع الحبيبات المعدنية في الصخور لتكوين معادن جديدة وأملاح قابلة للذوبان، وهذه التفاعلات تحدث بشكل خاص عندما يكون

الماء

حمضيًا قليلاً.

ويمكن تعريف عملية التجوية الكيميائية بأنها: “هي تحلل الصخور وتحول بعض مكوناتها إلى معادن أخرى نتيجة بسبب حدوث عدة تفاعلات كيميائية بين

المعادن

المكونة للصخر والعوامل البيئية المحيطة”.

وتعد معادن

الطين

بما في ذلك الكوارتز من بين المنتجات الثانوية الأكثر شيوعًا للتجوية الكيميائية، حيث يشكل الطين حوالي 40٪ من المواد الكيميائية الموجودة في جميع الصخور الرسوبية على الأرض.

وبالرغم أن التجوية عملية طبيعية لكن الأنشطة البشرية يمكنها تسريعها، على سبيل المثال تزيد أنواع معينة من تلوث الهواء من معدل التجوية، كما يؤدي حرق الفحم والغاز الطبيعي والبترول إلى إطلاق مواد كيميائية مثل أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي، وعندما تتحد هذه المواد الكيميائية مع

ضوء الشمس

والرطوبة ، فإنها تتحول إلى أحماض، ثم تعود تلك الأحماض إلى الأرض كمطر حمضي، وتقوم الأمطار الحمضية بالتجوية السريعة في الحجر الجيري والرخام وأنواع أخرى من الحجر.[1]

عوامل التجوية الكيميائية

وتشمل

عوامل التجوية الكيميائية

:

الأحماض الطبيعية
الأكسجين الموجود في الهواء.

تأثير الأحماض الطبيعية على الصخور

عندما نضع أحد أحماض سوف نلاحظ تأثير هذه الأحماض على الصخور، حيث يتفاعل الحمض مع الصخر ويسبب تغير في التركيب الكيميائي للصخر، وهذا هو ما يحدث مع الأحماض الطبيعية، عندما تلامس الأحماض الطبيعية.

على سبيل المثال: فإن معدن الفلسبار المكون للصخور وهو يتكون من (البوتاسيوم بنسبة 8% والألمونيوم بنسبة 8% والسيليكا بنسبة 23% والأكسجين بنسبة 61%)عندما يلامس حمض الكربونيك يكون معدن جديد يسمى الكاولين وبالرغم من أن تركيبه يظل يحتوي على بعض المعادن التي كانت تشكل معدن الفلسبار لكن بنسب مختلفة، حيث يتكون من (هيدروجين بنسبة 23% وألمونيوم 12% والسيليكا بنسبة 12% والأكسجين بنسبة 53%).

أيضًا تؤدي أحماض النباتات التي يتم إفرازها من جذور النباتات إلى التفاعل مع الصخور، حيث تفرز كثير من النباتات حمض النيتريك، وهو يتفاعل مع الصخور ويعمل على إذابة المعادن بها، وهذا يجعل ما يتبقى من الصخور هشًا ويسهل تفتته لقطع صغيرة.

أثر الأكسجين على الصخور

الأكسجين أحد أهم عناصر التجوية الكيميائية، لأنه يتحد مع المعادن المكونة للصخور في عملية تسمى الأكسدة، مما يحولها لمركبات هشة، وهذا بدوره يسبب ضعف وتفتت الصخور.

ويمكن أن نلاحظ أيضًا تغير لون الصخور التي تحتوي على الحديد والتي تتفاعل مع الأكسجين للون الأحمر أو البرتقالي.

لماذا تحدث التجوية الكيميائية بسرعة في المناطق الاستوائية

تتأثر سرعة أو معدل التجوية الكيميائية بالمناخ، حيث تحتاج هذه العمليات الكيميائية إلى الماء ، وتحدث بسرعة أكبر في درجات الحرارة المرتفعة، لذلك نجد أنه في المناطق الحارة الرطبة تتم عملية التجوية الكيميائية بسرعة.

ولذلك تكون التجوية الكيميائية سريعة في المناطق الاستوائية لأنها مناطق رطبة ودرجة حرارتها مرتفعة معظم الوقت.

ما هي أشكال التجوية الكيميائية

تتنوع

أشكال التجوية الكيميائية

، وتشمل أنواع التجوية الكيميائية، ما يلي:

الحل (الكربنة)

وفيها يتم إزالة الصخور في بمياه الأمطار الحمضية، فعندما يمر

المطر

في الهواء ويصل إلى الأرض ، فإنه يحمل بثاني أكسيد الكربون، مما ينتج عنه حمض الكربونيك، ويتفاعل هذا الحمض الضعيف مع كربونات الكالسيوم في الحجارة عندما يتسرب إلى الشقوق، ويتأثرالحجر الجيري بشكل خاص بالكربنة أو الحل لأنه يتكون في الغالب من كربونات الكالسيوم.، وتخلق كربنة الحجر الجيري هياكل صخرية فريدة مثل الكارست، وتنتشر الكارست في جميع أنحاء

العالم

وتشمل الكهوف والجداول والمجاري والتكوينات الصخرية الفريدة من نوعها.

التميؤ (الترطيب)

التميؤ هو نوع من التجوية الكيميائية حيث يتفاعل الماء كيميائيًا مع المعادن، مما يؤدي إلى تعديل تركيبها الكيميائي، وهذا يؤدي إلى أن تفقد صلابتها أو يزيد حجمها وتتمدد وهذا يؤدي إلى تشققها وتكسيرها.

وأحد الأمثلة على الترطيب هو عندما يضاف H2Oالماء إلىCaSO4 ( كبريتات الكالسيوم لتكوين CaSO4 + 2H2O ثنائي هيدرات كبريتات الكالسيوم، يتحول من الأنهيدريت إلى الجبس، وأحد الأمثلة على ت إضافة الماء إلى الأنهيدريت كيميائيًا لإنشاء مركب جديد تمامًا في الجبس. أدى الماء، الكثبان الرملية في منتزه ساندر الوطني بالولايات المتحدة الأمريكية.

التحلل المائي

يمكن أن يضاف الماء إلى مادة لصنع مادة جديدة مثلما يحدث في الترطيب، لكن هناك حالة أخرى يمكن أن يغير فيها الماء خصائص الصخور وهي التحلل المائي، في التحلل المائي يعمل الحمض الموجود في الماء على إذابة المعادن داخل صخور معينة، ,تتضمن أمثلة التحلل المائي في العمل تحويل الفلسبار إلى طين وتحويل معادن الصوديوم إلى محاليل مياه مالحة، ويتم إنشاء المنحدرات المتوهجة في أستراليا جزئيًا عن طريق التحلل المائي.

التحمض

ربما سمعت عن المطر الحمضي، ومع ذلك ، فإن معظم الناس لا يعرفون ما هو أو كيف يساهم في التجوية الكيميائية، المطر الحمضي عبارة عن مياه بها أحماض الكبريتيك والنتريك الناتجة عن احتراق الفحم والوقود الأحفوري وثورات البراكين.

تخلق الأحماض تفاعلًا عند اصطدامها بالحج ، مما يتسبب في تآكل السطح وتنعيم تركيبه، ويمكن أن يحدث التحمض أيضًا بسبب كائنات حية مثل الأشنات، والتي يتم إنشاؤها من الطحالب والفطريات، إحدى الحالات المعروفة للتحمض السريع وسواد الحجر هي التجوية على تمثال بوذا ليشان العملاق البالغ من

العمر

1000 عام في الصين.

الأكسدة

وفيها تتكسر الصخور بالأكسجين والماء، مما يعطي الصخور الغنية بالحديد في كثير من الأحيان سطحًا صدئًا ملونًا بفعل العوامل الجوية، وتكون المادة الحمراء الناتجة عن التأكسد هشة للغاية، مما يؤدي لتفتتها.[2]